[发明专利]一种Zigbee变频无线传输设备及水下监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传输设备，特别涉及一种Zigbee变频无线传输设备及水下监测系统。

背景技术

Zigbee是基于IEEE 802.15.42标准的低功耗个域网协议，2000年12月，IEEE 802无线个域网(WPAN，Wireless Personal Area Network)小组成立，致力于WPAN无线传输协议的建立。2003年12月，IEEE正式发布了该技术物理层和MAC层所采用的标准协议，即IEEE 802.15.4协议标准，作为Zigbee技术的网络层和媒体接入层的标准协议。2004年12月，Zigbee联盟在IEEE 802.15.4定义的物理层(PHY)和媒体接入层(MAC)的基础上定义了网络层和应用层，正式发布了基于IEEE 802.15.4的Zigbee标准协议。

Zigbee技术是由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦等公司在2000年10月共同提出设计研究开发的具有低成本、体积小、能量消耗小的无线通信技术。

ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中的设备可分为协调器(Coordinator)、路由器(Router)、终端节点(End Device)等三种角色。中国物联网校企联盟认为：Zigbee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。Zigbee网络是一种高可靠无线数传网络，在水文水利、智能家居、农业、医疗、商业等场所都能发挥很大的作用，它能利用相应传感器实时准确的自动化采集数据和控制数据传输，与远程监控平台建立通信，方便远程监控平台来监测和控制整个网络系统。Zigbee网络是一个由可最多可达65000个无线数传模块(俗称节点)组成的一个无线数传网络平台，各节点都被分配了固定的IP地址，每一个ZigBee网络节点之间可以相互通信，ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转其它网络节点传过来的数据。

Zigbee网络一般采用树型状和星型状来组网，因其自身工作于2.4GHz频段，相对于其它中低频段信号，具有穿透能力强，绕射能力差，气候恶劣时无线通信信号衰减大等特点，在小范围、通信短距离的室内场所能发挥重大作用，但是在户外环境下，环境变幻莫测、中远距离传输时随着网络节点数目的增加和中转次数增多，数据传输时延会大大增加，无线信号衰减会大大增大，这种情况下Zigbee自组网的特点便无法发挥出来。

并且，在一些水质监测等需要进行水下监测时，Zigbee网络的数据传输距离过近将成为一个大问题，而Zigbee自组网又是一个极其优秀的数据通信网络，另人难以取舍。

故针对上述问题，有必要设计一款新的Zigbee变频无线传输设备及水下监测系统来弥补上述缺陷。

发明内容

本发明提出一种Zigbee变频无线传输设备及应用该设备的水下监测系统，该设备将主要应用于物联网的传感节点器件上，这类传感节点的通讯特点是传输速率不高，并发数据传输的情况很少。使用本发明的结构，能解决现有技术中Zigbee自组网的传输距离过短的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：提供一种Zigbee变频无线传输设备，该Zigbee变频无线传输设备包括第一本地振荡器以及依次连接的Zigbee芯片、第一混频器、第一中频滤波器、功率放大器、LC匹配器以及中频天线，第一本地振荡器连接第一混频器。

进一步，Zigbee变频无线传输设备进一步包括射频开关，射频开关设置于LC匹配器以及中频天线之间，射频开关一端连接中频天线，另一端选择性连接LC匹配器。

进一步，Zigbee变频无线传输设备进一步包括第二本地振荡器、连接Zigbee芯片的射频滤波器、连接射频滤波器的第二混频器、连接第二混频器的低噪声放大器、连接低噪声放大器的第二中频滤波器，射频开关的另一端进一步在LC匹配器与第二中频滤波器中选择性连接，第二本地振荡器连接第二混频器，第一混频器、第一中频滤波器、功率放大器、LC匹配器、射频滤波器、第二混频器、第二本地振荡器、低噪声放大器、第二中频滤波器、射频开关以及中频天线组成变频模块。

进一步，Zigbee变频无线传输设备进一步包括连接上述各部件的电源系统。

进一步，电源系统包括依次连接的太阳能板、蓄电池以及系统电源。