CN201681478U - 一种基于ZigBee技术的远程监测系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于ZigBee技术的远程监测系统，该系统是基于ZigBee技术的远程监测系统，该系统将带有传感器的ZigBee节点(子节点)与ZigBeeDTU路由通讯节点(父节点)结合，利用了ZigBee技术的低功耗、低成本特点，并将ZigBeeDTU作为路由通讯节点，实现了无限广域网络的节点扩展及数据汇总的功能，由所述ZigBeeDTU路由的传感数据改善了现有技术中基于ZigBee技术的远距离数据传输中的数据衰减或数据丢失现象，克服了单纯使用ZigBee技术无法实时及高速率地传输传感数据，从而提高了数据的传输流畅度及实时性。

Description

一种基于ZigBee技术的远程监测系统
技术领域
本实用新型涉及网络监测技术领域，更具体地说，涉及一种基于ZigBee技术的远程监测系统。
背景技术
ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，广泛应用于数据采集系统，常用的领域有：无线传感器网络，小范围无线采集、路灯控制、家庭和商业建筑自动化、玩具和游戏外围设备、家庭网络、工业系统、遥感勘测(如自动抄表)等领域。
基于ZigBee技术的无线广域网络针对环境、频射识别医疗跟踪等的监测系统以其低功耗、高容量、高安全及免执照频段的优势应用较为广泛。
然而，现有的基于ZigBee技术的无线广域网络的远程监测系统主要针对多个房间或某个小区域的传感点采集，在面临建立几公里到上百公里的大范围广域网里建立万级ZigBee传感节点问题时，就会出现数据传输堵塞、中断或者停滞现象，这将严重干扰远程监测系统的稳定性及数据的实时性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种基于ZigBee技术的远程监测系统，有机结合ZigBeeDTU技术，以实现在无线广域网络中的远程监测数据的顺畅及实时性，避免远程数据衰减或丢失。
本实用新型的技术内容如下：
一种基于ZigBee技术的远程监测系统，包括依次连接的带有传感器的ZigBee节点组、ZigBeeDTU路由通讯节点、服务器和终端软件系统；
所述带有传感器的ZigBee节点组由多个带有传感器的ZigBee节点组成；
所述ZigBeeDTU路由通讯节点将所述多个带有传感器的ZigBee节点采集的传感数据按照预设程序编码后的数据汇总后路由至所述服务器，供所述服务器将路由的传感数据解析后存入所述服务器的数据库，并由所述终端软件系统提取所述存入数据库的数据，分析后得到监测结果。
以上基于ZigBee技术的远程监测系统，将带有传感器的ZigBee节点与ZigBeeDTU路由通讯节点结合，利用了ZigBee技术的低功耗、低成本特点，并将ZigBeeDTU作为路由通讯节点，实现了无限广域网络的节点扩展及数据汇总的功能，由所述ZigBeeDTU路由的传感数据改善了现有技术中基于ZigBee技术的远程数据传输中的数据衰减或数据丢失现象，提高了数据的传输流畅度及实时性。
优选地，所述带有传感器的ZigBee节点包括：传感器、微控制器、数据存储器、ZigBee收发单元和电源管理模块，其中：所述传感器将采集的传感数据通过微控制器的预设程序编码后通过ZigBee收发单元输出；
所述数据存储器用于存储预设程序编码，所述电源管理模块为所述微控制器提供电能。
优选地，所述ZigBeeDTU路由通讯节点包括：ZigBee传感数据收发单元、微控制器、电源管理模块和SIM通讯节点收发单元，其中：所述ZigBee传感数据收发单元接收经带有传感器的ZigBee节点发送的传感数据，所述微控制器将所述传感数据汇总后通过所述SIM通讯节点收发单元路由至所述服务器，所述电源管理模块向所述微控制器及所述ZigBee传感数据收发单元提供电能。
优选地，所述多个带有传感器的ZigBee节点采集的传感数据具体为：针对环境的温度、湿度、风向、风速或污染物的传感数据。
本实用新型中的传感器采集的传感数据具体是无线广域网络中环境监测中的环境指标参数，包括：实时温度，大气湿度、烟雾信息、风速风向等指标，监测部门可根据该环境指标参数的监测结果采取预警、防控等措施。
优选地，所述ZigBeeDTU路由通讯节点为多个，所述ZigBeeDTU路由通讯节点可将ZigBeeDTU路由通讯节点路由的传感数据汇总并路由至所述服务器。
所述ZigBeeDTU路由通讯节点可作为父节点与所述带有传感器的ZigBee节点构成无线自组网络结构，同时，所述ZigBeeDTU路由通讯节点本身可作为子节点进行数据接力传递，再由网络级的ZigBeeDTU路由通讯节点路由至服务器，其最多的接力传递级数为8级。
