CN105446297A - 一种无线温场监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线温场监控系统，包括监控主机，多个由无线温湿度传感器组成的ZigBee设备节点；多个ZigBee设备节点形成ZigBee网络；系统运行时，监控主机下发给无线温湿度传感器的命令，先发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器从命令数据中提取出“目标温湿度传感器设备”后将数据转发给相应的设备节点；位于相应节点处的无线温湿度传感器进行响应，将数据发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再原封不动地转发给监控主机进行处理，完成命令的发送及响应过程；监控主机通过ZigBee网络获得无线温湿度传感器采集的数据，并对数据进行处理后上报给远程监控中心。

Description

一种无线温场监控系统
技术领域
本发明属于温场监控技术领域，更具体地，涉及一种无线温场监控系统。
背景技术
目前在国内IDC(InternetDataCenter，互联网数据中心)温场监控领域，采用的通讯方式主要是有线传输的方式，例如用1Wire或者485总线，外部接大量的温湿度传感器。有线传输方式是指监控主机与温度/温湿度传感器之间是以有线的连接方式。这种方式中，监控主机主动从传感器中采集温度/温湿信号，处理后再上报给监控中心。
这种传输方式优点是可靠，但是其缺点也很明显：工程量大；成本高；不利于扩容，当需要增加测点时，必须更改原来的线路；维护困难，当某个线路有问题时，需要将检测已有工程的线缆。随着人力成本的上升，工程成本所占总成本的比例越来越大，如何降低这一方面的成本成为亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无线温控监控系统，旨在解决现有的IDC温场监控采用有线传输数据方式导致工程量大、成本高且不利于扩容的技术问题。
本发明提供了一种无线温场监控系统，包括监控主机，多个由无线温湿度传感器构成的ZigBee设备节点；多个ZigBee设备布置在各个节点处形成ZigBee网络；系统运行时，监控主机下发给无线温湿度传感器的命令，先发送到ZigBee协调器(监控主机内部的ZigBee模块)，ZigBee协调器从命令数据中提取出“目标温湿度传感器设备”后将数据转发给相应的设备节点；位于相应节点处的无线温湿度传感器进行响应，将数据发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再原封不动地转发给监控主机进行处理，完成命令的发送及响应过程；监控主机通过ZigBee网络获得无线温湿度传感器采集的数据，并对数据进行处理后上报给远程监控中心。
更进一步地，所述监控主机包括中央处理器，与中央处理器连接的光纤传输模块，与中央处理器连接的IP传输模块，与中央处理器连接的ZigBee模块，以及与中央处理器连接的3G模块。
更进一步地，所述ZigBee设备为协调器。
更进一步地，所述ZigBee设备通过串口与所述监控主机相连。
更进一步地，所述无线温湿度传感器采用电池供电，其网络设备类型为EndDevice。设备类型为EndDevice的设备由电池供电；设备类型为EndDevice的设备节点，通常情况下处于休眠状态，一旦有状态变化，立即向协调器上报最新状态；在未收到确认信息或发送次数未达到限定次数之前，每1s循环发送。系统中设备类型为EndDevice的设备节点定期发送心跳数据包。
更进一步地，所述监控主机通过Fiber、IP或3G的传输方式将处理后的数据上报给远程监控中心。
本发明提供的无线温场监控系统所监控的对象中，包含但不限于温湿度测量，也可包含采用无线传输、电池供电的烟感、红外等通讯速率小于15200bps的监控对象。
在本发明实施例中，温湿度测量节点具有温度变化阈值设置功能；在温湿度变化阈值范围内，每小时主动上报一次数据；当温度变化值超过所设置的阈值时，主动上报；在未收到确认信息之前或发送次数未达到限定次数之前，每1s循环发送。
本发明提供的无线温控监控系统中，当ZigBee网络组网成功时，网络中所有的节点向协调器主动上报自己的地址和设备类型信息，其中的设备类型信息包含MAC地址、自身的传感器类型等。监控主主机中的ZigBee节点为协调器，负责建立和管理网络，网络中设备的数据通过其和中央处理器交互本无线监控系统的ZigBee网络具有ZigBee网络PANID更改，ZigBee网络信道更改功能，防止和其它无线网络冲突；本无线监控系统支持信号强度检测，避免安装位置的不正确导致信号异常。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线温场监控系统的原理框图；
图2是本发明实施例提供的无线温场监控系统中监控采集器的原理框图；
图3是本发明实施例提供的命令/响应信令流程图；
图4是本发明实施例提供的主动上报信令流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的无线温场监控系统基于ZigBee无线技术；可以应用于IDC机房温场监控领域，降低工程成本。
