CN104967656B - 无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，属于房屋监测与控制领域，包括前端监控数据采集设备、ZigBee传输设备和中心监控系统。前端监控数据采集设备是用于实现各个监控节点的参数采集，并将采集得到的数据通过串口发送给ZigBee传输设备。所述ZigBee传输设备在整个系统中用于实现传输通道的建立，设备能够实现自组网功能，最大可支持65000个点。所述中心监控系统主要由服务器机组和平台软件组成，当中心监控系统接收到监控数据后，会对数据进行各种分析，并根据分析结果进行各种控制操作，如发出告警信息、向终端监控设备发出控制指令等等。

Description

无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统
技术领域
本发明涉及一种数据采集及监测系统，特别是一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，属于房屋监测与控制领域。
背景技术
传统的数据采集实时监测远传系统是通过有线网络进行数据采集、传输和发送。由于老旧房屋周边情况复杂、设备杂多，给有线网络综合布线及日后维护带来不便，并且安装工程量大，维护费用高，需要研究一种新的省时方便的技术。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，从而解决老旧房屋有线监测工程量大以及维护费用高的问题。该技术的研究不仅可提供更大的灵活性、活动性，还可以省去花在综合布线上的费用和精力。
本发明的技术方案如下：
一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，所述远传系统包括前端监控数据采集设备、ZigBee传输设备和中心监控系统；所述前端监控数据采集设备用于实现各个监控节点的参数采集，并将采集得到的数据通过串口发送给ZigBee传输设备，所述各个监控节点包括中心节点以及一般节点；所述ZigBee传输设备在整个系统中用于实现无线网络传输通道的建立；当ZigBee传输设备从各个监控节点的前端监控数据采集设备接收到监控数据后，通过自组建的无线网络传输发送到中心监控系统，同时，中心监控系统也可通过无线网络对各个监控节点发出控制指令，从而实现数据的双向通信以达到遥测、遥控的目的；其中，根据中心监控系统与前端监控数据采集设备的距离，具有两种无线网络实施方式：当中心监控系统布设在前端监控数据采集设备附近时，各个监控节点的数据传输采用ZigBee传输设备建立的无线网络直接进行短距离传输接入中心监控系统，且整个ZigBee无线网络采用F8914进行组建；当中心监控系统与前端监控数据采集设备的距离较远时，一般节点的终端数据先通过ZigBee无线网络传输到中心节点，然后中心节点再通过GPRS网络将数据传输到中心监控系统，且中心节点采用带有GPRS的设备F8114。
也就是说，ZigBee传输设备有两种，一种是只有ZigBee的F8914，还有一种是带ZigBee+GPRS的F8114，两者的区别在于前者完全用ZigBee无线网来传输，而后者可先通过ZigBee无线将数据传输到中心节点(由F8114担当)，然后再通过GPRS无线网络传输到远程监控中心。
进一步地，所述的中心节点通过GPRS网络将数据传送到中心监控系统时，所述的中心监控系统有多种网络接入方式。
其中，中心监控系统采用APN专线，所有终端都采用内网固定IP，客户中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络，在GGSN与移动公司互联路由器之间建立GRE隧道。为客户分配专用的APN，其他的用户不得申请该APN，只有该专网内的SIM卡才能进入该APN，防止其他非法用户的进入；用户内部建立RADIUS服务器，以保证用户内部安全；用户在内部建立DHCP服务器或在APN路由器内，启用DHCP功能，为通过认证的用户分配用户内部地址。
或者，中心监控系统采用ADSL公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务，客户先与DNS服务商联系开通动态域名，然后IP MODEM采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心监控系统公网动态IP，建立连接。
或者，中心监控系统采用ADSL公网连接，采用公网固定IP服务，其先向INTERNET运营商申请ADSL宽带业务，中心监控系统有公网固定IP的，IP MODEM直接向中心监控系统发起连接。
进一步地，ZigBee传输设备能够实现自组网功能，最大可支持65000个节点。
进一步地，所述中心监控系统主要由服务器机组和平台软件组成。
进一步地，当中心监控系统接收到监控数据后，会对数据进行各种分析，并根据分析结果进行各种控制操作。
进一步地，所述各种控制操作包括发出告警信息或向各个监控节点发出控制指令。
有益效果：
本发明最显著的优势在于无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统采集稳定、可靠、方便、实用。安装费用低廉，维护简单，不需要租用公网，也无须巨额运行费用。并且该传输系统具有无线化、智能化、支持星型，树型，网型网络等多种网络拓扑结构等一系列优点，随着需求的增长和技术的进一步成熟，无线Zigbee在实时监测房屋变形的远传系统中会有更为广阔的应用前景。
附图说明
图1为监控中心布设在监控数据采集设备附近时数据传输接入方式；
图2为监控中心与监控数据采集设备距离较远时数据传输接入方式。
图中，1：中心监控系统；2：前端监控数据采集设备；3：中心节点；4：一般节点。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，包括前端监控数据采集设备2、ZigBee传输设备和中心监控系统1。前端监控数据采集设备2用于实现各个监控节点的参数采集，并将采集得到的数据通过串口发送给ZigBee传输设备。各个监控节点包括中心节点3以及一般节点4。ZigBee传输设备在整个系统中用于实现无线网络传输通道的建立。当ZigBee传输设备从各个监控节点的前端监控数据采集设备2接收到监控数据后，通过自组建的无线网络传输发送到中心监控系统1，同时，中心监控系统1也可通过无线网络对各个监控节点发出控制指令，从而实现数据的双向通信以达到遥测、遥控的目的；其中，根据中心监控系统1与前端监控数据采集设备2的距离，具有两种无线网络实施方式：如图1所示，当中心监控系统1布设在前端监控数据采集设备2附近时，各个监控节点的数据传输采用ZigBee传输设备建立的无线网络直接进行短距离传输接入中心监控系统1，且整个ZigBee无线网络采用F8914进行组建；如图2所示，当中心监控系统1与前端监控数据采集设备2的距离较远时，一般节点4的终端数据先通过ZigBee无线网络传输到中心节点3，然后中心节点3再通过GPRS网络将数据传输到中心监控系统1，且中心节点3采用带有GPRS的设备F8114。ZigBee传输设备能够实现自组网功能，最大可支持65000个节点。中心监控系统1主要由服务器机组和平台软件组成。中心监控系统1接收到监控数据后，会对数据进行各种分析，并根据分析结果进行各种控制操作，如发出告警信息或向各个监控节点发出控制指令。
当中心节点3通过GPRS网络将数据传送到中心监控系统1时，中心监控系统1网络有多种网络接入方式：
(1)中心监控系统1采用APN专线，所有终端都采用内网固定IP，客户中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络，在GGSN与移动公司互联路由器之间建立GRE隧道。为客户分配专用的APN，其他的用户不得申请该APN。只有该专网内的SIM卡才能进入该APN，防止其他非法用户的进入。用户可以内部建立RADIUS服务器，以保证用户内部安全。用户在内部建立DHCP服务器(或在APN路由器内，启用DHCP功能)，为通过认证的用户分配用户内部地址。
此种方案无论实时性，安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下的最佳组网方式。
(2)中心监控系统1采用ADSL公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务，客户先与DNS服务商联系开通动态域名，然后IP MODEM采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心监控系统1公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。
(3)中心监控系统1采用ADSL公网连接，采用公网固定IP服务，其先向INTERNET运营商申请ADSL宽带业务，中心监控系统1有公网固定IP的，IP MODEM直接向中心监控系统1发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。
以上是本发明的一具体实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (7)

