一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，它包括傳感計(jì)量模塊、ZigBee通信模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈，所述的傳感計(jì)量模塊與ZigBee通信模塊存在有線通信連接，所述的ZigBee通信模塊與FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈存在電氣連接。所述的ZigBee通信模塊在接收到傳感計(jì)量模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息后，首先進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通信協(xié)議對(duì)象，如MQTT?SN協(xié)議；然后，將數(shù)據(jù)信息按照某種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行序列化，如Modbus標(biāo)準(zhǔn)、Cbor標(biāo)準(zhǔn)等；最后，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端
本專利技術(shù)涉及一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，屬于物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)介紹
隨著傳感技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)獲得了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)的定義，物聯(lián)網(wǎng)是通過二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個(gè)萬億級(jí)市場(chǎng)。數(shù)據(jù)采集終端是物聯(lián)網(wǎng)中的底層感知設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)物品/設(shè)備智能化感知、通信和管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于物聯(lián)網(wǎng)底層設(shè)備種類繁多，涉及能源、醫(yī)療、交通、餐飲、家居、軍事等各行各業(yè)，因此，亟需設(shè)計(jì)一種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景和性能需求。ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率，主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee以其低功耗、低成本、低復(fù)雜度等優(yōu)勢(shì)成為了物聯(lián)網(wǎng)中近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)的主要代名詞之一。中國專利CN201410425646.4公開了一種基于ZigBee的高溫低功耗數(shù)據(jù)采集裝置，包括通過ZigBee技術(shù)進(jìn)行無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，便于進(jìn)行密閉空間的數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)傳輸出來進(jìn)行分析；數(shù)據(jù)采集模塊包括熱電阻信號(hào)調(diào)理單元和應(yīng)變信號(hào)調(diào)理單元，能夠在高溫高濕環(huán)境下工作，該數(shù)據(jù)采集裝置具有組網(wǎng)簡單、低功耗、耐高溫、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的特點(diǎn)。然而，專利CN201410425646.4主要涉及高溫密閉空間的數(shù)據(jù)采集，無法拓展至其他應(yīng)用場(chǎng)景。中國專利CN201510575825.0公開了一種基于ZigBee的智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其目的在于提供一種具有更高可靠性和實(shí)時(shí)性的基于ZigBee的智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其技術(shù)方案為：包括水表、ZigBee無線通信模塊、ZigBee路由模塊、ZigBee協(xié)調(diào)器、GPRS模塊和中央處理器；水表內(nèi)的水表傳感器將其采集到的水量數(shù)據(jù)信息一次經(jīng)ZigBee無線通信模塊、ZigBee路由模塊輸送至ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器將接收到的水量數(shù)據(jù)信息通過GPRS模塊并以GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央處理器。然而，專利CN201510575825.0主要涉及智能家居中的水表數(shù)據(jù)采集，無法拓展至其他應(yīng)用場(chǎng)景。中國專利CN201510112331.9公開了一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的電能信息采集系統(tǒng)及方法，基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的電能信息采集系統(tǒng)由一個(gè)上位機(jī)子系統(tǒng)和兩個(gè)下位機(jī)子系統(tǒng)組成，上位機(jī)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)和與下位機(jī)子系統(tǒng)的通信；下位機(jī)子系統(tǒng)與電氣設(shè)備一一對(duì)應(yīng)，負(fù)責(zé)對(duì)該設(shè)備的電能數(shù)據(jù)采集、傳輸和與上位機(jī)子系統(tǒng)的通信，上位機(jī)子系統(tǒng)和下位機(jī)子系統(tǒng)之間通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。然而，專利CN201510112331.9主要涉及電能采集領(lǐng)域，無法拓展至其他應(yīng)用場(chǎng)景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)提供一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，該基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端能夠?qū)崟r(shí)采集物聯(lián)網(wǎng)底層設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通信協(xié)議，并將對(duì)象數(shù)據(jù)序列化，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，具有適用范圍廣、易于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用、可拓展性強(qiáng)、硬件設(shè)備和軟件協(xié)議兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，它包括傳感計(jì)量模塊、ZigBee通信模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈，所述的傳感計(jì)量模塊與ZigBee通信模塊存在有線通信連接，所述的ZigBee通信模塊與FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈存在電氣連接。所述的傳感計(jì)量模塊采集物聯(lián)網(wǎng)底層設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，如電表電能數(shù)據(jù)、家庭溫度/濕度數(shù)據(jù)等。