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一种基于ZigBee通信的数据采集系统技术方案

技术编号:15695704 阅读:278 留言:0更新日期:2017-06-24 11:13
本发明专利技术涉及一种基于ZigBee通信的数据采集系统及系统,包括服务器、多个中转装置和多个采集终端。各采集终端在上传数据时,会在多个中转装置中随机选择一个传输,降低了数据阻塞的情况。本发明专利技术所提出的系统应答机制可以解决当某个中转装置出现故障时,自动调整至其他通道,避免了因通道故障而造成数据丢失的情况,提高了通信系统的稳定性和健壮性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee通信的数据采集系统
本专利技术涉及一种基于ZigBee通信的数据采集系统。
技术介绍
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。ZigBee技术的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee技术采用动态路由的方式组织网络。动态路由是指网络中数据传输的路径并不是预先设定的,而是传输数据前,通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索,分析它们的位置关系以及远近,然后选择其中的一条路径进行数据传输。路径的选择可以使用“梯度法”,即先选择路径最近的一条通道进行传输,如传不通,再使用另外一条稍远一点的通路进行传输,以此类推,直到数据送达目的地为止。在实际工业现场,预先确定的传输路径随时都可能发生变化,或者因各种原因路径被中断了,或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状拓扑结构,就可以很好解决这个问题,从而保证数据的可靠传输。经检索发现,中国技术专利CN202600943U公开了一种基于ZigBee技术的数据采集系统,主要由数据采集终端和数据处理终端组成,数据处理终端主要由ZigBee无线接收模块及数据管理中心电脑组成,数据采集终端通过ZigBee无线网络与数据处理终端相连。实现通过ZigBee无线网络进行数据采集。现有ZigBee数据采集系统存在的问题是:系统采集的数据通常都是经协调器中转输出,当采集数据量较大时,这种单通道输出容易造成数据阻塞。此外在通道出现异常时,数据传输将直接被中断,容易造成数据的丢失。如果可以构建一种多通道的,并能够自动调整通道的ZigBee数据采集系统,将可以解决上述问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述不足,本专利技术提出了一种基于ZigBee通信的数据采集系统。本专利技术提出的基于ZigBee通信的数据采集系统,其特征在于:包括服务器、多个中转装置和多个采集终端;所述服务器用于存储各个采集终端采集的数据;所述采集终端具有微控制器、采集模块和ZigBee模块;所述微控制器控制所述采集模块进行采集数据,并通过ZigBee模块经ZigBee网络将采集数据上传;所述中转装置包括微控制器、ZigBee模块和以太网模块;所述中转装置的微控制器控制所述ZigBee模块从ZigBee网络获取采集终端上传的采集数据,并将采集数据由以太网模块经局域网送至服务器;每个中转装置可以建立采集终端到服务器的一个数据传输通道。所述数据采集系统的数据采集方法如下:步骤一、所述采集终端在上电时,以群发方式向ZigBee网络内的中转装置发送通道请求信息;步骤二、所述中转装置在上电时或接收到通道请求信息时,以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息;步骤三、所述采集终端在运行时,实时检测所述通道邀请信息;如果出现新的通道邀请信息,则将发送该通道邀请信息的中转装置的ZigBee网络节点地址存入采集终端内部的开放通道地址表中;步骤四、所述采集终端在上传采集数据时,从所述开放通道地址表中随机选择一个ZigBee网络节点地址作为上传数据的接收端地址,并以点对点的传输方式将采集数据上传至对应的中转装置;步骤五、所述中转装置在接收到采集终端上传的采集数据后,再通过所述以太网模块将采集数据经以太网送至服务器保存,并以点对点的传输方式回送应答信息;步骤六、如果所述采集终端上传数据后在设定回复时间内收到应答信息,则本次数据上传成功,否则认定接收该数据的中转装置异常,将该中转装置的ZigBee网络节点地址从开放通道地址表删除,并转至步骤四,直至数据上传成功;步骤七、如果所述中转装置在设定采集时间内未收到任何采集数据,则以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息。本专利技术还具有如下进一步的特征:1、所述步骤六中,如果所述采集终端上传数据后在设定回复时间内未收到应答信息,则采集终端进行二次重发;如果二次重发后在设定回复时间内仍未收到应答信息,则认定接收该数据的中转装置异常,并将该中转装置的ZigBee网络节点地址从开放通道地址表删除。2、所述步骤五中,中转装置在接收到采集终端上传的采集数据后,通过以太网模块将采集数据经以太网送至服务器保存并应答后,再以点对点的传输方式回送采集终端应答信息。3、所述中转装置ZigBee网络节点地址为ZigBee模块的短地址。现有技术中,基于ZigBee通信的数据采集系统的中转装置只有一个。本专利技术所提出的数据采集系统中设有多个中转装置。各采集终端在上传数据时,会在多个中转装置中随机选择一个传输,降低了数据阻塞的情况。本专利技术所提出的系统应答机制可以解决当某个中转装置出现故障时,自动调整至其他通道,避免了因通道故障而造成数据丢失的情况,提高了通信系统的稳定性和健壮性。附图说明图1为本专利技术基于ZigBee通信的数据采集系统架构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提出的基于ZigBee通信的数据采集系统,包括服务器、多个中转装置和多个采集终端。采集终端获取外部数据,经Zigbee网络,将数据传输至中转装置,中转装置再接入局域网络,将数据送至服务器保存。每个中转装置可以建立一个独立的传输数据通道。为了能够实现采集数据自动选择中转装置传输,系统采用以下工作方式。新增采集终端情况第1步:新增采集终端在上电时,以群发方式向ZigBee网络内的中转装置发送通道请求信息,即新节点请求信息。第2步:中转装置在接收到新节点请求信息时,以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息,即新通道邀请信息。第3步:采集终端实时检测所述通道邀请信息;如果出现新的通道邀请信息,则更新终端内部的开放通道地址表。第4步:采集终端在上传采集数据时,从开放通道地址表中随机选择一个作为上传数据的接收端地址,并以点对点的传输方式将采集数据上传至对应的中转装置。第5步:中转装置在接收到采集终端上传的采集数据后,再通过以太网模块将采集数据经以太网送至服务器保存,并以点对点的传输方式回送应答信息;第6步:采集终端上传数据后在设定回复时间内收到应答信息,则本次数据上传成功。新增中转装置情况第1步:新增中转装置在上电时,以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息,即新通道邀请信息。第2步:采集终端实时检测所述通道邀请信息,将新增的通道邀请信息加入采集终端内部的开放通道地址表中。第3步:采集终端在上传采集数据时,从开放通道地址表中随机选择一个作为上传数据的接收端地址,并以点对点的传输方式将采集数据上传至对应的中转装置。第4步:中转装置在接收到采集终端上传的采集数据后,再通过以太网模块将采集数据经以太网送至服务器保存,并以点对点的传输方式回送应答信息;第5步:采集终端上传数据后在设定回复时间内收到应答信息,则本次数据上传成功。中转装置故障情况当某个中转装置故障时,经该通道传输数据的采集终端将在设定回复时间内收不到应答信息,此时采集终端将该中转装置的ZigBee网络节点地址从开放通道地址表删除。然后从更新后的开放通道地址表中随机选择一个作为上传数据本文档来自技高网
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一种基于ZigBee通信的数据采集系统