1.一种无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：所述远传系统包括前端监控数据采集设备(2)、ZigBee传输设备和中心监控系统(1)；所述前端监控数据采集设备(2)用于实现各个监控节点的参数采集，并将采集得到的数据通过串口发送给ZigBee传输设备，所述各个监控节点包括中心节点(3)以及一般节点(4)；所述ZigBee传输设备在整个系统中用于实现无线网络传输通道的建立；当ZigBee传输设备从各个监控节点的前端监控数据采集设备(2)接收到监控数据后，通过自组建的无线网络传输发送到中心监控系统(1)，同时，中心监控系统(1)也可通过无线网络对各个监控节点发出控制指令，从而实现数据的双向通信以达到遥测、遥控的目的；其中，根据中心监控系统(1)与前端监控数据采集设备(2)的距离，具有两种无线网络实施方式：当中心监控系统(1)布设在前端监控数据采集设备(2)附近时，各个监控节点的数据传输采用ZigBee传输设备建立的无线网络直接进行短距离传输接入中心监控系统(1)，且整个ZigBee无线网络采用F8914进行组建；当中心监控系统(1)与前端监控数据采集设备(2)的距离较远时，一般节点(4)的终端数据先通过ZigBee无线网络传输到中心节点(3)，然后中心节点(3)再通过GPRS网络将数据传输到中心监控系统(1)，且中心节点(3)采用带有GPRS的设备F8114；所述的ZigBee传输设备能够实现自组网功能，最大可支持65000个节点；所述中心监控系统(1)由服务器机组和平台软件组成。
2.根据权利要求1所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：所述的中心节点(3)通过GPRS网络将数据传送到中心监控系统(1)时，所述的中心监控系统(1)有多种网络接入方式。
3.根据权利要求1或2所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：中心监控系统(1)采用APN专线，所有终端都采用内网固定IP，客户中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络，在GGSN与移动公司互联路由器之间建立GRE隧道；为客户分配专用的APN，其他的用户不得申请该APN，只有该APN内的SIM卡才能进入该APN，防止其他非法用户的进入；用户内部建立RADIUS服务器，以保证用户内部安全；用户在内部建立DHCP服务器或在APN路由器内，启用DHCP功能，为通过认证的用户分配用户内部地址。
4.根据权利要求1或2所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：中心监控系统(1)采用ADSL公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务，客户先与DNS服务商联系开通动态域名，然后IP MODEM采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心监控系统(1)公网动态IP，建立连接。
5.根据权利要求1或2所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：中心监控系统(1)采用ADSL公网连接，采用公网固定IP服务，其先向INTERNET运营商申请ADSL宽带业务，中心监控系统(1)有公网固定IP的，IP MODEM直接向中心监控系统(1)发起连接。
6.根据权利要求1所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：当中心监控系统(1)接收到监控数据后，会对数据进行各种分析，并根据分析结果进行各种控制操作。
7.根据权利要求6所述的无线ZigBee数据采集实时监测房屋变形的远传系统，其特征在于：所述各种控制操作包括发出告警信息或向各个监控节点发出控制指令。
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