專利名稱：ZigBee無線采集通訊裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于通信技術領域，具體涉及一種ZigBee無線采集通訊裝置。
背景技術：
在工業監控中，需要對現場各種信號進行實時采集，傳送到指定的數據平臺，進行數據管理和分析。目前，現場采集數據的傳送方式一般采用有線或者GPRS無線傳輸。有線傳輸存在成本高、適應性差、擴展性低，設備維護比較困難等缺陷。GPRS無線傳輸雖然能很好的解決 有線傳輸的缺陷，但當數據采集點比較密集的時候，會造成無線通訊成本過高。現有ZigBee技術中，如果協調器在指定信道上發生網絡標識PANDID沖突而更換PANDID時，終端、路由節點并不知道協調器已經更換網絡標識PANDID，還繼續加入到原有的網絡標識PANDDI網絡中，當協調器在指定信道上發生網絡標識PANDID沖突時易造成的數據丟失。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述不足，提供一種ZigBee無線采集通訊裝置，該裝置解決了協調器在指定信道上發生網絡標識PANDID沖突時造成的數據丟失的問題，實現了有線和無線的鏈接，傳輸成本低，適應性強、擴展性高。本實用新型的技術方案ZigBee無線采集通訊裝置,它包括電源、ZigBee無線通訊模塊、主控制器，ZigBee無線通訊模塊與主控制器的微處理器連接，電源分別與ZigBee無線通訊模塊、主控制器連接；所述的主控制器由以太網RS232/RS485通訊單元、微處理器、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元組成，所述的微處理器分別與以太網RS232/RS485通訊單元、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元連接。本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果1、提供排針式SPI I串口接口，為用戶基于該模塊的集成開發提供了方便，縮短了開發周期。2、通過過程控制的方法解決協調器在指定信道上發生網絡標識PANDID沖突時造成的數據丟失的問題。3、用非綁定方式通過網絡MAC地址，動態的獲取網絡短地址，從根本上解決了點對點的操作。4、采用了協議棧關聯技術，可以依據用戶需求，進行低功耗功能配置，其中睡眠期間功耗為2. 0mA，發送數據時功耗為3. O------3. 7/3. 8 mA。5、提供完善的通訊協議，保證通訊數據的安全。6、提供簡單一用的圖形化配置軟件，用戶可自行設定信道和網絡標號等無線組網信息。[0013]7、將有線和無線有效的連接，既克服了有線傳輸的缺陷，又克服了 GPRS通訊帶來的高費用問題。8、同時具有多種信號的采集，將采集和無線傳輸結合起來。9、可用于各種小數據量采集，采集節點比較密集的場合，即實現了對工業設備的監測，也實現了數據的無線傳輸，具有廣闊的應用前景。
圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型中主控制器單元流程圖；圖3是本實用新型中ZigBee通訊模塊流程圖。
具體實施方式
ZigBee無線采集通訊裝置，它包括電源I、ZigBee無線通訊模塊2、主控制器3,ZigBee無線通訊模塊2與主控制器3的微處理器連接，電源I分別與ZigBee無線通訊模塊2、主控制器3連接；所述的主控制器3由以太網RS232/RS485通訊單元4、微處理器5、模擬量輸入采集單元6、數字量輸入采集單元7、RS232/RS485儀表設備采集單元8、模擬量輸出控制單元9、數字量輸出控制單元10組成，所述的微處理器5分別與以太網RS232/RS485通訊單元4、模擬量輸入采集單元6、數字量輸入采集單元7、RS232/RS485儀表設備采集單元8、模擬量輸出控制單元9、數字量輸出控制單元10連接。如圖I所示，電源I負責給各個模塊單元提供所需的工作電壓；主控制器3主要負責各種信號的采集和控制，并將采集數據通過串口或者SPI等通訊端口傳送到ZigBee無線通訊模塊2，完成數據的無線傳輸。ZigBee無線通訊模塊2負責實現對采集數據的無線傳輸和接收處理。以太網RS232/RS485通訊單元4實現將通過ZigBee無線接收到的數據以有線的形式提供給用戶；模擬量輸入采集單元6負責實現4-20mA的電流信號或者0-5V電壓信號的采集處理；數字量輸入采集單元7負責0-5V數字量的采集；模擬量輸出控制單元9負責按照用戶指定的值進行電壓、電流輸出控制；數字量輸出控制單元10通過對繼電器的控制，完成對現場設備的控制；RS232/RS485儀表設備采集單元8主要完成具有RS232/RS485串口的儀表數據的采集。