CN103347311A - ZigBee对讲基站网络系统及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
一种ZigBee对讲基站网络系统，包括多个ZigBee对讲基站设备，所述多个ZigBee对讲基站设备线性布置，构成线性拓扑自组网络，所述ZigBee对讲基站设备包括壳体、电源板以及ZigBee主板，所述壳体上设有外电接口、通讯接口以及两个天线，所述电源板以及ZigBee主板设于所述壳体内，所述电源板与所述外电接口以及ZigBee主板连接，所述ZigBee主板与所述通讯接口连接，且其上设有两个ZigBee收发模块，所述两个ZigBee收发模块分别与一天线连接。本发明网络系统组建简单、维护方便，网络的冗余性和稳健性强，将带宽损耗分配到了两个ZigBee收发模块上，带宽的利用率高。
Description
技术领域
本发明属于ZigBee领域，尤其涉及一种ZigBee对讲基站网络系统及其通信方法。
背景技术
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
ZigBee无线通信技术主要用于小数据量，低时延、低能耗和大网络容量的通信领域，带宽只有250kb/s，广泛应用于传输一些传感器参数的物联网系统中。
传统的ZigBee无线基站的带宽一部分用于无线网络的维护，一部分用于信息的传递。随着基站数量增多，网络规模的增大，有限的带宽被自组网络占用，导致信息传递出现阻塞。对讲语音信息为连续不间断的实时数据，数据量较大，由于带宽的限制不能很好的进行连续的语音通信，很难实现多个基站间的连续的语音通信。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种ZigBee对讲基站网络系统及其通信方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种ZigBee对讲基站网络系统，包括多个ZigBee对讲基站设备，所述多个ZigBee对讲基站设备线性布置，构成线性拓扑自组网络，所述ZigBee对讲基站设备包括壳体、电源板以及ZigBee主板，所述壳体上设有外电接口、通讯接口以及两个天线，所述电源板以及ZigBee主板设于所述壳体内，所述电源板与所述外电接口以及ZigBee主板连接，所述ZigBee主板与所述通讯接口连接，且其上设有两个ZigBee收发模块，所述两个ZigBee收发模块分别与一天线连接。
本方案还包括电池盒，所述电池盒设于所述壳体内，且其电极与所述电源板连接。
所述壳体上设有提手。
所述壳体上设有快速充电接口，所述快速充电接口与所述电源板连接。
所述壳体上设有工作状态指示灯以及电压过低指示灯，所述工作状态指示灯以及电压过低指示灯与所述ZigBee主板连接。
所述通讯接口为具有隔离功能的RS485接口。
所述壳体为单腔体结构，所述电源板、ZigBee主板以及电池盒平铺设于所述壳体内；
所述外电接口、快速充电接口以及通讯接口均位于所述壳体的下方，所述两个天线可转动的设于所述壳体的两侧，所述工作状态指示灯以及电压过低指示灯设于壳体的前面板。
本方案还涉及一种ZigBee对讲基站网络系统的通信方法，包括：
多个ZigBee对讲基站设备的一个ZigBee收发模块以一个频率信道在相应ZigBee对讲基站设备的周围形成信号覆盖区域，供信号覆盖区域内的对讲终端进行通信；
相邻ZigBee对讲基站设备的另一个ZigBee收发模块之间以另一个频率信道进行数据交换，用于维护ZigBee无线网络；
其中，两个ZigBee收发模块均采用广播通信模式，每次广播通信时，一个ZigBee收发模块接收数据，另一个ZigBee收发模块发送数据。
所述多个ZigBee对讲基站设备中具有一个主ZigBee对讲基站设备，用于协调其余从ZigBee对讲基站设备。