其中，ZigBee单元采用TI公司的CC2530芯片，遵循IEEE802.15.4协议。图1示出了本发明实施例提供的无线温场监控系统的原理框图，图2示出了监控主机的原理框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
对于IDC机房的温场监控系统，所监控的对象就是各个关键位置的温度/温湿度数据。本无线监控系统就是对测温点进行无线化处理。图1中的ZigBee设备节点处均设置有无线温湿度传感器。
无线温场监控系统将从ZigBee网络所采集的数据进行分析、处理，然后通过Fiber/IP/3G等传输方式上报给远程监控中心。
在本发明中，监控采集器内部的ZigBee模块设备类型为协调器(Coordinator，下同)，负责管理整个ZigBee网络，包含ZigBee网络PANID，ZigBee网络信道的设置。其通过串口(TTL电平)和中央处理器CPU相连。组网完成后，协调器仅仅起一个管道之用。
本发明中对于温度/温湿度等传感器采用电池供电，其网络设备类型为EndDevice。其间歇性工作，通常属于休眠模式以节省功耗。其工作方式有两种，一种为被动查询方式，即设备在未进入睡眠时，可以接收上位机的命令，并响应信息。进一步说，系统运行时，中央处理器下发给EndDevice设备的命令，先发送到协调器，协调器从命令数据中提取出“目标温湿度传感器设备”，然后将数据转发给相应的设备节点。目标温湿度传感器设备进行响应，将数据发送到协调器，协调器再原封不动地转发给中央处理器进行处理，完成命令的发送及响应过程。其信令流程图见图3。
另外一种为主上报的方式。进一步说，这些设备通常处于睡眠状态，当外部有状态变化时或定时器到时，终止休眠，将新的数据信息发送给协调器，协调器再转发给中央处理器；中央处理器发送确认信息给EndDevice，信息先发到协调器，协调器从确认数据中提取出“目标温湿度传感器设备”，然后将信息转发给相应的设备节点。其信令流程图见图4。在没有收到中央处理器的确认信息之前，每隔1s循环发送，直到收到确认信息后或发送次数100次后，停止发送。另外，这些设备定期往协调器上报心跳信息，协调器再转发给中央处理器；在没有收到中央处理器的确认信息之前，每隔1s循环发送，直到收到确认信息或发送次数10次后，停止发送。
本发明中的温湿度测量节点可根据客户的需求，设置温湿度告警阈值，在通常情况下每个小时上报一次测量的温湿度值，当温度变化超过阈值时，立即上报。本发明中上行接口提供IP/Fiber/3G等传输方式，适应不同的场合应用需求。
在本发明实施例中，无线技术不仅限于ZigBee技术，也包含其它例如433M技术，只要原理和本发明一样即可。
在本发明实施例中，ZigBee网络中的设备节点使用纽扣电池供电，不限于电池的种类；只要符合使用电池供电，当有外部状态变化引起的主动上报、定期上报心跳均可。
在本发明实施例中，ZigBee设备节点中设备类型为EndDevice的设备，其循环上报时间不限于所设置的1s，只要符合“发送数据后，需要确认，没有收到确认之前或发送达到一定次数后需循环上报”这一原则即可。
在本发明实施例中，无线温场监控系统基于ZigBee的无线传感网络；ZigBee技术所用载体不限于CC2530，只要符合本发明中的原理即可。
在本发明实施例中，无线温场监控系统上行口支持IP/PTN/3G传输；IP/Fiber/3G传输方式不限于全部，只要符合其中一种即可。
在本发明实施例中，ZigBee设备节点不限于温湿度传感器，还有诸如漏水检测传感器、门磁传感器、烟雾探测传感器等机房常用的传感器
本发明能够大幅度降低工程成本、方案成本。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线温场监控系统，其特征在于，包括监控主机，多个由温湿度传感器构成的ZigBee设备节点；多个ZigBee设备布置在各个节点处形成ZigBee网络；
系统运行时，监控主机下发给无线温湿度传感器的命令，先发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器从命令数据中提取出“目标温湿度传感器设备”后将数据转发给相应的设备节点；位于相应节点处的无线温湿度传感器进行响应，将数据发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再原封不动地转发给监控主机进行处理，完成命令的发送及响应过程；监控主机通过ZigBee网络获得无线温湿度传感器采集的数据，并对数据进行处理后上报给远程监控中心。
2.如权利要求1所述的无线温控监控系统，其特征在于，所述监控主机包括中央处理器，与中央处理器连接的光纤传输模块，与中央处理器连接的IP传输模块，与中央处理器连接的ZigBee模块，以及与中央处理器连接的3G模块。
3.如权利要求2所述的无线温控监控系统，其特征在于，所述ZigBee设备为协调器。
4.如权利要求1或2所述的无线温控监控系统，其特征在于，所述ZigBee设备通过串口与所述监控主机相连。
5.如权利要求1或2所述的无线温控监控系统，其特征在于，所述无线温湿度传感器采用电池供电，其网络设备类型为EndDevice。
6.如权利要求1或2所述的无线温控监控系统，其特征在于，所述监控主机通过Fiber、IP或3G的传输方式将处理后的数据上报给远程监控中心。
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