CN109345812A - 基于物联网的监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了基于物联网的监控系统及监控方法。该系统包括：检测装置、汇聚节点和网络终端，检测装置包含多个并分布于多个监控空间内，每个检测装置包括检测器件和第一Zigbee模块，检测器件与检测对象对应设置，对检测对象进行检测，第一Zigbee模块从检测器件处获取检测数据，汇聚节点中的第二Zigbee模块接收第一Zigbee模块发送的检测数据，并发送给汇聚节点中的第一蓝牙模块，网络终端中第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发送的检测数据，网络终端对检测数据进行展示。通过采用上述技术方案，结合Zigbee和蓝牙的优势，构建了大规模的层次化的无线网络，可基于物联网实现高效实时的网络监控。

Description

基于物联网的监控系统及监控方法

技术领域

本申请实施例涉及物联网技术领域，尤其涉及基于物联网的监控系统及监控方法。

背景技术

无线技术的发展给物联网提供了极其重要的技术支持，使得物联网技术能够广泛应用于各种领域。

目前，常见的无线网络数据传输技术包括通用分组无线服务技术(GeneralPacket Radio Service，GPRS)、全球移动通信系统(Global System For MobileCommunications，GSM)、无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)、蓝牙(BlueTooth)以及紫蜂(Zigbee)等等。这些无线传输技术各具特色，已在各个领域存在成熟的应用。然而，对于监控领域，无线传输技术目前仍未得到较好的应用，需要改进。

发明内容

本申请实施例提供一种基于物联网的监控系统、装置、存储介质及移动终端，可以优化基于物联网的监控方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的监控系统，包括：检测装置、汇聚节点和网络终端；

所述检测装置分布于多个监控空间内，每个监控空间中包含至少一个检测装置，每个检测装置包括通过有线连接的检测器件和第一紫蜂模块；所述检测器件与监控空间内的检测对象对应设置，用于对所述检测对象进行检测并得到相应的检测数据；所述第一紫蜂模块用于从所述检测器件处获取所述检测数据；

所述汇聚节点包括第二紫蜂模块和第一蓝牙模块；所述第二紫蜂模块用于接收所述第一紫蜂模块发送的所述检测数据，并将所述检测数据发送给所述第一蓝牙模块；

所述网络终端包括第二蓝牙模块，用于接收所述第一蓝牙模块发送的所述检测数据；所述网络终端用于对所述检测数据进行展示。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的监控方法，应用于本申请实施例提供的基于物联网的监控系统，该方法包括：

利用检测装置内的检测器件对监控空间内的检测对象进行检测，并得到相应的检测数据，通过有线连接将所述检测数据发送至所述检测装置内的第一紫蜂模块；

利用所述第一紫蜂模块将所述检测数据发送至汇聚节点内的第二Zigbee模块；

利用所述第二紫蜂模块将所述检测数据发送至所述汇聚节点内的第一蓝牙模块；

利用所述第一蓝牙模块将所述检测数据发送至网络终端内的第二蓝牙模块；

利用所述网络终端对所述检测数据进行展示。

本申请实施例中提供的基于物联网的监控系统，利用Zigbee无线传输技术构建规模化网络，通过有线方式收集各监控空间内检测对象的检测数据，并利用Zigbee无线传输在网络中进行小数据量传输，利用汇聚节点中Zigbee模块与蓝牙模块进行数据中转，最终实现汇聚节点中蓝牙模块与网络终端中蓝牙模块之间的大数据量高效传输。通过采用上述技术方案，结合了Zigbee和蓝牙的优势，构建了大规模的层次化的无线网络，可基于物联网实现高效实时的网络监控。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的监控系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种基于物联网的监控系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于物联网的监控方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

近年来，Bluetooth技术与Zigbee技术得到了极大的发展。Bluetooth技术在手机等数字产品中以及微波炉等传统家用电器中得到了广泛应用。这些应用有效地简化了移动通信终端之间以及终端与因特网之间的通信，提高了通信的效率。Zigbee技术在水文监测等方面的应用，借助大量的低功耗的传感器，以接力的方式传递并逐级处理数据。可见，Bluetooth技术优势在于传输的高速性，Zigbee技术优势在于低成本、可规模化以及网络化。本申请实施例综合利用Bluetooth技术与Zigbee技术有点，构建了规模化的物联网并应用于监控领域。

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的监控系统的示意图，如图1所示，该系统包括检测装置101、汇聚节点102和网络终端103。

所述检测装置分布于多个监控空间内，每个监控空间中包含至少一个检测装置，每个检测装置包括通过有线连接的检测器件和第一Zigbee模块。所述检测器件与监控空间内的检测对象对应设置，用于对所述检测对象进行检测并得到相应的检测数据。所述第一Zigbee模块用于从所述检测器件处获取所述检测数据。