本发明将多个ZigBee对讲基站设备线性布置，构成线性拓扑自组网络，自组网络便于临时活动区域的网络组建，组建简单、网络维护方便，网络的冗余性和稳健性强，容易在狭长空间中形成稳定的通信网络，适合适合道路、巷道、楼层等场合；并且为了满足对讲通信对带宽大的要求，采用双ZigBee收发模块，两个ZigBee收发模块使用不同的频率信道，一个ZigBee收发模块供对讲终端进行语音通信，另一个ZigBee收发模块用于ZigBee无线网络的维护，ZigBee无线网络的维护工作不再占用对讲终端进行语音通信的带宽，将带宽损耗分配到了两个ZigBee收发模块上，同时，两个ZigBee收发模块均采用广播通信模式，每次广播通信时，一个ZigBee收发模块接收数据，另一个ZigBee收发模块发送数据，250Kb/s的带宽可全部用于发送或接收数据，提高了带宽的利用率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明的ZigBee对讲基站设备的结构示意图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，一种ZigBee对讲基站网络系统，包括多个ZigBee对讲基站设备1100，多个ZigBee对讲基站设备1100线性布置，构成线性拓扑自组网络。
多个ZigBee对讲基站设备中具有一个主ZigBee对讲基站设备，用于协调其余从ZigBee对讲基站设备，组建系统时，配置好主机站的参数，将其余的网络从基站按一定距离线性布置，多个ZigBee对讲基站设备1100会通过自组网功能组建网络，自组网络便于临时活动区域的网络组建。
每个ZigBee对讲基站设备1100只与相邻的ZigBee对讲基站设备1100进行网络通信，但网络系统是开放性的，内部的ZigBee对讲基站设备1100能自由的退出，外部的ZigBee对讲基站设备1100也可自由的加入线性网络中，此网络系统既具有线性网络组建简单，带宽占用少的特点，同时还具有自组网络的冗余性和开放性的特点。
具体地，如图2所示，ZigBee对讲基站设备1100包括壳体1110、电源板1120、ZigBee主板1130以及电池盒1140。
壳体1110上设有外电接口1111、通讯接口1112以及两个天线1113。
其中，通讯接口1112可以为具有隔离功能的RS485接口。
壳体1110的顶部上可以设有提手1114，便于用于搬运和悬挂。
壳体1110上还可设置快速充电接口1115，ZigBee对讲基站设备1100采用主备电工作方式，在有外电的情况下，电池做备电，在临时性的活动区域电池做主电。在电池做备电时，使用外电接口1111接入外电，如果想使用快速充电方式短时间将电池充满，可以通过快速充电接口1115进行充电。
同时，壳体1110上还设有工作状态指示灯以及电压过低指示灯，工作状态指示灯可以为Led绿灯，电压过低指示灯可以为Led红灯。
电源板1120以及ZigBee主板1130设于壳体1110内，电源板1120与外电接口1111以及ZigBee主板1130连接，ZigBee主板1130与通讯接口1112连接，且其上设有两个ZigBee收发模块1131，两个ZigBee收发模块1131分别与一天线1113连接。
快速充电接口1115与电源板1120连接。
工作状态指示灯以及电压过低指示灯与ZigBee主板连接。
电池盒1140设于壳体1110内，且其电极与电源板1120连接，电池盒1140可以采用铁盒，可将12V/10AH的10节电池胶封于电池盒1140内。
可以理解的是，电池盒1140也可以省略，这样，ZigBee对讲基站设备1100的工作环境必须可以接入外电。
具体地，壳体1110可以为单腔体结构，电源板1120、ZigBee主板1130以及电池盒1140可以平铺设于壳体1110内。
外电接口1111、快速充电接口1115以及通讯接口1112均位于壳体1110的下方，工作状态指示灯以及电压过低指示灯可以设置在壳体1110的前面板。
两个天线1113为全向天线，其可转动的设于壳体1110的两侧，具体的，两个天线1113可以设置于壳体1110两侧的下部。
不使用时，贴于壳体1110侧面，天线1113的顶端与壳体1110的顶面齐平，使用时旋转90°与安装墙体垂直。
如图1以及图2所示，本方案还涉及一种ZigBee对讲基站网络系统的通信方法，包括：
ZigBee对讲基站设备1100使用两个ZigBee收发模块1131，两个ZigBee收发模块1131使用不同的频率信道，通过增加一个ZigBee收发模块1131来提高带宽的利用率，将带宽损耗分配到两个ZigBee收发模块1131上，一个ZigBee收发模块1131供对讲终端2进行语音通信，另一个ZigBee收发模块1131用于ZigBee无线网络的维护，ZigBee无线网络的维护工作不再占用对讲终端2进行语音通信的带宽。
