CN208046656U - 一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，无线设备包括CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、服务器模块、ZigBee收发模块和DMA串口模块；CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块和服务器模块均通过集成线路板相连接；ZigBee收发模块和串口模块均通过导线与CPU处理模块相连接，ZigBee收发模块和串口模块均通过导线与电源模块相连接；ZigBee收发模块通过导线连接有ZigBee天线；这种设备将ZigBee信号收发与串口信号收发集成在一起，将两种数据进行相互转换，投入成本低，处理过程简单，而且可减少信号干扰，系统稳定性高。

Description

一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备

技术领域

本实用新型涉及一种短距离无线通信设备，具体是一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的设备。

背景技术

众所周知，在通讯领域中，ZigBee是一种比较流行的短距离无线传输技术，串口是计算机通讯最广泛的一种传输方式。这两种传输技术因其各自不同的技术特点，有着不同的应用领域。ZigBee传输速率较低，功耗较小，传输距离短，比较适合应用在传感器测量与控制场合；串口可以将计算机与外部设备，或者计算机和计算机之间以有线方式进行信息交换，特别适合于远距离传输。

随着科学技术的发展，单一的短距离无线传输技术和有线传输技术都已经比较成熟，但在实际的数据传输应用中，往往需要将无线传输技术与有线传输技术相结合。在无线传感器网络中，ZigBee这种无线传输技术的组合是应用最为广泛的，传统的无线传感器为了实现能与带串口功能的设备通信，通常都需要将带有这两种传输技术的设备通过导线(或数据线)连接在一起使用才能实现。其实现过程为先将ZigBee数据通过USB上传到服务器上，然后服务器再通过其他设备将数据转换为串口数据。这种方式，需要投入较高的设备成本，数据转换过程也较为复杂，而且不同的设备之间需要借助导线连接，使得接收的信号容易受到外部干扰，从而造成系统性能不稳定、效率低下。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的问题是提供一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，这种无线设备，将ZigBee信号收发与串口信号收发集成在一起，并能够通过ZigBee协议和串口通信协议将两种数据信号进行相互转换，其投入成本相对较低，数据处理过程相对简单，而且可减少外部信号干扰，系统稳定性高、效率高。

为解决上述问题，采取以下方案：本实用新型提出的将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，包括CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、服务器模块、ZigBee收发模块和串口模块；所述存储模块、电源模块、晶振模块和服务器模块分别与所述CPU处理模块相连，所述ZigBee收发模块和所述串口模块均通过导线与所述CPU处理模块相连接，且所述ZigBee收发模块和所述串口模块均通过导线与电源模块相连接；所述ZigBee收发模块通过导线连接有ZigBee天线，所述CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、ZigBee收发模块、串口模块和服务器模块均集成于线路板上所述ZigBee收发模块通过导线与所述DMA串口模块相连接；所述DMA串口模块以块的形式一次打包发送多个数据。

本实用新型的进一步改进方案是所述CPU处理模块上有所述DMA串口模块，所述服务器模块通过导线与所述DMA串口模块相连接；这样，可以方便服务器模块通过串口对CPU处理模块进行参数设定。

本实用新型的进一步改进方案是所述电源模块通过导线与CPU处理模块相连接。

本实用新型的进一步改进方案是所述晶振模块通过导线与CPU处理模块相连接。

本实用新型的进一步改进方案是所述存储模块通过导线与CPU处理模块相连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备的CPU处理模块上分别通过导线连接有ZigBee收发模块和串口模块，ZigBee收发模块和串口模块均通过导线与电源模块相连接，且ZigBee收发模块通过导线连接有ZigBee天线。即采用CPU处理模块作为核心，并扩展一个ZigBee收发模块和串口模块来完成硬件系统的搭建，在通过CPU处理模块中预置的ZigBee协议和串口协议将ZigBee天线接收的ZigBee报文和串口模块接收的串口数据转换，可大大降低数据转换过程中资源和处理时间的消耗，投入成本相对较低，数据处理过程较为简单。而且，该设备可以减少外部连接的导线，缩短数据传输距离，从而减少外部的信号干扰，提高系统稳定性和工作效率。

附图说明

图1显示为本实用新型的结构原理图；

图2是图1中服务器模块的构架图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士一种由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型一种实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型一种实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型一种实施的范畴。