所述汇聚节点包括第二Zigbee模块和第一蓝牙模块。所述第二Zigbee模块用于接收所述第一Zigbee模块发送的所述检测数据，并发送给所述第一蓝牙模块。

所述网络终端包括第二蓝牙模块，用于接收所述第一蓝牙模块发送的所述检测数据。所述网络终端用于对所述检测数据进行展示。

本申请实施例中，监控空间可包括封闭或半封闭的实体物理空间，如房间或运动场地等；监控空间也可包括按照一定规则进行划分的空间范围，如地理区域(可以经纬度进行划分)。检测对象可以是监控空间内包含的物体，如房间内的门窗或地理区域内的设备(如农村区域的电力电网设备)等等，一般一个监控空间内包含多个检测对象。检测器件可以根据检测对象进行有针对性的选择，一般可以是各种类型的传感器，例如，可以利用接近传感器来检测门窗的开合状态等。检测器件与检测对象之间的连接关系本申请实施例不做限定，可以根据针对检测对象的检测需求以及检测器件本身的特性进行设置。检测器件与第一Zigbee模块通过有线方式连接，将对检测对象进行检测后获得的检测数据通过有线方式发送给第一Zigbee模块，以便第一Zigbee模块通过Zigbee无线通信方式将检测数据发送至汇聚节点。本申请实施例中，设置了多个检测装置，并分布于多个监控空间内，可以利用Zigbee的低成本、可规模化以及网络化等特点来实现规模化的集中监控。

本申请实施例中，对汇聚节点(又称汇集节点)的数量不做限定，可以是一个或多个，具体可根据Zigbee的通信范围以及监控空间的分布情况来确定汇聚节点的数量。当汇聚节点设置多个时，可以为每个监控空间分别设置一个汇聚节点。汇聚节点中包含第二Zigbee模块和第一蓝牙模块，可以作为Zigbee和蓝牙这两种通信方式的纽带来实现检测数据的传输。第二Zigbee模块接收第一Zigbee模块发送的检测数据，并将检测数据发送给第一蓝牙模块。虽然zigbee和Bluetooth同属无线传输模块，但是由于两者传输协议的不同导致传输的数据包截然不同，所以两者不能直接的在同一频段上进行传输。可选的，本申请实施例中可利用第二Zigbee模块和第一蓝牙模块两者的芯片中的串口进行透传，也即第二Zigbee模块接收第一Zigbee模块发送的检测数据，并通过串口头创方式将检测数据发送给第一蓝牙模块。

本申请实施例中，网络终端可以是手机、平板电脑、个人电脑或电视等终端设备。在网络终端中设置有第二蓝牙模块，用于与汇聚节点中的第一蓝牙模块实现蓝牙通信，该第二蓝牙模块可以作为外设模块附加在网络终端中，从而成为网络终端的一部分，也可以内置在网络终端内部，本申请实施例不做限定。汇聚节点一般会接收多个检测装置发送过来的检测数据，在将检测数据发送给网络终端时，往往数据量较大，若继续采用Zigbee通信方式，则传输速度较慢，效率较低，无法保证监控的实时性。因此，本申请实施例中，利用第一蓝牙模块和第二蓝牙模块进行数据传输，来提高数据传输效率。网络终端在接收到检测数据后可以以显示等方式进行展示，方便工作人员进行远程监控。

本申请实施例中提供的基于物联网的监控系统，利用Zigbee无线传输技术构建规模化网络，通过有线方式收集各监控空间内检测对象的检测数据，并利用Zigbee无线传输在网络中进行小数据量传输，利用汇聚节点中Zigbee模块与蓝牙模块进行数据中转，最终实现汇聚节点中蓝牙模块与网络终端中蓝牙模块之间的大数据量高效传输。通过采用上述技术方案，结合了Zigbee和蓝牙的优势，构建了大规模的层次化的无线网络，可基于物联网实现高效实时的网络监控。

在一些实施例中，该系统还包括：设置于监控空间内的防盗对象上的防盗装置。所述防盗装置包括第三Zigbee模块或第三蓝牙模块。当所述防盗装置包括第三Zigbee模块时，所述第二Zigbee模块还用于获取所述第三Zigbee模块对应的信号强度信息，根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内；当所述防盗装置包括第三蓝牙模块时，所述第一蓝牙模块还用于获取所述第三蓝牙模块对应的信号强度信息，根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内。这样设置的好处在于，在对检测对象进行监控的同时，还可借助系统中的无线网络来实现物品的防盗。防盗对象一般是可以移动的物品，如房间内的贵重物品等。本申请实施例中，防盗对象和检测对象可以是相同的物体，也可以是不同的物体，对此不做限定。当防盗对象和检测对象是相同的物体时，第三Zigbee模块可以与第一Zigbee模块实现复用。可选的，防盗装置中还可包括报警模块，用于在判断出防盗对象未处于预设安全距离范围内时，进行声音或亮灯等形式的报警操作。预设安全距离范围可以自由设置。此外，报警模块也可设置于汇聚节点或网络终端中，具体可根据报警信息告知对象的位置进行设置。