具体地，每个ZigBee对讲基站设备1100的一个ZigBee收发模块1131以一个频率信道在相应ZigBee对讲基站设备1100的周围形成信号覆盖区域，在信号覆盖区域中的对讲终端2可以与ZigBee对讲基站设备1100交换数据，供信号覆盖区域内的对讲终端2进行通信。
相邻ZigBee对讲基站设备1100的另一个ZigBee收发模块1131之间以另一个频率信道进行数据交换，用于维护ZigBee无线网络。
为了提高ZigBee对讲基站设备1100的带宽利用率，两个ZigBee收发模块1131均采用广播通信模式，每次广播通信时，一个ZigBee收发模块1131接收数据，另一个ZigBee收发模块1131发送数据，250Kb/s带宽可全部用于发送或接收数据。
多个ZigBee对讲基站设备中具有一个主ZigBee对讲基站设备，用于协调其余从ZigBee对讲基站设备。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (9)
1.一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，包括多个ZigBee对讲基站设备，所述多个ZigBee对讲基站设备线性布置，构成线性拓扑自组网络，所述ZigBee对讲基站设备包括壳体、电源板以及ZigBee主板，所述壳体上设有外电接口、通讯接口以及两个天线，所述电源板以及ZigBee主板设于所述壳体内，所述电源板与所述外电接口以及ZigBee主板连接，所述ZigBee主板与所述通讯接口连接，且其上设有两个ZigBee收发模块，所述两个ZigBee收发模块分别与一天线连接。
2.根据权利要求1所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，还包括电池盒，所述电池盒设于所述壳体内，且其电极与所述电源板连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，所述壳体上设有提手。
4.根据权利要求3所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，所述壳体上设有快速充电接口，所述快速充电接口与所述电源板连接。
5.根据权利要求4所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，所述壳体上设有工作状态指示灯以及电压过低指示灯，所述工作状态指示灯以及电压过低指示灯与所述ZigBee主板连接。
6.根据权利要求5所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，所述通讯接口为具有隔离功能的RS485接口。
7.根据权利要求6所述的一种ZigBee对讲基站网络系统，其特征在于，所述壳体为单腔体结构，所述电源板、ZigBee主板以及电池盒平铺设于所述壳体内；
所述外电接口、快速充电接口以及通讯接口均位于所述壳体的下方，所述两个天线可转动的设于所述壳体的两侧，所述工作状态指示灯以及电压过低指示灯设于壳体的前面板。
8.一种ZigBee对讲基站网络系统的通信方法，其特征在于，包括：
多个ZigBee对讲基站设备的一个ZigBee收发模块以一个频率信道在相应ZigBee对讲基站设备的周围形成信号覆盖区域，供信号覆盖区域内的对讲终端进行通信；
相邻ZigBee对讲基站设备的另一个ZigBee收发模块之间以另一个频率信道进行数据交换，用于维护ZigBee无线网络；
其中，两个ZigBee收发模块均采用广播通信模式，每次广播通信时，一个ZigBee收发模块接收数据，另一个ZigBee收发模块发送数据。
9.根据权利要求8所述的一种ZigBee对讲基站通信系统的通信方法，其特征在于，所述多个ZigBee对讲基站设备中具有一个主ZigBee对讲基站设备，用于协调其余从ZigBee对讲基站设备。
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