如圖2所示，主控制器采用嵌入式多任務操作系統uCOS-II，依據系統功能建立以太網RS232/RS485通訊數據處理任務、模擬量輸入采集數據處理任務、數字量輸入采集數據處理任務、數字量輸出控制任務、模擬量輸出控制任務、串口 SPI無線通訊接口處理、RS232/RS485儀表設備采集單元主要完成具有RS232/RS485串口的儀表數據的采集。在任務建立后，啟動操作系統，啟動任務處理；系統進入任務處理中，按照任務切換時間進行多任務處理。太網I RS232/RS485串口通訊數據處理任務主要實現UDP、TCP/Ip的連接和數據傳輸；串口數據的傳輸，將無線數據以有線的形式輸出，方便用戶查看數據。模擬量輸入采集數據處理任務主要完成模擬量電壓、電流信號的采集。數字量輸入采集數據處理任務主要完成對數字量0-5V的采集[0026]數字量輸出控制任務主要按照無線控制數據或者用戶指定輸出控制繼電器輸出，達到控制現場設備的目的。模擬量輸出控制任務主要實現模擬量信號的輸出。RS232/RS485儀表設備采集單元主要完成具有RS232/RS485串口的儀表數據的采集。串口 ISPI無線通訊接口處理主要實現與ZigBee通訊模塊的通訊。按照協議規定進行數據交互。如圖3所示，ZigBee通訊模塊2采用TI公司的ZSTACK協議棧，上電后，進行系統初始化，所需硬件初始化等，啟動系統任務處理。系統任務有無線接收數據處理、交互命令處理任務、網絡狀態改變任務和串口 SPI通訊端口數據處理任務四個任務。網絡狀態改變任務完成ZigBee網絡組網的建立。如果當前設備為路由設備時，獲得父節點的網絡短地址，啟動交互命令處理任務的建立進行交互命令處理。如果當前設備為終端設備時，在數據傳輸方式為點對點傳輸時，通過MAC地址獲得網絡短地址，為后期的數據按照網絡短地址傳輸提供了方便。交互命令處理任務主要解決當協調器斷開重連時，路由設備保持原有PANDID，造成PANDID沖突，采集數據無法正常傳輸到協調器的問題。在指定時間內如果沒有收到協調器發送的應答命令，路由設備重啟，重新加入到原有PANDID網絡中。如果收到協調器發送的應答命令，則，繼續啟動交互命令處理，保持鏈路連接。無線接收數據處理任務主要完成接收無線信號的解析，如果是交互命令，則發送交互應答命令保持鏈路連接；如果是正常的通訊數據，則將數據發送到指定的數據輸出端口，比如串口，以太網網口等。串口 Ispi通訊端口數據處理任務主要完成兩個功能。一個是將有線的數據轉換為無線數據發送。另一個是對ZigBee組網參數進行設備，比如通訊信道，PANDID、輸出傳送方式等的設置。
權利要求1. ZigBee無線采集通訊裝置，它包括電源、ZigBee無線通訊模塊、主控制器，其特征是ZigBee無線通訊模塊與主控制器的微處理器連接，電源分別與ZigBee無線通訊模塊、主控制器連接；所述的主控制器由以太網RS232/RS485通訊單元、微處理器、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元組成，所述的微處理器分別與以太網RS232/RS485通訊單元、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元連接。
專利摘要本實用新型涉及一種ZigBee無線采集通訊裝置，它包括電源、ZigBee無線通訊模塊、主控制器，ZigBee無線通訊模塊與主控制器的微處理器連接，電源分別與ZigBee無線通訊模塊、主控制器連接；所述的主控制器由以太網RS232/RS485通訊單元、微處理器、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元組成，所述的微處理器分別與以太網RS232/RS485通訊單元、模擬量輸入采集單元、數字量輸入采集單元、RS232/RS485儀表設備采集單元、模擬量輸出控制單元、數字量輸出控制單元連接。本實用新型解決了協調器在指定信道上發生網絡標識PANDID沖突時造成的數據丟失的問題，實現了有線和無線的鏈接，傳輸成本低，適應性強。
文檔編號G08C17/02GK202615153SQ201220256750
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月2日 優先權日2012年6月2日
發明者李瑋, 吳曉闖, 王玉宏, 張建江, 孟郁金, 王耀華, 田濤 申請人:太原羅克佳華工業有限公司