在一些实施例中，所述网络终端还用于通过所述第二蓝牙模块向所述第一蓝牙模块发送检测指令；所述第一蓝牙模块还用于将所述检测指令发送至所述第二Zigbee模块；所述第二Zigbee模块还用于将所述检测指令发送至所述第一Zigbee模块，以指示所述第一Zigbee模块获取所述检测数据。这样设置的好处在于，网络终端可以在需要时通过发送检测指令的方式主动获取检测数据，不仅增强了检测数据获取的灵活性，还可以减少通信数据量，节省整个系统的功耗。可选的，第一蓝牙模块可通过串口透传方式将所述检测指令发送至所述第二Zigbee模块。

在一些实施例中，所述第二Zigbee模块在接收所述第一Zigbee模块发送的所述检测数据时，所述检测数据对应的数据包被进行抽取数据处理，所述第二Zigbee模块通过调用指针进行数据包读取，所读入的数据包被存入数组中，并利用串口的通用异步接收/发送(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)将数组发送给所述第一蓝牙模块；其中，所述串口的配置参数包括串口的编号、是否需要流控和波特率。这样设置的好处在于，能够稳定可靠地实现Zigbee和Bluetooth这两种不同的无线传输模块之间的数据传输。

在一些实施例中，每个第一Zigbee模块还用于，接收其他第一Zigbee模块通过广播方式发送的检测数据，在将检测数据进行汇总后发送至所述汇聚节点中的第二Zigbee模块。这样设置的好处在于，考虑到每个第一Zigbee模块(可视为节点)的可靠性，能够保证每条信息能够准确地传达。示例性的，每个节点都会收到其他节点的信息，当每个节点都收到信息后，则核对信息是否完整，如果完整则统一向处在汇聚节点的第二Zigbee模块发送信息，第二Zigbee模块可以对冗余信息进行剔除后打包发送给Bluetooth直至终端。其中，Zigbee模块在进行数据传输的过程中，可能会受到一些干扰，产生冗余信息，对冗余信息进行剔除后，可保证数据传输的真实性，同时减少传输数据量。

在一些实施例中，所述汇聚节点包括多个；每个汇聚节点对应一个监控空间，并接收所对应的监控空间内的检测装置发送的检测数据。其中，部分汇聚节点还用于：利用自身的第二Zigbee模块接收其他汇聚节点的第二Zigbee模块发送的检测数据。这样设置的好处在于，通过设置多个汇聚节点，可以扩展整体网络的分布范围，实现更大范围的集中监控。当网络终端距离各汇聚节点的距离差距较大时，部分汇聚节点可以起到中转作用，如将与网络终端距离最近的汇聚节点设置成主汇聚节点，其他汇聚节点为子汇聚节点，子汇聚节点可以利用第二Zigbee模块或第一蓝牙模块向主汇聚节点发送自己的检测数据，再由主汇聚节点将所有检测数据进行汇总后，发送至网络终端。

在一些实施例中，所述监控空间包括建筑物中的房间；所述检测对象包括门窗；所述检测器件包括传感器；所述检测数据包括门窗的开合状态信息。这样设置的好处在于，可以实现智能高效的楼宇监控。

在一些实施例中，所述传感器包括接近传感器(又称接近开关)；当所述门窗处于打开状态时，所述接近传感器输出高电平；当所述门窗处于闭合状态时，所述接近传感器输出低电平；所述检测装置还包括与所述接近传感器依次电连接的电源升压模块和光耦隔离模块。这样设置的好处在于，接近传感器是一种开关型传感器，既有行程开关、微动开关的特性，同时还具有动作可靠、性能稳定、频率响应快、寿命长、抗干扰能力强、防水、防震以及耐腐蚀等特点，可实现门窗开合状态的可靠检测。同时，为接近传感器设置电源升压模块和光耦隔离模块，可保证整个检测装置的稳定工作。

图2为本申请实施例提供的另一种基于物联网的监控系统的示意图，以楼宇监控应用场景为例进行说明。

目前，很多企业、行政机构或商场等都是采用人工对逐个房间进行巡视的方法来实现楼宇监控，采用设置人工巡视或设置监控器的方法来实现防盗的目的。然而，通过分析不难发现，这些方法非常繁琐、消耗大量的人力和物力、智能化控制低，给企业或行政机构带来了很多不必要的麻烦和损失。因此，设法研发一种智能、高效的楼宇监控和防盗网络是非常必要的。