优选地，所述系统还包括：根据所述监测结果作出相应警报的预警系统。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例中的远程监控系统是基于ZigBee技术的远程监测系统，该系统将带有传感器的ZigBee节点(子节点)与ZigBeeDTU路由通讯节点(父节点)结合，利用了ZigBee技术的低功耗、低成本特点，并将ZigBeeDTU作为路由通讯节点，实现了无限广域网络的节点扩展及数据汇总的功能，由所述ZigBeeDTU路由的传感数据改善了现有技术中基于ZigBee技术的远距离数据传输中的数据衰减或数据丢失现象，克服了单纯使用ZigBee技术无法实时及高速率地传输传感数据，从而提高了数据的传输流畅度及实时性，同时，ZigBeeDTU路由通讯节点其传输速度由服务器所在通讯网络决定，并不局限于ZigBee技术＜250Kbs的数据传输速率；此外，所述ZigBeeDTU路由通讯节点可实现最多8个网段的数据接力传递，数据传递速率可进一步提高，组织形式机动灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种基于ZigBee技术的远程监测系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例公开的一种带有传感器的ZigBee节点结构示意图；
图3为本实用新型实施例公开的一种ZigBeeDTU路由通讯节点结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下：
Zigbee：IEEE 802.15.4协议；
ZigbeeDTU：一个将RS232/RS485串口通讯立即转换为ZigBee无线网络通信的双向转换传输设备；
GSM：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统；
3G：3rd-generation，第三代移动通信技术；
CDMA：Code Division Multiple Access，展频通讯技术。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要指出的是：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，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；
其特点是：近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
ZigbeeDTU，可以实现数据的广播方式发送、主从方式发送，除可实现一般的点对点数据通信功能外，还可实现接力传递，串口通信使用方法简单便利，设备参数可通过上位机软件方便设置。
本实用新型提供一种基于ZigBee技术的远程监测系统，有机结合ZigBeeDTU技术，以实现在无线广域网络中的远程监测数据的顺畅及实时性，避免远程数据衰减或丢失。
图1示出了一种基于ZigBee技术的远程监测系统结构，包括：
多个带有传感器的ZigBee节点101、ZigBeeDTU路由通讯节点102、服务器103和终端软件系统104；
需要说明的是，图中示出的各相同节点以其中一个进行标示及说明；
所述多个带有传感器的ZigBee节点101将采集的传感数据按照预设程序编码后传输至ZigBeeDTU路由通讯节点102；
所述多个带有传感器的ZigBee节点101有多个，其可以布设在需进行监测的区域内，以环境的远程监测为例，所述带有传感器的ZigBee节点安装在需进行温度、湿度、风向/风速测定点，通过所述节点中的传感器进行数据采集并做编码处理；
所述多个带有传感器的ZigBee节点采集的传感数据具体为：针对环境的温度、湿度、风向、风速或污染物的传感数据。
本实施例中的传感器采集的传感数据具体是无线广域网络中环境监测中的环境指标参数，包括：实时温度，大气湿度、烟雾信息、风速风向等指标，监测部门可根据该环境指标参数的监测结果采取预警、防控等措施，相应地，所述系统还包括：根据所述监测结果作出相应警报的预警系统。
由所述ZigBeeDTU路由通讯节点将所述编码后的传感数据汇总后路由至所述服务器，所述服务器将路由的传感数据解析后存入服务器的数据库，由所述终端软件系统提取所述存入数据库的数据，并进行分析后得到监测结果。
以上基于ZigBee技术的远程监测系统，将带有传感器的ZigBee节点与ZigBeeDTU路由通讯节点结合，利用了ZigBee技术的低功耗、低成本特点，并将ZigBeeDTU作为路由通讯节点，实现了无限广域网络的节点扩展及数据汇总的功能，由所述ZigBeeDTU路由的传感数据改善了现有技术中基于ZigBee技术的远程数据传输中的数据衰减或数据丢失现象，提高了数据的传输流畅度及实时性。
图2示出了一种带有传感器的ZigBee节点结构，包括：
传感器201、微控制器202、数据存储器203、ZigBee收发单元204和电源管理模块205，其中：
所述传感器201将采集的传感数据通过微控制器202的预设程序编码后通过ZigBee收发单元204输出；
所述数据存储器203用于存储预设程序编码，所述电源管理模块为所述微控制器提供电能。
存储于所述数据存储器203中的预设程序编码作用在于：ZigBee收发单元输出的传感数据能够被所述ZigBeeDTU路由通讯节点接收并识别。
所述基于ZigBee技术的带有传感器的节点以其高容量、高安全、免执照频段的特点满足了250Kbs的数据传输需求，与所述ZigBeeDTU路由通讯节点配合完全满足远程监测点之间的信息交互与传输需要；
