專利名稱：無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息化、數(shù)字化的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了越來(lái)越多的領(lǐng)域中。ZigBee無(wú)線組網(wǎng)是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制數(shù)傳傳輸而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立，每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)人民幣以上，而每個(gè)ZigBee “基站”卻不到1000元人民幣。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。除此之夕卜，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可以在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無(wú)線連接。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括協(xié)調(diào)器和若干路由器，其中所述協(xié)調(diào)器與路由器之間和所述路由器與路由器之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述協(xié)調(diào)器控制整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，給路由器分配地址；所述路由器轉(zhuǎn)發(fā)終端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，并給由該路由器管理的路由器(即該路由器的下層路由器)分配地址。所述協(xié)調(diào)器包括無(wú)線通訊模塊、控制器和TFT，控制器連接TFT ;所述路由器除了包括所述無(wú)線通訊模塊和控制器，還包括人機(jī)交互，人機(jī)交互與控制器連接；其中，所述無(wú)線通訊模塊和控制器之間通過(guò)串口傳輸數(shù)據(jù)。所述路由器和協(xié)調(diào)器設(shè)置有485接口和USB通信接口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的安裝免去了布過(guò)多通信線纜，通過(guò)無(wú)線方式管理每一臺(tái)設(shè)備，便于安裝調(diào)試。本實(shí)用新型操控簡(jiǎn)單，構(gòu)建所需費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

圖I為本實(shí)用新型的無(wú)線組網(wǎng)原理圖；[0010]圖2為本實(shí)用新型的各模塊示意圖；圖3為本實(shí)用新型的組網(wǎng)示意圖，圖中C表示協(xié)調(diào)器，R表示路由器，每個(gè)C或R可以控制6個(gè)R。
具體實(shí)施方式
無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括協(xié)調(diào)器、若干路由器和與路由器連接的終端設(shè)備，其中所述協(xié)調(diào)器與路由器之間和所述路由器與路由器之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其組網(wǎng)原理參見(jiàn)圖I。ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有三種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)節(jié)點(diǎn)中心協(xié)調(diào)器(Coordinator)，路由器(Router),終端節(jié)點(diǎn)(End Device)。中心協(xié)調(diào)器用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)有節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，分配地址給節(jié)點(diǎn)，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)需要且僅需要一個(gè)中心協(xié)調(diào)器，不同網(wǎng)絡(luò)的PAN ID (網(wǎng)絡(luò)ID號(hào))不一樣。路由器負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)終端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，尋找最適合的路由路徑，當(dāng)有子節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，可為子節(jié)點(diǎn)分配地址，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)可能需要多個(gè)路由器。沒(méi)有管理其它路由器的路由器，即為終端節(jié)點(diǎn)。各個(gè)路由器均可連接終端設(shè)備，接收終端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，并通過(guò)廣播的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。其中終端設(shè)備可以是實(shí)驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、溫度采集裝置等。ZigBee無(wú)線通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)方式如下 I、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)顯示啟動(dòng)命令
起始碼I控制字I目標(biāo)地址I數(shù)據(jù)長(zhǎng)度I數(shù)據(jù)域I校驗(yàn)碼I結(jié)束碼0~x70 loxQl |l字節(jié) Il字節(jié) I變長(zhǎng) Il字節(jié)|θχ16需要調(diào)試，發(fā)送該命令是否需要從路由器返回。數(shù)據(jù)域是否需要發(fā)送。校驗(yàn)碼起始碼到數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)的和的低八位。2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)顯示結(jié)束命令
起始碼I控制字I目標(biāo)地址I數(shù)據(jù)長(zhǎng)度I數(shù)據(jù)域I校驗(yàn)碼I結(jié)束碼0~x70 |oxQ2 Il字節(jié) Il字節(jié) I變長(zhǎng) |l字節(jié)|θχ16該命令同上，需要驗(yàn)證。3、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制命令