如图2所示，假设本申请实施例的监控系统布置于办公楼中，办公楼有多个楼层，每个楼层有多个房间，图中仅示出了两个房间作为示意性说明。房间内的窗户和门作为本系统中的检测对象，每个窗户和每个门对应设置有检测装置，检测装置包括检测器件和第一Zigbee模块。如图2所示，在窗户和门的相应位置设置了接近开关201(作为检测器件)，每个接近开关通过有线的方式与第一Zigbee模块连接(图中未示出)。房间中存放有贵重物品202作为防盗对象，在贵重物品202上设置有防盗装置203，防盗装置203中可包括蓝牙芯片(即第三蓝牙模块)，还可包括报警器件。每个房间设置有汇聚节点(又称汇集节点)，汇聚节点中包括第二Zigbee模块和第一蓝牙模块，汇聚节点之间可以基于Zigbee网络进行数据交互。另外，汇聚节点中的第一蓝牙模块可以获取第三蓝牙模块的信号强度信息，用于判断防盗对象是否处于预设安全距离范围内，例如，是否被拿出房间。汇聚节点可以把接近开关所检测到的门窗开合信息以及防盗对象是否安全等信息对应的数据通过第一蓝牙模块以蓝牙传输方式发送至网络终端中的第二蓝牙模块，网络终端可以对接收到的数据进行处理并在显示屏上进行显示，实现整个办公楼的及时高效的监控。此外，网络终端还可通过第二蓝牙模块向第一蓝牙模块发送检测指令，第一蓝牙模块通过串口透传方式将检测指令发送至第二Zigbee模块，由第二Zigbee模块将检测指令发送至第一Zigbee模块，以指示第一Zigbee模块获取所述检测数据，从而实现主动监控的目的。

下面对本申请实施例的相关技术细节进行进一步的说明。

Zigbee主要完成的功能分别是在门窗处接收接近传感器发送过来的门窗开合信息，以及在汇聚节点处完成和Bluetooth模块的交互通信。Zigbee部分所用芯片是TI^TM公司的CC2530芯片，开发和演示时所用的硬件为WeBee^TM的CC2530的开发板。开发环境在IAR7.60A下，zigbee的协议栈使用Ti^TM公司的ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0(Zigbee 2007)协议栈进行开发，该协议栈能够很好的在IAR 7.60A下兼容开发。

根据本申请实施例技术方案的需要，Zigbee应该完成的功能包括汇聚节点的Zigbee收到来自终端通过bluetooth串口透传过来的命令，检测对应接触传感器的信号，并用无线的方式发送给汇聚节点的Zigbee模块，汇聚节点的Zigbee模块通过串口透传和Bluetooth进行信息的交互，实现把传感器信号发给网络终端。因此，在对协议栈开发时也遵从该需要。本申请实施例可以使用协议栈ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0(Zigbee 2007)的协议层架构。其中，硬件底层已经很好的封装，在应用时只需操作用户应用方案层对对应的功能实现添加即可。对协议栈各部分的具体开发，可分为三个部分：第一部分、检测装置中的Zigbee模块和传感器模块之间的交互；第二部分、检测装置中的Zigbee模块与汇聚节点中的Zigbee模块之间的无线传输；第三部分，汇聚节点中的Zigbee模块和蓝牙模块之间的交互传输。

对于第一部分，可以开关按钮的形式模拟接近传感器，接入开发板中的指定接口，如P0_4口。具体的配置可在协议栈的HAL层的hal_key里，对其中的P0_4所对应的管脚，IO触发沿配置和IO中断使能进行配置，具体配置的可以是HAL_KEY_SW_6_BIT，HAL_KEY_RISING_EDGE，define HAL_KEY_SW_6_ICTLBITHAL层是直接面向用户的应用层，函数被最大范围的组合，在完成简单操作时，调用十分方便。同时也对Onboard.c文件以及在hal_board_cfg文件中相应的按键对应位和中断方式进行配置。对全部整体任务的初始化和轮巡调用使用的是SampleApp文件。该文件是协议栈系统的核心，用来初始化全部的外设以及开启中断，同时对用户任务进行登记。在SampleApp.c中写入传感器感知函数。在门窗闭合时为高定平，在门窗开启时为低电平。所以在SampleApp_HandleKeys中编辑当扫描传感器对应端口的时候，高电平显示门窗已经完成了关闭，而低电平则是显示门窗未关闭。

对于第二部分，当检测装置中的Zigbee模块得到传感器信号后，需要通过无线的方式发送给处在汇聚节点的Zigbee模块，同时，汇聚节点的Zigbee模块在收到来自终端通过蓝牙方式传送过来的检查门窗消息(检测指令)后，也要无线发给处在门窗位置的Zigbee模块。首先是确定组网方式，考虑到每个节点的可靠性，同时保证每条信息都能够准确的传达，是用广播的方式发送数据。这样，每个节点都会收到其他节点的信息，当每个节点都收到信息后，则核对信息是否完整，如果完整则统一向处在汇聚节点的Zigbee模块发送信息。Zigbee模块则对冗余信息进行剔除后打包发送给Bluetooth直至终端。

发送具体的实现形式SampleApp_SendPeriodicMessage函数实现，该函数中几个重要的参数描述如下：SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID的值设为1为周期性向外广播数据。SampleApp_Periodic_DstAddr是目标zigbee的地址，在互联后同时在广播模式下是对全部地址进行发送。SampleApp_Periodic_Data_Len是所发数据的长度，(uint8*)&SampleAppPeriodicCounter则是所需要发送数的指针。在演示中发送的内容为“WindowsSituation：Windows No.，Situation”，Windows No.将是每个门窗的编号，Situation则是传感器发挥来的门窗状态值。在Data_Intergration函数中，每个收到其他节点的数据将会被整合比较，同时向外发送整合后的数据。接收的具体形式是通过SampleApp_MessageMSGCB函数进行实现，当芯片收到外来信息后，则会进入函数进行判断。收到的信息在afIncomingMSGPacket_t*pkt中的afMSGCommandFormat_t cmd下的data里，通过指针的回调，则可以读出信息。

