專利名稱：基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種網(wǎng)關裝置，特別是涉及一種基于無線自組網(wǎng)通信的ZigBee 技術，能夠實現(xiàn)無線局域網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)格式轉換和數(shù)據(jù)轉發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)
關裝置。
背景技術：
隨著無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術的研究和開發(fā)取得了日新月異的進步，被 廣泛應用于人類生活的各個領域。物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設備，以約定的協(xié)議，把物品與互 聯(lián)網(wǎng)相連接進行信息的交流和通信，實現(xiàn)職能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。無線通信網(wǎng)關裝置在物聯(lián)網(wǎng)的通訊結構中發(fā)揮著非常重要的作用。分散安裝的信 息傳感設備由于受到自身硬件條件和環(huán)境中基礎設施等條件的限制，無法直接與傳統(tǒng)網(wǎng)絡 相連接。無線通信網(wǎng)關裝置一方面以無線的方式與信息傳感設備相連，另一方面以有線或 無線的方式與傳統(tǒng)網(wǎng)絡，如以太網(wǎng)、GPRS網(wǎng)等相連，能夠訪問遠程的服務器和終端主機，實 現(xiàn)網(wǎng)絡的協(xié)議轉換和數(shù)據(jù)轉發(fā)，使具有不同網(wǎng)絡協(xié)議、不同軟硬件環(huán)境的兩個系統(tǒng)之間實 現(xiàn)通信?，F(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置的缺陷在于(1)現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置通常是基于藍牙或者Wi-Fi技術，無線通信網(wǎng)關與 終端節(jié)點的通信距離較短，無法滿足中長距離通信。(2)現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置用于實現(xiàn)以太網(wǎng)與局域網(wǎng)絡互通的網(wǎng)關設備必須放 置在控制室內，以有線的方式與以太網(wǎng)連接，不能適應野外無以太網(wǎng)絡連接的環(huán)境。(3)現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置的多個無線通信網(wǎng)關之間通常無硬件連接，限制了 整個系統(tǒng)的擴展能力。(4)現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置將所有的模塊集中在同一張板卡上，當其中某一部 分出現(xiàn)故障時，需要更換整個無線通信網(wǎng)關裝置，造成了維護成本的增加。(5)現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)關裝置一般采用8位或16位的處理器，其存儲器的存儲量 一般為1 2M，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，上述無線通信網(wǎng)關裝置已遠遠不能滿足用戶對無 線通信網(wǎng)關的要求。
實用新型內容針對以上問題，本實用新型旨在提供一種可以與多個終端節(jié)點進行無線組網(wǎng)及數(shù) 據(jù)交換，通過TCP/IP網(wǎng)絡接口與以太網(wǎng)通信，通過GPRS模塊與GPRS網(wǎng)絡通信，通過RS485 接口與其他硬件設備通信，并能實現(xiàn)無線局域網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)格式轉換和數(shù)據(jù)轉發(fā) 的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置。本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的技術方案如下本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置包括位于板卡底板上的 電源模塊、RS485模塊和TCP/IP網(wǎng)絡模塊，位于板卡核心板上的中央處理模塊、FLASH擴展存儲模塊和實時時鐘模塊，以獨立板卡形式存在的無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏 模塊；所述的無線通信模塊將接收到的信息傳輸給中央處理模塊，所述的中央處理模塊將 接收到的信息存儲在FLASH擴展存儲模塊中，所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處 理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連或者通過RS485模塊與主機相連；所述的實時時鐘 模塊用于為所述的網(wǎng)關裝置提供秒、分、時、日、月、年的信息；所述的LCD液晶顯示模塊用 于顯示信息；所述的電源模塊為所述的RS485模塊、TCP/IP模塊、中央處理模塊、FLASH擴 展存儲模塊、實時時鐘模塊、無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏模塊供電。