CN202615153U - ZigBee无线采集通讯装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种ZigBee无线采集通讯装置，它包括电源、ZigBee无线通讯模块、主控制器，ZigBee无线通讯模块与主控制器的微处理器连接，电源分别与ZigBee无线通讯模块、主控制器连接；所述的主控制器由以太网RS232/RS485通讯单元、微处理器、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元组成，所述的微处理器分别与以太网RS232/RS485通讯单元、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元连接。本实用新型解决了协调器在指定信道上发生网络标识PANDID冲突时造成的数据丢失的问题，实现了有线和无线的链接，传输成本低，适应性强。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种ZigBee无线采集通讯装置。
背景技术
在工业监控中，需要对现场各种信号进行实时采集，传送到指定的数据平台，进行数据管理和分析。
目前，现场采集数据的传送方式一般采用有线或者GPRS无线传输。有线传输存在成本高、适应性差、扩展性低，设备维护比较困难等缺陷。GPRS无线传输虽然能很好的解决有线传输的缺陷，但当数据采集点比较密集的时候，会造成无线通讯成本过高。
现有ZigBee技术中，如果协调器在指定信道上发生网络标识PANDID冲突而更换PANDID时,终端、路由节点并不知道协调器已经更换网络标识PANDID，还继续加入到原有的网络标识PANDDI网络中，当协调器在指定信道上发生网络标识PANDID冲突时易造成的数据丢失。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种ZigBee无线采集通讯装置，该装置解决了协调器在指定信道上发生网络标识PANDID冲突时造成的数据丢失的问题，实现了有线和无线的链接，传输成本低，适应性强、扩展性高。
本实用新型的技术方案：ZigBee无线采集通讯装置，它包括电源、ZigBee无线通讯模块、主控制器，ZigBee无线通讯模块与主控制器的微处理器连接，电源分别与ZigBee无线通讯模块、主控制器连接；所述的主控制器由以太网RS232/RS485通讯单元、微处理器、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元组成，所述的微处理器分别与以太网RS232/RS485通讯单元、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：1、提供排针式SPI|串口接口，为用户基于该模块的集成开发提供了方便，缩短了开发周期。
2、通过过程控制的方法解决协调器在指定信道上发生网络标识PANDID冲突时造成的数据丢失的问题。
3、用非绑定方式通过网络MAC地址，动态的获取网络短地址，从根本上解决了点对点的操作。
4、采用了协议栈关联技术，可以依据用户需求，进行低功耗功能配置，其中睡眠期间功耗为2.0mA，发送数据时功耗为3.0------3.7/3.8 mA。
5、提供完善的通讯协议，保证通讯数据的安全。
6、提供简单一用的图形化配置软件，用户可自行设定信道和网络标号等无线组网信息。
7、将有线和无线有效的连接，既克服了有线传输的缺陷，又克服了GPRS通讯带来的高费用问题。
8、同时具有多种信号的采集，将采集和无线传输结合起来。
9、可用于各种小数据量采集，采集节点比较密集的场合，即实现了对工业设备的监测，也实现了数据的无线传输，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型中主控制器单元流程图；
图3是本实用新型中ZigBee通讯模块流程图。
具体实施方式
ZigBee无线采集通讯装置，它包括电源1、ZigBee无线通讯模块2、主控制器3，ZigBee无线通讯模块2与主控制器3的微处理器连接，电源1分别与ZigBee无线通讯模块2、主控制器3连接；所述的主控制器3由以太网RS232/RS485通讯单元4、微处理器5、模拟量输入采集单元6、数字量输入采集单元7、RS232/RS485仪表设备采集单元8、模拟量输出控制单元9、数字量输出控制单元10组成，所述的微处理器5分别与以太网RS232/RS485通讯单元4、模拟量输入采集单元6、数字量输入采集单元7、RS232/RS485仪表设备采集单元8、模拟量输出控制单元9、数字量输出控制单元10连接。
如图1所示，电源1负责给各个模块单元提供所需的工作电压；主控制器3主要负责各种信号的采集和控制，并将采集数据通过串口或者SPI等通讯端口传送到ZigBee无线通讯模块2，完成数据的无线传输。ZigBee无线通讯模块2负责实现对采集数据的无线传输和接收处理。