处于Zigbee-传感器模块和汇聚节点的Zigbee模块对数据有不同的处理方法。对于Zigbee-传感器模块的Zigbee芯片，在收到数据后首先判断是否为“CH”命令(该命令仅作为示意性说明，具体应用时可根据实际情况进行命令的设置)，如果不是“CH”命令，则丢弃数据包，不进行操作，如果是“CH”则对传感器状态进行一个扫描。而处在汇聚节点处的节点，则在收到Zigbee-传感器端的信号后，无需做任何的判断，直接进行向Bluetooth的透传。

对于第三部分，虽然Zigbee和Bluetooth同属无线传输模块，但是由于两者传输协议的不同导致传输的数据包截然不同，所以两者不能直接的在同一频段上进行传输。两者的透传在本申请实施例中使用两者芯片的串口透传。Zigbee模块的数据包一般被包在指定结构体，如afMSGCommandFormat_t*cmd下的data里，可通过直接调用指针的方式进行抽取数据的处理。一般数据长度需要另外储存，自定的数据包模式是第一位为实际数据长度，第二到末位为真实数据，在读取时，首先读取第一位，然后以第二位为开始位，读取实际数据包。随后，将读入的数据包存入数组中，进行串口的UART发送。可预先对串口进行配置，串口的配置可以在Zigbee协议栈中的监控测试层(monitor and test layer，MT)层，MT层是zstack协议栈中的一个调试层，可以在MT层配置串口的编号、是否需要流控和波特率，分别对应uartConfig.configured，uartConfig.baudRate，uartConfig.flowControl三个值。示例性的，可以使用Uart0_TX作为发送端口，Uart0_RX作为接收端口。同时波特率选择在115200bps，关闭流控，八位数据，一位校验码的形式。在MT层的任务要在主操作系统里登记任务号，同时初始化外设。

Bluetooth使用在汇聚节点以及安装在被监控的重要物品上，完成的功能是和汇聚节点上的Zigbee模块交互通信，同时检测位于重要物品上的Bluetooth模块是否在正常范围内。

在本申请实施例中，Bluetooth部分所用的芯片是TI^TM公司的CC2540超低功耗Bluetooth4.0的Bluetooth解决方案。CC2540整合了包含微控制器、主机端及应用程式在一个元件上，结合一个优异的无线射频传送接收器及一个工业标准的加强型8051微控制器，包括连接类比及数位感应器的周边，内建可程式的快闪记忆体，精确的无线射频讯号强度指示，全速USB 2.0界面，内建AES-128加密引擎。具体的，可使用TI^TM公司的BLE-CC254x-1.3.2协议栈，该协议栈能够很好的在IAR 8.10下兼容开发。对协议栈各部分的具体开发，可分为四个部分：第一部分、网络终端中的蓝牙模块和网络终端之间的交互；第二部分、汇聚节点中的蓝牙模块和网络终端中的第二蓝牙模块之间的无线传输；第三部分，汇聚节点中的蓝牙模块和Zigbee模块之间的交互传输；第四部分，汇聚节点中的蓝牙模块和防盗装置中的蓝牙模块配合实现防盗监控。

对于第一部分，Bluetooth—终端通过串口相连，可使用BLE-CC254x-1.2.1协议栈，因为BLE跟Z-stack不一样，并没MT层，所以不能直接调用MT层的串口初始化函数，为了实现串口功能，在OnBoard.c中添加串口的初始化配置代码。在后续开发中，使用了新的协议栈BLE-CC254x-1.3.2，在本协议栈中TI添加了NPI接口，故可直接利用NPI接口进行串口传输。串口传输主要需要配置串口号、波特率、流控、校验位等等。在本申请实施例中，使用Uart0_TX作为发送端口，Uart0_RX作为接收端口。同时波特率选择在115200bps，关闭流控，八位数据，一位校验码的形式。配置好串口后，注册串口的回调函数，回调函数将终端通过串口发送的命令写入特征值6中以实现信息发送。而信息的接收则由simpleBLECentralProcessGATTMsg在接收到通知时，将特征值7的内容通过串口发送给终端，如此实现Bluetooth—终端交互传输。