以环境远程监测为例，图中标识的传感器201其具体的传感器类型由实际需要确定，由图可见：气压传感器用于收集大气气压，空气温湿度传感器用于测定空气温度及湿度等等。
图3示出了一种ZigBeeDTU路由通讯节点结构，包括：
ZigBee传感数据收发单元301、微控制器302、电源管理模块304和SIM通讯节点收发单元303，其中：
所述ZigBee传感数据收发单元301接收经带有传感器的ZigBee节点发送的传感数据，所述微控制器302将所述传感数据汇总后通过所述SIM通讯节点收发单元303路由至所述服务器，所述电源管理模块304向所述微控制器302及所述ZigBee传感数据收发单元303提供电能。
所述ZigBeeDTU作为路由通讯节点与带有传感器的ZigBee节点配合使用，可适应几公里至上百公里的大范围广域网里的环境监测及预警；
所述SIM通讯节点收发单元303适应于GSM网络、CDMA网络及3G网络，ZigBeeDTU技术的传输速度取决于所选的通讯网络(可为上述网络中的某种，但并不局限于列举的网络类型)，不局限于ZigBee技术自身的250Kbs的数据传输速率；
在所选通讯网络为3G网络时，ZigBeeDTU作为路由通讯节点，可路由3G网络图像的实时传输，网络配置灵活，使用方便；
所述ZigBeeDTU路由通讯节点为多个，所述ZigBeeDTU路由通讯节点可将ZigBeeDTU路由通讯节点路由的传感数据汇总并路由至所述服务器；
所述ZigBeeDTU路由通讯节点可作为父节点与所述带有传感器的ZigBee节点构成无线自组网络结构，同时，所述ZigBeeDTU路由通讯节点本身可作为子节点进行数据接力传递，再由网络级的ZigBeeDTU路由通讯节点路由至服务器，其最多的接力传递级数为8级，数据传递速率可进一步提高，组织形式机动灵活。
综上所述：
本实用新型的实施例中：远程监控系统是基于ZigBee技术的远程监测系统，该系统将带有传感器的ZigBee节点(子节点)与ZigBeeDTU路由通讯节点(父节点)结合，利用了ZigBee技术的低功耗、低成本特点，并将ZigBeeDTU作为路由通讯节点，实现了无限广域网络的节点扩展及数据汇总的功能，由所述ZigBeeDTU路由的传感数据改善了现有技术中基于ZigBee技术的远距离数据传输中的数据衰减或数据丢失现象，克服了单纯使用ZigBee技术无法实时及高速率地传输传感数据，从而提高了数据的传输流畅度及实时性，同时，ZigBeeDTU路由通讯节点其传输速度由服务器所在通讯网络决定，并不局限于ZigBee技术＜250Kbs的数据传输速率；此外，所述ZigBeeDTU路由通讯节点可实现最多8个网段的数据接力传递，数据传递速率可进一步提高，组织形式机动灵活。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee技术的远程监测系统，其特征在于，包括：依次连接的带有传感器的ZigBee节点组、ZigBeeDTU路由通讯节点、服务器和终端软件系统；
所述带有传感器的ZigBee节点组由多个带有传感器的ZigBee节点组成；
所述ZigBeeDTU路由通讯节点将所述多个带有传感器的ZigBee节点采集的传感数据按照预设程序编码后的数据汇总后路由至所述服务器，供所述服务器将路由的传感数据解析后存入所述服务器的数据库，并由所述终端软件系统提取所述存入数据库的数据，分析后得到监测结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述带有传感器的ZigBee节点包括：传感器、微控制器、数据存储器、ZigBee收发单元和电源管理模块，其中：所述传感器将采集的传感数据通过微控制器的预设程序编码后通过ZigBee收发单元输出；
所述数据存储器用于存储预设程序编码，所述电源管理模块为所述微控制器提供电能。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述ZigBeeDTU路由通讯节点包括：ZigBee传感数据收发单元、微控制器、电源管理模块和SIM通讯节点收发单元，其中：所述ZigBee传感数据收发单元接收经带有传感器的ZigBee节点发送的传感数据，所述微控制器将所述传感数据汇总后通过所述SIM通讯节点收发单元路由至所述服务器，所述电源管理模块向所述微控制器及所述ZigBee传感数据收发单元提供电能。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个带有传感器的ZigBee节点采集的传感数据具体为：针对环境的温度、湿度、风向、风速或污染物的传感数据。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ZigBeeDTU路由通讯节点为多个，所述ZigBeeDTU路由通讯节点可将ZigBeeDTU路由通讯节点路由的传感数据汇总并路由至所述服务器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：根据所述监测结果作出相应警报的预警系统。
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