CN203884000U - 基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统 - Google Patents

基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统 Download PDF

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王少华
仇润鹤
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Abstract

本实用新型涉及一种基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统，包括监控中心和前端采集节点，监控中心与前端采集节点之间通过ZigBee无线网络进行通信，监控中心包括相连的PC机及ZigBee协调器，每个前端采集节点包括相连的数字示波器及ZigBee无线终端，所有ZigBee无线终端与ZigBee协调器构成星状网络。本系统的优点在于实现对数字示波器的监测，并可以进行示波器实时数据的采集、传输和处理功能，以拓展了数字示波器在各领域的应用，极大的方便了使用者。系统采用了低功耗的设计，实现了绿色节能的目的，该数据无线传输系统具有广阔的发展前景。

Description

基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于zigbee的数字示波器数据无线传输系统，属于数字示波器应用领域。
背景技术
示波器是电子测量行业最常用的测量仪器仪表之一，示波器广泛应用于国防、科研、教育及生产等领域。随着数字处理电路和液晶屏的采用，电子工程师日常使用的数字示波器作为工程师进行性能检测、故障检测的常用测试工具适合于多种应用，从软件调试到机械控制信号及视频信号的测量等。
人们用示波器直接观察波形也只是它的一方面；有时在电子测试、电子工程设计、研究、论文写作时需要以书面的形式记录波形和存储波形。数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，并可利用外部计算机，方便进行分析、存档、打印和其他的处理，其使用日益普及。
数字存储示波器除了可以准确捕获各种周期信号、非周期信号或单次冲击信号，还具有很多优良性能，如多种触发类型、波形参数的测量、波形处理及数学运算等，已成为科研实验和工程项目中各类信号采集、记录和分析的最主要设备之一。随着计算机技术和数据采集技术的发展，使用远程控制技术对数字存储示波器的输出信号进行采集分析成为当前的测试技术热点。
在很多科学实验和工程项目中，出于安全考虑，不允许操作人员在现场，或者需要利用现场示波器取得的信号参数进行实时分析和处理，以便指导下一步的实验，实现对现场各种设备的控制，这就需要把现场示波器与控制室的中央处理机相连接，实现对现场信号的远程控制实时采集和处理，对示波器进行远程控制，因而远程实现示波器的各项功能已成为很多科研实验和工程项目必需的环节。
但目前通过计算机获取数字示波器上的数据，还只能通过有线的方式进行一对一的数据获取。而在一些实验室、监测中心、工厂生产线等，需要在监测中心一台或多台微机上同时控制一台或多台的示波器数据，并且为了避免布线的繁琐，需要通过无线的方式进行数据传输。
发明内容
本实用新型的目的提供一种能够将示波器以无线的方式进行传输的系统。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统，其特征在于，包括监控中心和前端采集节点，监控中心与前端采集节点之间通过ZigBee无线网络进行通信，监控中心包括相连的PC机及ZigBee协调器，每个前端采集节点包括相连的数字示波器及ZigBee无线终端，所有ZigBee无线终端与ZigBee协调器构成星状网络。
监控中心的PC机通过LABVIEW的VISA串口实现用户指令的发送和数据的接收，前端采集节点的数字示波器接收监控中心PC机发送过来的指令，并通过它们本身的CPU进行指令的翻译执行来响应用户指令，并将数据送到缓冲区或内存以供监控中心PC机的读取做进一步的处理。这样，用户可在监控中心PC端进行波形显示、波形数据的时域频域分析、波形数据存储等等。该系统还具有良好的可拓展性，对不同型号的数字示波器，只需修改其对应控制指令的通信协议，即可进行系统的移植。
本系统的优点在于实现对数字示波器的监测，并可以进行示波器实时数据的采集、传输和处理功能，以拓展了数字示波器在各领域的应用，极大的方便了使用者。系统采用了低功耗的设计，实现了绿色节能的目的，该数据无线传输系统具有广阔的发展前景。
附图说明
图1为系统框图；
图2为数据传输模型。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
需设计的数字示波器数据无线传输系统在硬件上由若干个前端采集点的多功能混合数字储存示波器(如LDS31010F)、采用ZigBee无线通信技术的XBee/XBee Pro通信模块和监控中心的PC机组成，系统中的每台数字示波器均为智能仪器，即含有微型计算机的仪器，而且这些设备均具有RS232接口。系统在硬件设计上，要求监控中心PC机与各台数字示波器之间都能够相互通信。
如图1所示，本系统分为监控中心和前端采集节点两级结构。所述两级结构之间通过zigbee无线网络传输数据进行通信。
第一级：监控中心；一个ZigBee节点通过串口与PC机相连，作为协调器，主要负责网络的启动创建和给其它终端节点分配网络地址，并作为无线接受端读取数字示波器的波形数据。
第二级：前端采集节点；监测区域内的每个数字示波器为一个监测点，连接一个ZigBee终端节点，数字示波器接收到监控中心PC机发来的指令后进行响应，返回数据先通过RS232接口传输至ZigBee节点，再通过天线发出。
其中将ZigBee协调器配置成ZIGBEE COORDINATOR API/AT方式，ZigBee路由器配置成ZIGBEE ROUTER API/AT方式，ZigBee终端配置成ZIGBEE ENDDEVICE API/AT。
现场采集节点与协调器之间通过路由节点连接并交换无线数据。考虑把监控中心PC机和每台数字示波器组成的星状结构ZigBee网络进行相互之间的通信，即多个前端采集节点ZigBee终端直接与ZigBee数据管理终端通信并交换数据。数据在协调器节点处汇聚并传至监控中心PC机，可根据具体的环境特点安装中继路由节点，实现数据多跳传递至协调器节点处。中继节点的功能是接收、分析处理和转发传感器节点采集的数据给汇聚节点，不需要传感器模块，只保留无线传感器节点的其他核心电路。
如图2每个测试点进行数据传输时的一对一传输模型，也就是每个前端采集节点由信号发生器-数字示波器-ZigBee通信终端构成，信号发生器产生测试信号，数字示波器发出测量信号，并通过输出接口RS232接口连接ZigBee通信终端。监控中心：PC机通过RS232接口连接ZigBee协调器。

Claims (1)

1.一种基于ZigBee的数字示波器数据无线传输系统，其特征在于，包括监控中心和前端采集节点，监控中心与前端采集节点之间通过ZigBee无线网络进行通信，监控中心包括相连的PC机及ZigBee协调器，每个前端采集节点包括相连的数字示波器及ZigBee无线终端，所有ZigBee无线终端与ZigBee协调器构成星状网络。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106340166A (zh) * 2016-08-24 2017-01-18 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种应用于整车测试的无线数据传输系统及其控制方法

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