对于第二部分，与终端连接的Bluetooth为Central(主设备),与Zigbee相连接的为Peripheral(外围设备)。为了使用方便，本申请实施例中的系统可配置为上电自动连接，具体配置方法如下：Peripheral上电时初始化，在SimpleBLEPeripheral_Init函数中打开广播并调用GAPRole_SetParameter进行设置，实现了上电自动广播。Central则在设备启动时间START_DEVICE_EVT的处理函数中添加扫描代码，即让Central设备启动后自动进行扫描。扫描到Peripheral的广播包时，会产生设备发现事件GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT，故在simpleBLECentralEventCB函数中的GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT部分添加连接代码，即可让Central自动连接Peripheral。信息传递部分则通过特征值的读写来实现，具体为新建特征值6，在Central的串口回调函数中添加特征值6的写操作，将串口信息写入特征值6，如此则终端发给Central的命令会通过特征值6传递给Peripheral。为了实现Peripheral到Central的信息传递，需要再新建特征值7并使能特征值7的通知，在Peripheral的串口回调函数中添加写特征值7的代码，同时在写特征值7后调用GATTServApp_ProcessCharCfg进行通知，Central则会在simpleBLECentralProcessGATTMsg函数中对此通知进行处理，在此添加Central的串口输出代码，将特征值7的值通过串口传给终端，则实现了Peripheral到Central的数据传输。至此则Central和Peripheral可实现自动连接，双向传输，满足本申请实施例中相应的功能要求。

对于第三部分，Bluetooth与Zigbee之间通过串口传输，同样使用NPI接口，配置好串口号、波特率、流控、校验位等等，此处仍配置为使用Uart0_TX作为发送端口，Uart0_RX作为接收端口，同时波特率选择在115200bps，关闭流控，八位数据，一位校验码的形式。配置好串口后，注册串口的回调函数，在回调函数将Zigbee通过串口发送过来的信息写入特征值6中以实现信息发送。同时在特征值改变回调函数simpleProfileChangeCB中添加串口发送代码，将特征值6的值，即终端通过Central发送的命令，发送到Zigbee模块，如此则实现了Bluetooth—Zigbee交互传输。

对于第四部分，为了实现无线监控功能，在重要物品上绑定了一个Bluetooth模块，此模块将会不断地向外广播。同时在与终端相连的Bluetooth模块中，周期性地进行扫描，在扫描到重要物品上Bluetooth发送到数据包后，从数据包中解析出信号强度值(RSSI)，通过信号强度值的大小判断重要物品时候处于安全距离之内，若已超出安全距离则执行报警代码。当扫描不到重要物品Bluetooth模块的数据包时，认为重要物品已超出安全距离，同样会执行报警代码。

关于硬件部分，本申请实施例可采用如下解决方案：

用于检测门窗开合状态的传感器可采用接近开关。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机(如可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller，PLC)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关)，它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。接近开关分为电容式、电感式、霍尔式等。其中，电感式接近开关本身能够产生电磁场，当导电物体接近时，将会使物体的内部产生涡流，这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断，这种接近开关抗干扰性能好，开关频率高(大于200HZ)，同时价格便宜，市场运用广阔。由于本申请实施例中接近开关主要用来检测门窗的关闭状态，要求具有较好的抗干扰性以及开关频率，同时要求较低的价格以及可靠性，因此，接近开关可以选择电感式。具体的，可选用的接近开关类型为ROKO SN04-NPN.NO，其输入电压为10V-30V，为三线NPN型常开开漏输出。

接近开关的输出电平大小为10V-30V，单片机的IO口输入为5V电平，因此，在接近开关与单片机之间应该增加一个电平转换电路。本申请实施例中，电平转换电路采用光耦合器6N137构成光耦隔离电路，6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。输入端二极管工作电流为6.5mA-15mA，压降为1.2V-1.7V，电源电压为5V，限流电阻大小为470Ω，则二极管的实际工作电流为5V-1.2V/470Ω＝8mA，满足工作条件。输出端电源管脚与地之间连接一个0.1uF的去耦瓷片电容。输出为三极管集电极输出，因此6脚需要外接电阻上拉，阻值一般取为4.7KΩ。当门窗未关闭时，接近开关输出高电平，光耦隔离电路的二极管不会发光，输出端三极管断开，6脚输出为高电平；当门窗关闭靠近接近开关时，接近开关输出低电平，二极管发出850nm波长的光波，三极管接收后集电极和发射极导通，输出为低电平。

本申请实施例中，可使用电压为3.7V的专用电池作为电源，而接近开关的输入电压为10V-30V，光耦隔离芯片输入电压为5V，为了使接近开关和光耦隔离芯片能够工作在正常状态下，需要增加升压电路。LM2587系列稳压器是专为回扫、步升(升压)和正激转换器应用而设计的单片集成电路。这些稳压器所需外围元件最少，性价比高，而且简单易用。电源开关是一个可承受65V电压的5.0A NPN器件。为电源开关提供保护的包括限流和限热电路以及一个欠压锁定电路。此集成电路包含一个100kHz固定频率内部振荡器，允许使用小型磁性元件。其他特性包括软启动模式和电流模式控制，其中软启动可以降低启动过程中的浪涌电流，电流模式控制可以提供改善的输入电压拒绝、输出负载瞬态和逐周期限流。在规定输入电压和输出负载的情况下，供电系统可保证±4％的输出电压容差。本申请实施例中可采用升压芯片LM2587-ADJ集成芯片构成电源升压电路，输入电压为电源电压3.3V，输出电压为5V或12V。

