CN202435615U - 一种基于ZigBee的设备无线监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于ZigBee的设备无线监控系统，包括从节点和监控中心，其特征在于所述控制中心由作为服务器的计算机和协调器主节点组成，所述协调器主节点和从节点以ZigBee无线通讯连接。本实用新型公开的基于ZigBee的设备无线监控系统，可以应用在复杂的工业设备管理环境中可以节约成本，缩短开发时间，设备间易于灵活组网。相对原有复杂、难以布线的有线连接方式，本实用新型的系统有效提升整个系统的可扩展性，降低维护成本。

Description

一种基于ZigBee的设备无线监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，尤其涉及一种基于ZigBee的设备无线监控系统，属于信息监控技术领域。

背景技术

传统的监控系统，多是由一个或几个监控终端和与之相连的计算机服务器构成，由于计算机服务器可连接的终端数目有限，因此监控终端的数目受到限制；并且传统的监控系统，终端多通过有线网络与计算机服务器相连接，连接方式在复杂情况和复杂工业应用环境下受到很大限制，应用不方便，布线麻烦。

ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，是一种介于无线标记技术(RFID)和蓝牙之间的技术。主要用于近距离无线连接。ZigBee的通信效率非常高，应用该技术可以解决工业设备管理环境存在的许多问题。面对企业大规模的工业设备管理，依靠人工检查难以应对。而通过无线设备控制装置，可以实现对企业设备的监控，及时发现问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种基于ZigBee的设备无线监控系统，可以应用在复杂的工业设备管理环境中可以节约成本，缩短开发时间，设备间易于灵活组网。相对原有复杂、难以布线的有线连接方式，本实用新型的系统有效提升整个系统的可扩展性，降低维护成本。

为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种基于ZigBee的设备无线监控系统，包括从节点和监控中心，所述控制中心由作为服务器的计算机和协调器主节点组成，所述协调器主节点和从节点以ZigBee无线通讯连接。

其中，所述从节点为数目不限的无线传感器网络终端设备从节点，是一种简化功能设备RFD，用于执行数据采集、处理和通信等工作。

其中，所述协调器主节点是一种全功能设备FFD，负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制或起到通信路由的作用。

在本实用新型中，为简化设计，所述的采用FFD和RFD均为ZigBee模块，目前在本领域内有多种可以实现ZigBee通讯连接功能的模块，本实用新型并不限制所用模块的具体类型，优选的ZigBee模块为CC2430射频模块，此模块是Chipcon公司生产的一种的ZigBee模块，包含1个增强型的8位8051内核和RF接收机，工作在2.4GHz的ISM频段，采用DSSS扩频通信技术，最大速率为250kB/s，采用O-QPSK调制方式，具有低功耗，支持节点多等优点。

在本实用新型中，协调器主节点直接与计算机相连接，所述的连接方式既可以是通过串口等有线连接的方式直接输出到服务器计算机上(当前端与服务器计算机相距较近时)，还可以是通过无线通讯网络连接，所述无线通讯网络包括GPRS、CDMA或其演进版本，例如WCDMA、EVDO等，所述无线通讯网络采用国际标准TCP/IP通信协议。上述的两种方式都实现数据透明传输功能。

为了实现对要监控设备的监控和控制，所述从节点连接有设备采集控制终端，从而实现对终端设备的控制。本实用新型并不限制具体的要控制的终端的种类，优选是所述设备采集控制终端是一种用于电力领域的控制终端，所述设备采集控制终端由一级终端控制监控柜和二级终端组成，监控柜包括电能测量单片机、多路控制板、监控板；二级终端安装在需要监控的设备里，包括电力载波模块(EPCW)和输入输出接口板；设备控制终端可实时监控设备的各种参数如电能负荷状态。

在上述结构中，从节点可以以任何可行的方法连接到设备采集控制终端，优选的，从节点的ZigBee模块，通过设备监控终端的端子接口和设备监控终端内的PLC相连。

进一步的，本实用新型的系统还连接有报警装置，在发现系统监控情况有异常时发出报警信号，以供用户可以得知系统情况。所述报警装置可以采用有线或者无线通讯的方式与计算机连接。

如上所述，本实用新型的监控系统通过使用ZigBee无线通讯连接方式连接从节点和主节点，从而实现了整个监控系统的无线化，降低了布线难度，克服了传统的监控系统难于应用复杂多样的工业应用环境的缺陷；并且具有良好的扩展性，在需要时可以迅速调整节点的数目。