【技术保护点】
一种基于ZigBee通信的数据采集系统,其特征在于:包括服务器、多个中转装置和多个采集终端;所述服务器用于存储各个采集终端采集的数据;所述采集终端具有微控制器、采集模块和ZigBee模块;所述微控制器控制所述采集模块进行采集数据,并通过ZigBee模块经ZigBee网络将采集数据上传;所述中转装置包括微控制器、ZigBee模块和以太网模块;所述中转装置的微控制器控制所述ZigBee模块从ZigBee网络获取采集终端上传的采集数据,并将采集数据由以太网模块经局域网送至服务器;每个中转装置可以建立采集终端到服务器的一个数据传输通道;所述数据采集系统的数据采集方法如下:步骤一、所述采集终端在上电时,以群发方式向ZigBee网络内的中转装置发送通道请求信息;步骤二、所述中转装置在上电时或接收到通道请求信息时,以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息;步骤三、所述采集终端在运行时,实时检测所述通道邀请信息;如果出现新的通道邀请信息,则将发送该通道邀请信息的中转装置ZigBee网络节点地址存入采集终端内部的开放通道地址表中;步骤四、所述采集终端在上传采集数据时,从所述开放通道地址表中随机选择一个ZigBee网络节点地址作为上传数据的接收端地址,并以点对点的传输方式将采集数据上传至对应的中转装置;步骤五、所述中转装置在接收到采集终端上传的采集数据后,通过所述以太网模块将采集数据经以太网送至服务器保存,再以点对点的传输方式回送采集终端应答信息;步骤六、如果所述采集终端上传数据后在设定回复时间内收到应答信息,则本次数据上传成功,否则认定接收该数据的中转装置异常,并将该中转装置的ZigBee网络节点地址从开放通道地址表删除,并转至步骤四,直至数据上传成功;步骤七、如果所述中转装置在设定采集时间内未收到任何采集数据,则以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee通信的数据采集系统,其特征在于:包括服务器、多个中转装置和多个采集终端;所述服务器用于存储各个采集终端采集的数据;所述采集终端具有微控制器、采集模块和ZigBee模块;所述微控制器控制所述采集模块进行采集数据,并通过ZigBee模块经ZigBee网络将采集数据上传;所述中转装置包括微控制器、ZigBee模块和以太网模块;所述中转装置的微控制器控制所述ZigBee模块从ZigBee网络获取采集终端上传的采集数据,并将采集数据由以太网模块经局域网送至服务器;每个中转装置可以建立采集终端到服务器的一个数据传输通道;所述数据采集系统的数据采集方法如下:步骤一、所述采集终端在上电时,以群发方式向ZigBee网络内的中转装置发送通道请求信息;步骤二、所述中转装置在上电时或接收到通道请求信息时,以群发方式向ZigBee网络内的采集终端发送通道邀请信息;步骤三、所述采集终端在运行时,实时检测所述通道邀请信息;如果出现新的通道邀请信息,则将发送该通道邀请信息的中转装置ZigBee网络节点地址存入采集终端内部的开放通道地址表中;步骤四、所述采集终端在上传采集数据时,从所述开放通道地址表中随机选择一个ZigBee网络节点地址作为上传数据的接收端地址,并以点对点的传输方式将采集数据上传至对...

【专利技术属性】
技术研发人员:许鹏沈晓燕王美玉许林祥蔡燕杨永杰虞俊宇顾国良羌浩南朱锋朱建雄
申请(专利权)人:南通大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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