起始碼I控制字I目標(biāo)地址I數(shù)據(jù)長(zhǎng)度I數(shù)據(jù)域I校驗(yàn)碼I結(jié)束碼0~x70 |oxQ3 Il字節(jié) Il字節(jié) I變長(zhǎng) Il字節(jié)|θχ16目標(biāo)地址是每個(gè)從路由器撥碼盤的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就是目標(biāo)地址。數(shù)據(jù)域是手持協(xié)調(diào)器發(fā)出開(kāi)關(guān)機(jī)的控制命令，0x99為開(kāi)命令，0x55為關(guān)命令?！臋C(jī)收到該命令后，則按照同樣的命令數(shù)據(jù)反饋回來(lái)。4、路由器巡檢命令
起始碼I控制字I目標(biāo)地址I數(shù)據(jù)長(zhǎng)度I數(shù)據(jù)域I校驗(yàn)碼I結(jié)束碼0~x70 |oxQ4 Il 字節(jié) Il 字節(jié) I— Il 字節(jié) |θχ16目標(biāo)地址是每個(gè)從路由器撥碼盤的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就是目標(biāo)地址。數(shù)據(jù)域看是否可以不發(fā)送，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x00。一旦從機(jī)收到該命令后，則按照從機(jī)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)反饋回來(lái)。上述從機(jī)為路由器控制的下層路由器，如圖3所示的R所連接的R。參見(jiàn)圖2，上述協(xié)調(diào)器包括無(wú)線通訊模塊、控制器和TFT(2. 8寸彩屏顯示)，控制器連接TFT ;上述路由器除了包括所述無(wú)線通訊模塊和控制器，還包括人機(jī)交互，人機(jī)交互與控制器連接；其中，所述無(wú)線通訊模塊和控制器之間通過(guò)串口傳輸數(shù)據(jù)。控制器采用意法半導(dǎo)體的32位處理器STM32F103VXT，MCU控制器與AT45DB161B芯片連接實(shí)現(xiàn)掉電保存功能。人機(jī)交互采用64*16點(diǎn)陣屏。手持協(xié)調(diào)器還具有如下特點(diǎn)便于管理者管理每一臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。獨(dú)立的無(wú)線組網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)加以區(qū)分。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)通過(guò)儀表中“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹眴?dòng)，連接電腦，通過(guò)上位機(jī)提供的軟件觀看(即通過(guò)協(xié)調(diào)器的485接口或USB通信接口連接計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)觀看組網(wǎng)連接)。配上數(shù)據(jù)分析儀，可以實(shí)現(xiàn)空中無(wú)線數(shù)據(jù)抓包，分析每一臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)。無(wú)線工作頻率在2460MHz。整個(gè)系統(tǒng)的安裝免去了布過(guò)多通信線纜，通過(guò)無(wú)線管理每臺(tái)設(shè)備，便于安裝調(diào)試。采用2. 8寸TFT真彩觸摸屏加撥輪開(kāi)關(guān)，用戶可以通過(guò)觸摸屏或者撥輪開(kāi)關(guān)操作儀表。協(xié)調(diào)器帶有電源控制，溫度采集，在線檢測(cè)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D顯示功能。路由器具有的特點(diǎn)如下采用64*16點(diǎn)陣屏顯示終端設(shè)備編號(hào)，網(wǎng)絡(luò)ID號(hào) ，廠家信息，實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源工作狀態(tài)，作為路由器的人機(jī)交互。各個(gè)裝置帶有溫度采集系統(tǒng)，采集實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)時(shí)溫度。一個(gè)手持協(xié)調(diào)器可以統(tǒng)一控制若干路由器，也可以單獨(dú)控制每一臺(tái)路由器。各個(gè)路由器之間不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)互相干擾。路由器余留有485接口和USB通信接口。若組網(wǎng)中的某一路由器未工作，其下層的路由器會(huì)自動(dòng)尋找臨近的路由器連接，不會(huì)影響組網(wǎng)的正常工作和數(shù)據(jù)的傳輸。
權(quán)利要求1.無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括協(xié)調(diào)器和若干路由器、其中所述協(xié)調(diào)器與路由器之間和所述路由器與路由器之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 所述協(xié)調(diào)器控制整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，給路由器分配地址； 所述路由器轉(zhuǎn)發(fā)終端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，并給由該路由器管理的路由器分配地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)調(diào)器包括無(wú)線通訊模塊、控制器和TFT，控制器連接TFT ;所述路由器除了包括所述無(wú)線通訊模塊和控制器，還包括人機(jī)交互，人機(jī)交互與控制器連接；其中，所述無(wú)線通訊模塊和控制器之間通過(guò)串口傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述無(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述路由器和協(xié)調(diào)器設(shè)置有485接口和USB通信接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線組網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括協(xié)調(diào)器和若干路由器，其中協(xié)調(diào)器與路由器之間和所述路由器與路由器之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；協(xié)調(diào)器控制整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，為路由器分配地址；路由器轉(zhuǎn)發(fā)終端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，為該路由器管理的路由器分配地址。本實(shí)用新型通過(guò)無(wú)線方式管理每一臺(tái)設(shè)備，便于安裝調(diào)試，操控簡(jiǎn)單，構(gòu)建所需費(fèi)用低。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202677604SQ20122033680
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者汪帆, 楊武彬 申請(qǐng)人:重慶東電通信技術(shù)有限公司