以太网RS232/RS485通讯单元4实现将通过ZigBee无线接收到的数据以有线的形式提供给用户；模拟量输入采集单元6负责实现4-20mA的电流信号或者0-5V电压信号的采集处理；数字量输入采集单元7负责0-5V数字量的采集；模拟量输出控制单元9负责按照用户指定的值进行电压、电流输出控制；数字量输出控制单元10通过对继电器的控制，完成对现场设备的控制；RS232/RS485仪表设备采集单元8主要完成具有RS232/RS485串口的仪表数据的采集。
如图2所示，主控制器采用嵌入式多任务操作系统uCOS-II，依据系统功能建立以太网RS232/RS485通讯数据处理任务、模拟量输入采集数据处理任务、数字量输入采集数据处理任务、数字量输出控制任务、模拟量输出控制任务、串口SPI无线通讯接口处理、RS232/RS485仪表设备采集单元主要完成具有RS232/RS485串口的仪表数据的采集。在任务建立后，启动操作系统，启动任务处理；系统进入任务处理中，按照任务切换时间进行多任务处理。
太网| RS232/RS485串口通讯数据处理任务主要实现UDP、TCP/Ip的连接和数据传输；串口数据的传输，将无线数据以有线的形式输出，方便用户查看数据。
模拟量输入采集数据处理任务主要完成模拟量电压、电流信号的采集。
数字量输入采集数据处理任务主要完成对数字量0-5V的采集
数字量输出控制任务主要按照无线控制数据或者用户指定输出控制继电器输出，达到控制现场设备的目的。
模拟量输出控制任务主要实现模拟量信号的输出。
RS232/RS485仪表设备采集单元主要完成具有RS232/RS485串口的仪表数据的采集。
串口|SPI无线通讯接口处理主要实现与ZigBee通讯模块的通讯。按照协议规定进行数据交互。
如图3所示，ZigBee通讯模块2采用TI公司的ZSTACK协议栈，上电后，进行系统初始化，所需硬件初始化等，启动系统任务处理。系统任务有无线接收数据处理、交互命令处理任务、网络状态改变任务和串口SPI通讯端口数据处理任务四个任务。
网络状态改变任务完成ZigBee网络组网的建立。如果当前设备为路由设备时，获得父节点的网络短地址，启动交互命令处理任务的建立进行交互命令处理。如果当前设备为终端设备时，在数据传输方式为点对点传输时，通过MAC地址获得网络短地址，为后期的数据按照网络短地址传输提供了方便。
交互命令处理任务主要解决当协调器断开重连时，路由设备保持原有PANDID,造成PANDID冲突，采集数据无法正常传输到协调器的问题。在指定时间内如果没有收到协调器发送的应答命令，路由设备重启，重新加入到原有PANDID网络中。如果收到协调器发送的应答命令，则，继续启动交互命令处理，保持链路连接。
无线接收数据处理任务主要完成接收无线信号的解析，如果是交互命令，则发送交互应答命令保持链路连接；如果是正常的通讯数据，则将数据发送到指定的数据输出端口，比如串口，以太网网口等。
串口|SPI通讯端口数据处理任务主要完成两个功能。一个是将有线的数据转换为无线数据发送。另一个是对ZigBee组网参数进行设备，比如通讯信道,PANDID、输出传送方式等的设置。
Claims (1)
1.ZigBee无线采集通讯装置，它包括电源、ZigBee无线通讯模块、主控制器，其特征是ZigBee无线通讯模块与主控制器的微处理器连接，电源分别与ZigBee无线通讯模块、主控制器连接；所述的主控制器由以太网RS232/RS485通讯单元、微处理器、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元组成，所述的微处理器分别与以太网RS232/RS485通讯单元、模拟量输入采集单元、数字量输入采集单元、RS232/RS485仪表设备采集单元、模拟量输出控制单元、数字量输出控制单元连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108684030A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-10-19 | 新华三技术有限公司 | 一种检测网络标识冲突的方法及装置 |
| CN112423284A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 北京自如信息科技有限公司 | zigbee设备的配对方法、装置、网关、电子设备及存储介质 |
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2012
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