附图说明

图1为本实用新型基于ZigBee的设备无线监控系统的结构图；

图2为本实用新型基于ZigBee的设备无线监控系统的设备控制终端的一种电路结构图；

图3为本实用新型基于ZigBee的设备无线监控系统的主节点与计算机连接的一种电路结构图；

图4为本实用新型基于ZigBee的设备无线监控系统的工作原理示意图。

具体实施方式

参考图1，公开了一种基于ZigBee的设备无线监控系统，包括从节点和监控中心，其中控制中心由作为服务器的计算机和协调器主节点组成，协调器主节点和从节点以ZigBee无线通讯连接。协调器主节点和从节点均为ZigBee模块。

其中，协调器主节点直接与计算机相连接，连接方式可以是通过串口等有线连接的方式直接输出到服务器计算机上，还可以是或者通过无线通讯网络连接。

从节点连接有设备采集控制终端，从而实现对终端设备的控制。。

进一步的，本实用新型的系统还连接有报警装置，报警装置采用有线或者无线通讯的方式与计算机连接。

参考图2，公开了一种与从节点相连的设备采集控制终端的电路结构，由一级终端控制监控柜和二级终端组成，监控柜包括电能测量单片机、多路控制板、监控板；二级终端安装在需要监控的设备里，包括电力载波模块(EPCW)和输入输出接口板。从节点的ZigBee模块，通过232/485(端子接口)和设备监控终端内的PLC相连。

参考图3，公开了主节点与计算机采用串口连接的电路结构，以CC2430作为ZigBee模块，与计算机串口通信的CC2430起到FFD功能，其余的CC_2430为RFD。CC2430与PC机的接口电路主要由电源、复位电路、串口连接电路和无线收发电路组成。可实现串口数据的无线收发，即发送数据时，RS-232串口数据经过MAX232将电平转换为TTL电平，再通过CC2430无线发送。接收数据则是发送数据的逆过程，CC2430先接收到数据信号，然后，经MAX232将TTL电平转换为RS-232的标准电平，再通过RS-232向PC机输入数据。

本实用新型并不限制具体的ZigBee模块控制的软件控制方法，申请人在此处提供一种方法用于说明本实用新型的系统在软件层面上是如何工作的：参考图4，在网络中，每个节点都有一个固定的地址。数据的传送采用主从节点方式。与计算机连接的无线传感器节点作为主节点，采用I/O引脚模拟串行接口与计算机通信。其他传感器节点作为从节点，可以向主节点发送中断请求。无线传感器网络中，传送的基本上都是短消息(Message)。信息的格式包括帧头、目的地址、数据大小、数据内容和校验位。其中，目的地址可以是一个指定的传感器节点：主节点或者广播地址。采用比较简单的异或校验，当信息包出现校验错误时，只是简单地将出错信息包丢弃，而不执行任何的纠错，主节点可以根据响应结果要求从节点重新发送或报错。

系统的工作过程为首先，对SPI端口、CC2430控制端口初始化，使能SPI端口和ADC对CC2430芯片初始化，开启接收机后，就可以运行任务程序，实现接收或发送数据。

Claims (2)

1.一种基于ZigBee的设备无线监控系统，包括从节点和监控中心，其特征在于所述控制中心由作为服务器的计算机和协调器主节点组成，所述协调器主节点和从节点以ZigBee无线通讯连接。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述从节点为简化功能设备RFD。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述协调器主节点为全功能设备FFD。

4.根据权利要求或3所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述RFD、FFD为ZigBee模块。

5.根据权利要求4所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述ZigBee模块为CC2430射频模块。

6.根据权利要求1所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述协调器主节点以串口或者无线通讯网络与所述计算机连接。

7.根据权利要求6所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述无线通讯网络为GPRS、CDMA。

8.根据权利要求1所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述从节点连接有设备采集控制终端。

9.根据权利要求8所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于所述设备采集控制终端由一级终端控制监控柜和二级终端组成，所述监控柜包括电能测量单片机、多路控制板、监控板；所述二级终端安装在需要监控的设备里，包括电力载波模块EPCW和输入输出接口板；所述从节点通过端子接口和设备监控终端内的PLC相连。

10.根据权利要求1所述的基于ZigBee的设备无线监控系统，其特征在于还连接有报警装置。

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