基于Zigbee的水位信息采集系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水位信息采集領域，具體是涉及一種基于Zigbee的水位信息采集系統及方法。
【背景技術】
[0002]水利信息化，就是指充分利用現代化信息技術，深入開發和廣泛利用水利信息資源，包括水利信息采集、傳輸、存儲、處理和服務，全面提升水利事業活動效率的歷史過程。水位實時測報是水資源管理的基礎，是防汛抗旱、水位實時監測，實現水利信息化的必要手段。
[0003]現在的水位信息采集系統通過傳感器檢測水位信息，并通過GPRS (GeneralPacket Rad1 Service，通用分組無線服務技術)模塊將水位信息處理、以及協議封裝后發送到GPRS無線網絡，接入移動公司提供的專用的GPRS網絡，將水位信息傳送給中心站；同時實時接收中心站命令，完成相應的任務。中心站會根據采集到的數據信息繪制出相應的24小時水位歷史曲線、月水位歷史曲線等曲線來顯示監測結果。
[0004]現有的水位信息采集系統存在以下不足:
[0005]GPRS網絡是收費的移動網絡，實時監測所產生的流量無疑會產生較高的成本，并且移動網絡的GPRS模塊成本較高，使信息采集系統的正常運行成本較高。
[0006]GPRS網絡是基于移動通信GSM網絡的，當用戶量較多時，會影響GPRS網絡傳輸的速率，影響對水位信息的實時監測；即便移動網絡速度隨著3G、4G的應用有所提升，也難以避免因移動網絡的擁堵而造成的影響。
[0007]現在的水位信息采集系統采用單一的采集方式，當采集出現異常時，難以及時修復，影響水位信息的實時監測。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統及方法，接收終端與采集終端通過Zigbee協議通信，將水位傳感器采集的水位信號上傳至計算機，從而實現水位信息的采集，與現有的水位信息采集系統相比較，減免了GPRS的移動通信費用，能夠有效降低水位信息采集系統的成本，采集水位信息時，不存在繁忙擁堵的現象，而且采用兩種水位信號采集方式，保證水位信息的實時監控。
[0009]本發明提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統，包括計算機、接收終端、至少I個采集終端、至少I臺主用水位傳感器和至少I臺備用水位傳感器，每個采集終端各匹配I臺主用水位傳感器和I臺備用水位傳感器，計算機與接收終端相連，接收終端還與所有的采集終端相連，接收終端通過Zigbee協議與采集終端通信；
[0010]每個采集終端均包括微控制單元MCU、收發模塊和電平轉換模塊，MCU通過收發模塊與接收終端交互；MCU包括模擬數字轉換器ADC引腳和RS485通信模塊，ADC引腳與I臺主用水位傳感器相連，RS485通信模塊通過電平轉換模塊與I臺備用水位傳感器相連；
[0011]所述接收終端用于:向收發模塊發送主用水位傳感器調用指令、或備用水位傳感器調用指令；將收發模塊發送的數字信號上傳至計算機:
[0012]所述收發模塊用于:將主用水位傳感器調用指令或備用水位傳感器調用指令發送至采集終端的MCU ;將MCU轉換形成的數字信號發送至接收終端；
[0013]所述MCU用于:收到主用水位傳感器調用指令后，調用主用水位傳感器采集主用水位信號；收到備用水位傳感器調用指令后，調用備用水位傳感器采集備用水位信號；將接收的主用水位信號或485電平信號轉換成數字信號后，發送至收發模塊；
[0014]所述主用水位傳感器用于:采集主用水位信號，將主用水位信號經ADC引腳發送至 MCU ；
[0015]所述備用水位傳感器用于:采集備用水位信號，將備用水位信號發送至采集終端的電平轉換模塊；
[0016]所述電平轉換模塊用于:將備用水位信號轉換成485電平信號后經RS485通信模塊發送至MCU ;
[0017]所述計算機用于:將接收終端發送的數字信號進行加工處理。
[0018]在上述技術方案的基礎上，所述RS485通信模塊包括RS485串口和485接口芯片，RS485串口通過485接口芯片與電平轉換模塊相連。
[0019]在上述技術方案的基礎上，所述MCU采用型號為MSP430F5529的單片機。
[0020]本發明還提供一種用于上述系統的基于Zigbee的水位信息采集方法，包括以下步驟:
[0021]S1:初始化接收終端和采集終端，接收終端與需要采集的水位信息對應的采集終端建立鏈接，轉入S2 ;
[0022]S2:接收終端依次判斷每個建立鏈接的采集終端的ADC引腳是否正常，若是，轉入S3 ;否則轉入S4 ;
[0023]S3:接收終端向ADC引腳正常的采集終端的收發模塊，發送主用水位傳感器調用指令，收發模塊將主用水位傳感器調用指令發送至MCU ;MCU調用主用水位傳感器采集主用水位信號，主用水位傳感器將采集得到的主用水位信號通過ADC引腳發送至MCU，MCU將主用水位信號轉換成數字信號后，經收發模塊發送至接收終端，轉入S5 ;
[0024]S4:接收終端向ADC引腳非正常的采集終端的收發模塊，發送備用水位傳感器調用指令，收發模塊將備用水位傳感器調用指令傳送至MCU ;MCU調用備用水位傳感器采集備用水位信號，備用水位傳感器將采集得到的備用水位信號發送至電平轉換模塊；電平轉換模塊將備用水位信號轉換成485電平信號；電平轉換模塊將485電平信號通過RS485通信模塊發送至MCU，MCU將485電平信號轉換成數字信號后，經收發模.塊發送至接收終端，轉入S5 ；
[0025]S5:接收終端將接收的數字信號上傳至計算機，計算機對數字信號進行加工處理，結束。
[0026]在上述技術方案的基礎上，所述RS485通信模塊包括RS485串口和485接口芯片，RS485串口通過485接口芯片與電平轉換模塊相連；S4中所述電平轉換模塊將485電平信號通過RS485通信模塊發送至MCU，具體包括以下步驟:電平轉換模塊將485電平信號經485接口芯片發送至MCU。
[0027]與現有技術相比，本發明的優點如下:
[0028](I)本發明中接收終端與采集終端通過Zigbee協議通信，將水位傳感器采集的水位信號上傳至計算機，從而實現水位信息的采集，與現有的水位信息采集系統相比較，減免了 GPRS的移動通信費用，能夠有效降低水位信息采集系統的成本，采集水位信息時，不存在繁忙擁堵的現象。
[0029](2)本發明中采用兩種水位信號采集方式，當采集終端的ADC引腳異常時，可以通過RS485串口實現水位信號的采集，從而保證水位信息的實時監控。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明實施例中基于Zigbee的水位信息采集系統的結構框圖。
[0031]圖2是本發明實施例中基于Zigbee的水位信息采集方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0033]參見圖1所示，本發明實施例提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統，包括計算機、接收終端、至少I個采集終端、至少I臺主用水位傳感器和至少I臺備用水位傳感器，每個采集終端各匹配I臺主用水位傳感器和I臺備用水位傳感器，計算機與接收終端相連，接收終端還與所有的采集終端相連，接收終端通過Zigbee協議與采集終端通信。
[0034]每個采集終端均包括MCU(Micro Control Unit，微控制單元)、收發模塊和電平轉換模塊，MCU通過收發模塊與接收終端交互；MCU包括ADC(Analog-to_digital converter,模擬數字轉換器)引腳和RS485通信模塊，ADC引腳與I臺主用水位傳感器相連，RS485通信模塊通過電平轉換模塊與I臺備用水位傳感器相連。
[0035]接收終端用于:向收發模塊發送主用水位傳感器調用指令、或