参见图1，本实用新型的将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备包括CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块和服务器模块；所述CPU处理模块上有串口和DMA串口，所述电源模块、晶振模块、串口模块和CPU处理模块均通过集成电路板相连接，所述服务器模块通过导线与CPU处理模块的串口相连接；所述ZigBee收发模块和串口模块均通过集成线路板与电源模块相连接，ZigBee收发模块通过导线连接有ZigBee天线。

CPU处理模块中预置有嵌入式软件，它是能够在CPU处理模块上运行的机器码，这些机器码通过预定的逻辑关系控制整个设备的运行。因此，对于CPU处理模块、ZigBee收发模块、串口模块之间的数据传输，CPU处理模块能够实现ZigBee与串口信号的转换；CPU处理模块可以将传输数据通过串口模块的端口接收，去掉帧头帧尾，附加ZigBee短地址，通过嵌入式软件的处理发给ZigBee收发模块；同样的，CPU处理模块可以将ZigBee报文由ZigBee收发模块接收，去掉ZigBee短地址，通过嵌入式软件的处理，然后由串口模块转发。

考虑到ZigBee节点的通信能力有限(数据速率仅为250Kbps)，为了减少网关协议转换自身的工作量，本实施例在CPU处理模块和ZigBee收发模块之间采用以DMA方式的串口通信，DMA串口可以以块的形式一次打包发送多个数据，这样大大的提高了数据传输的速度和数据的整齐性。

晶振模块结合CPU处理模块内部的电路，可产生CPU处理模块所必须的时钟频率，CPU处理模块的一切指令的执行都建立在这个时钟频率上运行。

在以上所有模块中，CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、串口模块、服务器模块、ZigBee收发模块都会通过印刷电路板的方式集成到一起。这样，相当于把ZigBee设备和串口设备集成于一体，这就省去了设备之间的连接数据线，而且也可以使整个系统的体积变的灵巧和轻便，降低了操作的复杂性，使用方便。同时把这两个设备集成可以使ZigBee与串口共享电源模块，这样就减少了硬件成本。

在性能方面，由于印刷电路板的集成方式减少了设备之间连接的导线，因此可以缩短数据的传输距离，从而降低信号受外部干扰的可能。同时，印刷电路板有大面积的敷铜接地，其本身就具有屏蔽功能，对信号的外部干扰也有抑制作用。没有了信号的外部干扰，也就可减少传输的误码率，从而提高无线传输的工作效率。

在整个硬件构架中，CPU处理模块会通过发送和接收指令来控制整个无线设备。CPU处理模块通过ZigBee收发模块或者串口模块接收数据，并经过ZigBee和串口的协议处理后再发送出去。这种硬件系统的搭建模式大大降低了协议转换过程中的资源和处理时间消耗，提高了ZigBee与串口传输的工作效率。

如图2所示，服务器模块即为运行在PC机上的服务器，其主要作用是通过串口对该无线设备的CPU处理模块进行系统参数配置。服务器定义的串口参数、ZigBee参数、传输命令参数和初始化参数都可以通过串口对CPU处理模块进行快速的设置，从而提高了工作效率，降低了工作难度。服务器模块在设置完以上参数后可以通过重启按钮对使无线设备进行重新启动并运行新的参数配置，这个也可以大大降低了机械开关的损坏可能性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆一种在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，其特征在于，所述无线设备包括：CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、服务器模块、ZigBee收发模块和DMA串口模块；所述存储模块、电源模块、晶振模块和服务器模块分别与所述CPU处理模块相连，所述ZigBee收发模块和所述DMA串口模块均通过导线与所述CPU处理模块相连接，且所述ZigBee收发模块和所述DMA串口模块均通过导线与电源模块相连接；所述ZigBee收发模块通过导线连接有ZigBee天线，所述CPU处理模块、存储模块、电源模块、晶振模块、ZigBee收发模块、串口模块和服务器模块均集成于线路板上；所述ZigBee收发模块通过导线与所述DMA串口模块相连接；所述DMA串口模块以块的形式一次打包发送多个数据。

2.如权利要求1所述的一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，其特征在于：所述CPU处理模块上有所述DMA串口模块，所述服务器模块通过导线与所述DMA串口模块相连接。

3.如权利要求1所述的一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，其特征在于：所述电源模块通过导线与CPU处理模块相连接。

4.如权利要求1所述的一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，其特征在于：所述晶振模块通过导线与CPU处理模块相连接。

5.如权利要求1所述的一种将ZigBee信号与串口信号进行数据转换的无线设备，其特征在于：所述存储模块通过导线与CPU处理模块相连接。