進一步地，所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處理，并將處理后的信息與 傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連的方式為1)通過所述的TCP/IP網(wǎng)絡模塊與以太網(wǎng)相連；和/或2)通過所述的GPRS模塊與GPRS網(wǎng)絡相連；和/或3)通過所述的RS485模塊與其他硬件設備實現(xiàn)網(wǎng)絡相連。進一步地，所述的無線通信模塊包括射頻天線、CC2430芯片和CC2591芯片。進一步地，所述的中央處理模塊采用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器。進一步地，所述的FLASH擴展存儲模塊的存儲量是16M。進一步地，所述的實時時鐘模塊采用RX8025芯片。進一步地，所述的IXD觸摸屏模塊采用TFT真彩色液晶觸摸顯示屏。更進一步地，所述的TFT真彩色液晶觸摸顯示屏內部集成高速工業(yè)ARM7CPU。更進一步地，所述的TFT真彩色液晶觸摸顯示屏提供RS232接口、RS485串行接口 和打印機并行接口。進一步地，所述的電源模塊提供12V電源接口、LM2596芯片和REGl 117-3. 3芯片。本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的有益效果在于(1)本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置支持ZigBee網(wǎng)絡協(xié) 議，可以直接與外部多個終端節(jié)點實現(xiàn)無線通信、構建Mesh ZigBee網(wǎng)絡，不僅能上傳所述 的終端節(jié)點采集的信息，而且能對所述的終端節(jié)點進行遠程控制；同時，能夠適應野外無以 太網(wǎng)絡連接的環(huán)境。(2)本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的各模塊分別位于 多個板卡上，當某個模塊出現(xiàn)故障時，只需要對其所位于的板卡進行維修即可，節(jié)約了維護 成本。(3)本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的中央處理模塊采 用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器，其是基于32位的ARMCortex_M3的控制器， 并且，所述的FLASH擴展存儲模塊的存儲量是16M，能夠滿足用戶對無線通信網(wǎng)關的要求。(4)本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置可以通過RS485接口 與其他硬件設備通信，增強了整個系統(tǒng)的擴展能力。(5)本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置可以實現(xiàn)雙向傳送 數(shù)據(jù)和控制命令，不僅可以從終端節(jié)點傳出信息設備采集信息，而且可以將中央處理模塊 的控制命令傳送到終端節(jié)點的控制設備。
圖1是本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置的結構框圖；圖2是本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 的拓撲示意圖；其中，1、信息傳感設備，2、控制設備，3、終端節(jié)點，4、ZigBee無線網(wǎng)絡，5、網(wǎng)關裝 置，6、以太網(wǎng)，7、GPRS網(wǎng)絡，8、其他硬件設備，9、主機。
具體實施方式
為了進一步說明本實用新型的技術方案，結合附圖對本實用新型進行說明如下參見附圖1，基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置包括位于板卡底板上的 電源模塊、RS485模塊和TCP/IP網(wǎng)絡模塊，位于板卡核心板上的中央處理模塊、FLASH擴展 存儲模塊和實時時鐘模塊，以獨立板卡形式存在的無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏 模塊；所述的無線通信模塊將接收到的信息傳輸給中央處理模塊，所述的中央處理模塊將 接收到的信息存儲在FLASH擴展存儲模塊中，所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處 理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連或者通過RS485模塊與主機相連；所述的實時時鐘 模塊用于為所述的網(wǎng)關裝置提供秒、分、時、日、月、年的信息；所述的LCD液晶顯示模塊用 于顯示信息；所述的電源模塊為所述的RS485模塊、TCP/IP模塊、中央處理模塊、FLASH擴 展存儲模塊、實時時鐘模塊、無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏模塊供電。所述的無線 通信模塊包括射頻天線、CC2430芯片和CC2591芯片；所述的中央處理模塊采用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器；所述的FLASH擴展存儲模塊的存儲量是16M ；所述的實時 時鐘模塊采用RX8025芯片；所述的LCD觸摸屏模塊采用TFT真彩色液晶觸摸顯示屏；所述 的TFT真彩色液晶觸摸顯示屏內部集成高速工業(yè)ARM7CPU ；所述的TFT真彩色液晶觸摸顯 示屏提供RS232接口、RS485串行接口和打印機并行接口 ；所述的電源模塊提供12V電源接 口、LM2596 芯片和 REGl 117-3. 3 芯片。