所述的ZigBee通信模塊與傳感計(jì)量模塊存在有線通信連接，如RS485、RS232等。所述的ZigBee通信模塊在接收到傳感計(jì)量模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息后，首先進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通信協(xié)議對(duì)象，如MQTT-SN協(xié)議；然后，將數(shù)據(jù)信息按照某種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行序列化，如Modbus標(biāo)準(zhǔn)、Cbor標(biāo)準(zhǔn)等；最后，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送。所述的FLASH存儲(chǔ)模塊與ZigBee通信模塊建立電氣連接，存儲(chǔ)ZigBee通信模塊需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。所述的電源管理模塊與ZigBee通信模塊建立電氣連接，實(shí)現(xiàn)ZigBee通信模塊的低功耗運(yùn)行和休眠/喚醒機(jī)制。所述的按鍵與ZigBee通信模塊建立電氣連接，可以手動(dòng)配置ZigBee通信模塊的相關(guān)參數(shù)，包括接受/發(fā)送功率、通信信道。所述的指示燈與ZigBee通信模塊建立電氣連接，顯示ZigBee通信模塊是否已經(jīng)建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。本專利技術(shù)的有益效果是：1)適用范圍廣：可以應(yīng)用于能源、醫(yī)療、交通、智能家居等不同領(lǐng)域；2)可拓展性強(qiáng)：基于ZigBee組網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)傳感技術(shù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備擴(kuò)展和通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展；3)硬件設(shè)備和軟件協(xié)議兼容性強(qiáng)：通過協(xié)議轉(zhuǎn)換和對(duì)象數(shù)據(jù)序列化，使得數(shù)據(jù)采集終端可以兼容各種不同的底層協(xié)議。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1是一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端結(jié)構(gòu)圖，圖2是ZigBee通信模塊數(shù)據(jù)處理流程，圖中，101.傳感計(jì)量模塊，102.FLASH存儲(chǔ)模塊，103.電源管理模塊，104.ZigBee通信模塊，105.按鍵，106.指示燈，201.數(shù)據(jù)接收，202.協(xié)議轉(zhuǎn)換，203.對(duì)象序列化，204.數(shù)據(jù)發(fā)送。具體實(shí)施方式參見附圖1，這是一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端結(jié)構(gòu)圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。它包括傳感計(jì)量模塊101，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)模塊102，電源管理模塊103，ZigBee通信模塊104，按鍵105，指示燈106。所述的傳感計(jì)量模塊101與ZigBee通信模塊104存在有線通信連接，所述的ZigBee通信模塊104與FLASH存儲(chǔ)模塊102、電源管理模塊103、按鍵105、指示燈106存在電氣連接。參見附圖2，這是ZigBee通信模塊數(shù)據(jù)處理流程。它包括數(shù)據(jù)接收201，協(xié)議轉(zhuǎn)換202，對(duì)象序列化203，數(shù)據(jù)發(fā)送204。一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端可以應(yīng)用于能源、智能家居、醫(yī)療等領(lǐng)域。下面以電能數(shù)據(jù)采集為例，進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但是本專利技術(shù)的應(yīng)用不限于示例。實(shí)施例1一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端的工作原理是：傳感計(jì)量模塊101采集智能插座、智能電表中的電能數(shù)據(jù)，并通過RS485/232有線通信將數(shù)據(jù)傳輸至ZigBee通信模塊104。ZigBee通信模塊104在接收到傳感計(jì)量模塊101發(fā)送過來的電能數(shù)據(jù)信息后，首先進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換202，按照MQTT-SN協(xié)議轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通信協(xié)議對(duì)象；然后，將電能數(shù)據(jù)信息按照Modbus標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)象序列化203；最后，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送204。ZigBee通信模塊104接收到的電能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊102中。電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，它包括傳感計(jì)量模塊、ZigBee通信模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈，所述的傳感計(jì)量模塊與ZigBee通信模塊存在有線通信連接，所述的ZigBee通信模塊與FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈存在電氣連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，它包括傳感計(jì)量模塊、ZigBee通信模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈，所述的傳感計(jì)量模塊與ZigBee通信模塊存在有線通信連接，所述的ZigBee通信模塊與FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、按鍵、指示燈存在電氣連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述的傳感計(jì)量模塊采集物聯(lián)網(wǎng)底層設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，如電表電能數(shù)據(jù)、家庭溫度/濕度數(shù)據(jù)等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述的ZigBee通信模塊與傳感計(jì)量模塊存在有線通信連接，如RS485、RS232等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述的ZigBee通信模塊在接收到傳感計(jì)量模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息后，首先進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通信協(xié)議對(duì)象，如MQTT-SN協(xié)議；然后，將數(shù)據(jù)信息按...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉世宏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：貴州蜂能科技發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州,52