对于Zigbee模块，可以由外部传感器总线接口和Zigbee芯片CC2530构成，外部传感器接口主要实现对传感器所采样的数据进行接收，CC2530对净信息元素进行协议加壳，同时可以进行逆向操作。CC2530是用来实现嵌入式Zigbee应用的片上系统，它支持2.4GHzIEEE 802.15.4/Zigbee协议，可以用很低的费用构成Zigbee节点，CC2530片上系统的功能模块集成了CC2420RF收发器、增强工业标准的8051MCU、32/64/128KB Flash、8KB SRAM等高性能模块。结合TI公司的业界领先Zigbee协议栈，使它具有很强的市场竞争率。CC2530非常适合需要超低功耗的系统，这由它的多种运行模式所保证，不同运行模式之间的短转换时间更加保证了它的低功率消耗。

对于蓝牙模块，可以采用CC2540芯片，该芯片信息：6mm×6mm封装中的集成型控制器、主机与应用可缩小物理尺寸，降低了成本；同时基于闪存：器件的固件可进行现场更新，数据可片上存储，从而提高了灵活性同时可为后期的开发提供完整的解决方案：低功耗RFIC、全面的嵌入式单模式协议栈、配置文件软件以及应用支持；RF性能：出色的长距离链路预算(高达+97dB)以及与其它2.4GHz器件的良好共存性；互操作性/兼容性：符合Bluetooth规范4.0版标准的单模式与双模式器件(Bluelink 7.0Bluetooth/FM单芯片解决方案、WiLink 7.0WLAN/GPS/Bluetooth/FM单芯片解决方案以及WiLink 6.0 WLAN/Bluetooth/FM单芯片解决方案)可实现全面的链路测试与开发。

Bluetooth——Zigbee交互通信模块是一块高处理性能的CPU。通过串口连接对来自Bluetooth芯片的信息进行处理，对净信息外层的协议进行剥壳，再对其用Zigbee协议进行加壳，对Zigbee芯片传输数据。同时CPU也接受来Zigbee的信息进行逆向操作。本申请实施例中可采用8051微处理器，该处理器寻址灵活，具有高效指令集，低成本编程，适合应用推广。汇集节点部分的软件部分则主要集中在Zigbee信号处理(即CC2530部分)和Zigbee与Bluetooth交互通信部分，从而达到信息的交相传输。

图3为本申请实施例提供的一种基于物联网的监控方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：

步骤301、利用检测装置内的检测器件对监控空间内的检测对象进行检测，并得到相应的检测数据，通过有线连接将所述检测数据发送至所述检测装置内的第一紫蜂Zigbee模块。

步骤302、利用所述第一Zigbee模块将所述检测数据发送至汇聚节点内的第二Zigbee模块。

步骤303、利用所述第二Zigbee模块将所述检测数据发送至所述汇聚节点内的第一蓝牙模块。

步骤304、利用所述第一蓝牙模块将所述检测数据发送至网络终端内的第二蓝牙模块。

步骤305、利用所述网络终端对所述检测数据进行展示。

本申请实施例提供的基于物联网的监控方法，利用Zigbee无线传输技术构建规模化网络，通过有线方式收集各监控空间内检测对象的检测数据，并利用Zigbee无线传输在网络中进行小数据量传输，利用汇聚节点中Zigbee模块与蓝牙模块进行数据中转，最终实现汇聚节点中蓝牙模块与网络终端中蓝牙模块之间的大数据量高效传输。通过采用上述技术方案，结合了Zigbee和蓝牙的优势，构建了大规模的层次化的无线网络，可基于物联网实现高效实时的网络监控。

可选的，还可包括：通过所述第二Zigbee模块获取防盗装置中的第三Zigbee模块对应的信号强度信息，并根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内；或者，通过所述第一蓝牙模块获取防盗装置中的第三蓝牙模块对应的信号强度信息，根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内。

可选的，还可包括：利用网络终端通过所述第二蓝牙模块向所述第一蓝牙模块发送检测指令；利用所述第一蓝牙模块通过串口透传方式将所述检测指令发送至所述第二Zigbee模块；利用所述第二Zigbee模块将所述检测指令发送至所述第一Zigbee模块，以指示所述第一Zigbee模块获取所述检测数据。

可选的，利用所述第二Zigbee模块将所述检测数据发送至所述汇聚节点内的第一蓝牙模块，包括：

利用所述第二Zigbee模块通过串口透传方式将所述检测数据发送至所述汇聚节点内的第一蓝牙模块。

可选的，所述第二Zigbee模块在接收所述第一Zigbee模块发送的所述检测数据时，所述检测数据对应的数据包被进行抽取数据处理，所述第二Zigbee模块通过调用指针进行数据包读取，所读入的数据包被存入数组中，并利用串口的通用异步接收/发送UART发送给所述第一蓝牙模块；其中，所述串口的配置参数包括串口的编号、是否需要流控和波特率。

可选的，还可包括：利用当前第一Zigbee模块接收其他第一Zigbee模块通过广播方式发送的检测数据，在将检测数据进行汇总后发送至所述汇聚节点中的第二Zigbee模块。

