[发明专利]一种基于Zigbee的传感测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感程序控制系统，特别涉及一种基于Zigbee的传感测控系统。

背景技术

目前，无纸数据记录仪、无线数据记录仪不仅实现了数据的无纸存储，还具备数据的分析和对组态软件的支持。

但上述产品不具备无线采集功能和控制功能，采样部分的模块化程度不高，也不具备便携式功能。在无线记录和控制方面，现有技术中的产品测试参数单一、功能不够强大，同时也未出现统一的标准。

发明内容

针对现有技术中无线数据记录过程中存在的上述问题，本发明综合运用无线网络技术、无纸数据记录技术、智能控制技术、低功耗电路技术等技术，有效地将传感器和智能处理相结合，提供一种基于Zigbee的传感测控系统，为传感器的网络化和智能化提供一个方案。

本发明的技术方案是：

一种基于Zigbee的传感测控系统，所述系统的网络结构采用主从式网络结构，主节点通过有线或无线网络和子节点相连接。 

进一步，所述采样节点采用通用接口。

进一步，所述子节点采用有线和无线的混合组网。

进一步，所述子节点包括采样节点、变送节点以及控制节点，分别完成信号采样、信号类型变换、采样流程控制；主节点采用嵌入操作系统的ARM处理器。

进一步，所述主节点的结构包括ARM处理器、显示屏、输入设备、U盘接口、以太网接口、Zigbee无线通讯模块、RS485通讯接口，所述液晶显示屏、键盘、U盘接口、以太网接口、Zigbee无线通讯模块、RS485通讯接口分别与ARM处理器连接，所述、Zigbee无线通讯模块与RS485通讯接口连接。

进一步，所述子节点的结构包括电池管理电路、电池、电池充电接口、模拟电路、低功耗单片机、Zigbee无线通讯模块，所述电池、电池充电接口、模拟电路、低功耗单片机、Zigbee无线通讯模块分别与电池管理电路连接，所述低功耗单片机分别与模拟电路和Zigbee无线通讯模块连接。

进一步，所述输入设备为键盘。

进一步，所述电池为锂电池。

本发明的有益效果是：

1、子节点可按功能不同分别通过有线/无线进行组网，此无线和有线的混合组网可以有效的发挥无线网和有线网的优势，例如在不利于布线的空旷空间里可以使用无线连接，而在屏蔽空间里可以使用有线连接。

2、为了能兼容大多数传感器接口，采样节点设计成通用接口，可以对电压、电流、电阻、频率等基本参量进行测量，也可直接连接测量各种热电偶、热电阻等传感器或现场总线信号，通过节点的MCU进行数学校准后转换成数字量传输给主节点。

3、为了能实现真正的无线化设计，我们将子节点设计成便携式节点（特别是采样节点），带上相关模块卡就可在有效的无线通讯范围内进行数据采集通信。

4、子节点按其实现功能可划分为采样节点、变送节点和控制节点等，这样用户可以根据实际功能需要，灵活添加不同种类的节点，有效节约了成本；主节点采用ARM处理器并嵌入操作系统，可以根据用户需要嵌入不同功能的软件产品，并可对某些功能进行裁剪。

附图说明

图1是本发明一种基于Zigbee的传感测控系统的结构示意图；

图2是本发明中主节点的结构示意图；

图3是本发明中子节点的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种基于Zigbee的传感测控系统是一个集传感、控制的无线传感网系统。该系统的网络结构采用主从式网络结构，主节点可通过有线（RS485）或无线网络（Zigbee）和子节点相连接。Zigbee具有以下特点：1、低功耗，适合电池供电；2、低成本，通讯协议简单，频段免执照；3、通讯距离100m，功率增加后可达1km，通讯速度20~250kpbs适合信号采集；4、安全可靠，采用三级安全模式。

本发明一种基于Zigbee的传感测控系统包括主节点和若干子节点，如图1所示。

主节点的结构组成如图2所示，包括ARM处理器、液晶显示屏、键盘、U盘接口、以太网接口、zigbee无线通信模块、RS485通讯接口。其中，液晶显示屏、键盘、U盘接口、以太网接口、zigbee无线通信模块、RS485通讯接口分别与ARM处理器相连接，Zigbee无线通信模块与ARM处理器和天线相连接。