[发明专利]一种支持ZigBee设备通讯的适配器应用系统

说明书

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其是涉及一种支持Zigbee设备通讯的适配器应用系统。

背景技术

作为小范围内设备通信的最新的无线联网技术,zigBee技术近年逐渐盛行。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术,在工业领域、家庭智能化、医疗等方面,ZigBee技术与传感器技术得到了广泛应用。

ZigBee具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等优点的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的,有关组网,安全和应用软件方面的技术标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术,ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点,而几个协调器则可形成一个网络,对路由传输的数目没有限制。zigBee联盟还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获取。

ZigBee协议由物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、网络层(wK),应用层(APL)及安全服务提供层(ssP)五块内容组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制定,IEEE802.15.4负责物理层和链路层标准。zighee技术的出现弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺,其成功的关键在于丰富而便捷的应用,而不是技术本身。随着正式版本协议的公布,更多的注意力和研发力量将转到应用的设计和实现、互联互通测试和市场推广等方面。它不仅打开了大量新应用之门,而且还能给许多现有的应用增加新的价值。由于通过Zighee各种非常简单的器件就能够实现联网,作为一个全球标准,为将来实现无所不在的无线网络创造了条件。

ZigBee技术是一种新兴的短距离无线传感器网络通信技术。ZigBee技术以其短距离、低速率、低功耗等优点而被广泛应用于环境监测、智能家居、汽车电子及工业控制等数据呈较小、传输速率要求不高的场合川.相对于其它无线传感器网络通信协议，ZigBee协议有其独特的技术优势。由于片上系统(SoC)的出现，更降低了ZigBee技术应用开发的难度，但以往设计的ZigBee节点的处理器模块多数采用TI公司的第一代产品(如CC2430,CC2420,CC2530等)，因此，通信距离较短且可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种支持Zigbee设备通讯的适配器应用系统，提高通信可靠性的同时实现Zigbee无线局域网的广泛应用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种支持Zigbee设备通讯的适配器应用系统，包括至少一个底层控制器、与所述底层控制器一一对应并信号连接的Zigbee适配器和与所述Zigbee适配器通信连接的Zigbee智能网关；

所述底层控制器安装在底层运行设备上，控制底层运行设备的工作状态；

所述Zigbee适配器包括处理器模块、RF前端模块和电源管理模块，所述处理器模块上设有与所述底层控制器通信连接的通信接口，该处理器模块接收底层控制器输出的底层运行设备运行状态数据信号并进行分析处理，所述RF前端模块与所述处理器模块通信连接，该RF前端模块接收处理器模块分析处理后的底层运行设备运行状态数据，并将该数据调制解调成Zigbee无线信号发送，所述电源管理模块为所述处理器模块和RF前端模块提供电源；

所述Zigbee智能网关包括依次信号连接的RF射频模块、工业计算机主板、以太网模块和为所述RF射频模块、工业计算机主板、以太网模块提供电源的网关电源管理模块，所述RF射频模块接收素数RF前端模块发送的Zigbee无线信号并将信号调制解调后输送至工业计算机主板内分析处理，工业计算机主板通过以太网模块接入互联网。

进一步的，所述底层控制器包括家用电器的控制器，作为优选包括电视、电脑、洗衣机、热水器、空调、冰箱和电锅的控制器，这些家用电器的控制器分别与一Zigbee适配器信号连接。