可选的，所述汇聚节点包括多个；每个汇聚节点对应一个监控空间，并接收所对应的监控空间内的检测装置发送的检测数据。该方法还包括：利用部分汇聚节点自身的第二Zigbee模块接收其他汇聚节点的第二Zigbee模块发送的检测数据；或者，利用部分汇聚节点自身的第一蓝牙模块接收其他汇聚节点的第一蓝牙模块发送的检测数据。

可选的，所述监控空间包括建筑物中的房间；所述检测对象包括门窗；所述检测器件包括传感器；所述检测数据包括门窗的开合状态信息。

可选的，所述传感器包括接近传感器；当所述门窗处于打开状态时，所述接近传感器输出高电平；当所述门窗处于闭合状态时，所述接近传感器输出低电平；所述检测装置还包括与所述接近传感器依次电连接的电源升压模块和光耦隔离模块。

上述实施例中提供基于物联网的监控方法可应用于本申请任意实施例所提供的基于物联网的监控系统。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的基于物联网的监控系统。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的监控系统，其特征在于，包括：检测装置、汇聚节点和网络终端；

所述检测装置分布于多个监控空间内，每个监控空间中包含至少一个检测装置，每个检测装置包括通过有线连接的检测器件和第一紫蜂模块；所述检测器件与监控空间内的检测对象对应设置，用于对所述检测对象进行检测并得到相应的检测数据；所述第一紫蜂模块用于从所述检测器件处获取所述检测数据；

所述汇聚节点包括第二紫蜂模块和第一蓝牙模块；所述第二紫蜂模块用于接收所述第一紫蜂模块发送的所述检测数据，并将所述检测数据发送给所述第一蓝牙模块；

所述网络终端包括第二蓝牙模块，用于接收所述第一蓝牙模块发送的所述检测数据；所述网络终端用于对所述检测数据进行展示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置于监控空间内的防盗对象上的防盗装置；

所述防盗装置包括第三紫蜂模块或第三蓝牙模块；

当所述防盗装置包括第三紫蜂模块时，所述第二紫蜂模块还用于获取所述第三紫蜂模块对应的信号强度信息，根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内；

当所述防盗装置包括第三蓝牙模块时，所述第一蓝牙模块还用于获取所述第三蓝牙模块对应的信号强度信息，根据所述信号强度信息判断所述防盗对象是否处于预设安全距离范围内。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述网络终端还用于通过所述第二蓝牙模块向所述第一蓝牙模块发送检测指令；

所述第一蓝牙模块还用于将所述检测指令发送至所述第二紫蜂模块；

所述第二紫蜂模块还用于将所述检测指令发送至所述第一紫蜂模块，以指示所述第一紫蜂模块获取所述检测数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二紫蜂模块用于接收所述第一紫蜂模块发送的所述检测数据，并通过串口透传方式将所述检测数据发送给所述第一蓝牙模块。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二紫蜂模块在接收所述第一紫蜂模块发送的所述检测数据时，所述检测数据对应的数据包被进行抽取数据处理，所述第二紫蜂模块通过调用指针进行数据包读取，所读入的数据包被存入数组中，并利用串口的通用异步接收/发送UART发送给所述第一蓝牙模块；其中，所述串口的配置参数包括串口的编号、是否需要流控和波特率。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

每个第一紫蜂模块还用于，接收其他第一紫蜂模块通过广播方式发送的检测数据，在将检测数据进行汇总后发送至所述汇聚节点中的第二紫蜂模块。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汇聚节点包括多个；每个汇聚节点对应一个监控空间，并接收所对应的监控空间内的检测装置发送的检测数据；

其中，部分汇聚节点还用于：利用自身的第二紫蜂模块接收其他汇聚节点的第二紫蜂模块发送的检测数据；或者，利用自身的第一蓝牙模块接收其他汇聚节点的第一蓝牙模块发送的检测数据。

8.根据权利要求1-7任一所述的系统，其特征在于，所述监控空间包括建筑物中的房间；所述检测对象包括门窗；所述检测器件包括传感器；所述检测数据包括门窗的开合状态信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述传感器包括接近传感器；当所述门窗处于打开状态时，所述接近传感器输出高电平；当所述门窗处于闭合状态时，所述接近传感器输出低电平；

所述检测装置还包括与所述接近传感器依次电连接的电源升压模块和光耦隔离模块。

10.一种基于物联网的监控方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一所述的基于物联网的监控系统，该方法包括：

利用检测装置内的检测器件对监控空间内的检测对象进行检测，并得到相应的检测数据，通过有线连接将所述检测数据发送至所述检测装置内的第一紫蜂紫蜂模块；

利用所述第一紫蜂模块将所述检测数据发送至汇聚节点内的第二紫蜂模块；

利用所述第二紫蜂模块将所述检测数据发送至所述汇聚节点内的第一蓝牙模块；

利用所述第一蓝牙模块将所述检测数据发送至网络终端内的第二蓝牙模块；

利用所述网络终端对所述检测数据进行展示。