參見附圖2，應用本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置時，所 述的網(wǎng)關裝置5安裝在不同物品和環(huán)境中的終端節(jié)點3上的信息傳感設備1實時采集信 息，并將這些信息篩選、量化后，以約定的格式存儲在終端節(jié)點3中，終端節(jié)點3以自動定時 的方式、被動查詢的方式或實時發(fā)送的方式將存儲的信息通過ZigBee無線網(wǎng)絡4發(fā)送給 網(wǎng)關裝置5，用戶也可以通過網(wǎng)關裝置5將控制命令發(fā)送給終端節(jié)點，實現(xiàn)對終端節(jié)點3上 的控制設備2的遠程控制。本實用新型基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置5中 所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連的方式 為1)通過TCP/IP網(wǎng)絡模塊與以太網(wǎng)6相連；和/或2)通過GPRS模塊與GPRS網(wǎng)絡7相 連；和/或3)通過RS485模塊與其他硬件設備8實現(xiàn)網(wǎng)絡相連，或者通過RS485模塊與主 機9相連，直接監(jiān)控各個終端節(jié)點。此外，網(wǎng)關裝置5的通信狀態(tài)和終端節(jié)點3的信息通過 IXD觸摸屏實時顯示。
權利要求基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于包括位于板卡底板上的電源模塊、RS485模塊和TCP/IP網(wǎng)絡模塊，位于板卡核心板上的中央處理模塊、FLASH擴展存儲模塊和實時時鐘模塊，以獨立板卡形式存在的無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏模塊；所述的無線通信模塊將接收到的信息傳輸給中央處理模塊，所述的中央處理模塊將接收到的信息存儲在FLASH擴展存儲模塊中，所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連或者通過RS485模塊與主機相連；所述的實時時鐘模塊用于為所述的網(wǎng)關裝置提供秒、分、時、日、月、年的信息；所述的LCD液晶顯示模塊用于顯示信息；所述的電源模塊為所述的RS485模塊、TCP/IP模塊、中央處理模塊、FLASH擴展存儲模塊、實時時鐘模塊、無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏模塊供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的中央處理模塊對接收到的信息進行處理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連的方式 為1)通過所述的TCP/IP網(wǎng)絡模塊與以太網(wǎng)相連；和/或2)通過所述的GPRS模塊與GPRS網(wǎng)絡相連；和/或3)通過所述的RS485模塊與其他硬件設備實現(xiàn)網(wǎng)絡相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的無線通信模塊包括射頻天線、CC2430芯片和CC2591芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的中央處理模塊采用LuminaryMicro公司的LM3S8938位控制器。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的FLASH擴展存儲模塊的存儲量是16M。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的實時時鐘模塊采用RX8025芯片。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的LCD觸摸屏模塊采用TFT真彩色液晶觸摸顯示屏。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的TFT真彩色液晶觸摸顯示屏內部集成高速工業(yè)ARM7CPU。
9.根據(jù)權利要求7所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的TFT真彩色液晶觸摸顯示屏提供RS232接口、RS485串行接口和打印機并行接口。
10.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，其特征在于 所述的電源模塊提供12V電源接口、LM2596芯片和REGl 117-3. 3芯片。專利摘要本實用新型公開了基于ZigBee技術的物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)關裝置，包括電源模塊、RS485模塊、TCP/IP網(wǎng)絡模塊、中央處理模塊、FLASH擴展存儲模塊、實時時鐘模塊，無線通信模塊、GPRS模塊和LCD觸摸屏模塊；無線通信模塊將接收到的信息傳輸給中央處理模塊，中央處理模塊將接收到的信息存儲在FLASH擴展存儲模塊中，中央處理模塊對接收到的信息進行處理，并將處理后的信息與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相連或者通過RS485模塊與主機相連；實時時鐘模塊用于為網(wǎng)關裝置提供秒、分、時、日、月、年信息；LCD液晶顯示模塊用于顯示信息；電源模塊為其他模塊供電。所述網(wǎng)關裝置基于無線自組網(wǎng)通信的ZigBee技術，能夠實現(xiàn)無線局域網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)格式轉換和數(shù)據(jù)轉發(fā)。
文檔編號H04W88/16GK201726537SQ20102028943
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權日2010年8月12日
發(fā)明者張云, 張濤, 楊丁 申請人:北京中能普瑞技術有限公司