一种可查询ZigBee信号强度的网关制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可查询ZigBee信号强度的网关，属于地铁深基坑监测分布式采集装置，应用于在线监测行业。它包括微处理器、网络通信电路、存储模块、电源管理电路、太阳能充电板、锂电池、ZigBee无线通信电路、ZigBee信号强度采集模块、GPRS无线数据传输模块、OLED显示模块；本实用新型专利技术解决了现场部署分布式采集采集系统时，无法测量ZigBee信号强度的问题，通过增加ZigBee信号强度采集模块，将ZigBee网络信号强度信息在网关显示，同时上传云平台，可以使现场安装过程直接查看，提高现场的安装效率和ZigBee的通信质量，保证了数据传输的可靠性，通过云平台的提前预警，可以避免数据中断，影响基坑实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种可查询ZigBee信号强度的网关
本技术涉及一种可查询ZigBee信号强度的网关，属于地铁深基坑监测分布式采集装置，应用于在线监测行业。
技术介绍
随着城市建设的发展，城市的空间资源日趋昂贵，许多工程通过向地下深层发展的方式以节约城市的空间资源。地铁基坑工程地质环境的隐蔽性与复杂多变性、施工过程中灾难事故的突发性以及对周边环境影响控制的困难性都要求地下工程施工中必须要进行实时监测。目前行业中均采用分布式采集系统对地铁基坑监测。分布式采集系统由传感器、采集节点、网关设备和云平台组成，分布式采集系统实现了全程无线部署，减少了现场布线的困难，对于地铁基坑这种复杂的施工现场非常适合。分布式采集系统采用ZigBee无线网络传输数据，ZigBee无线网络可由网管设备自动创建网络，节点可以主动加入ZigBee网络，对于现场应用十分便捷。ZigBee无线网络传输距离远，抗干扰能力强，一个地铁基坑只需要部署一个网管设备，就可以控制现场全部的采集节点。但是，ZigBee的传输距离与ZigBee信号强度相关，ZigBee信号强度满足一定要求时，才可以传输数据。ZigBee的信号强度与采集节点和网管设备部署方式相关。目前行业内只能使用第三方检测设备，检测ZigBee信号强度，只适用于安装部署时使用，对于后期运行阶段，无法做到动态监测信号强度，而且成本昂贵，使用影响现场安装效率。
技术实现思路
针对上述的问题，本技术专利目的在于提供了一种分布式采集系统网关，网关可以自动查询ZigBee网络信号强度，通过网关的OLED显示屏显示，同时，分布式系统运行后，ZigBee信号强度在云平台展示，并可以查询和预警，使现场管理人员可以动态了解ZigBee网络运行状况。本技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种可查询ZigBee信号强度的网关，它包括微处理器、网络通信电路、存储模块、电源管理电路、太阳能充电板、锂电池、ZigBee无线通信电路、ZigBee信号强度采集模块、GPRS无线数据传输模块、OLED显示模块；OLED显示模块通过I2C总线与微处理器连接；微处理器直接与网络通信电路、存储模块连接；电源管理电路由微处理器控制，为网关的各个模块提供工作电源，同时也控制太阳能充电板对锂电池的充电电流；ZigBee无线通信电路和GPRS无线数据传输模块与微处理器串口连接；OLED显示模块与微处理器通过I2C总线连接；ZigBee信号强度采集模块直接连接ZigBee无线通信电路，并通过串口连接在微处理器上。本技术实现原理：其中网络通信电路、ZigBee无线通信电路直接与微处理器连接。网络通信电路可以实现网关设备与电脑连接，用于调试网关设备。电源管理电路为网关设备的各个模块提供工作电源，网关设备由大容量锂电池供电，外接太阳能充电板为锂电池充电，可以保证网关长期在现场工作。OLED显示模块与微处理器连接。OLED显示模块工作功耗低，采用I2C接口与微处理器连接，可以显示采集数据与网关运行状态。网关设备设计有数据存储器电路和实时时钟电路，实时时钟部分由纽扣电池作为备用电源。网关设计有GPRS无线数据传输电路，当采集数据上传到网关后，通过无线传输模块将数据通过GPRS网络传输至网络服务器，减少了现场布线的工作，极大的提高了系统的适应性。ZigBee信号强度采集模块与微处理器和ZigBee无线通信电路连接，当分布式采集节点将采集数据上传，网关通过ZigBee无线通信电路接收节点上传数据，网关将采集数据显示在OLED显示屏上面，并保存数据在网关的存储模块中。网关接收数据同时，控制ZigBee信号强度采集模块读取ZigBee网络的信号强度，并将ZigBee网络信号强度值显示在OLED显示屏上面。现场部署节点时，可以通过OLED显示的ZigBee网络信号强度值调整部署位置，提高工作效率。当ZigBee网络中的每个节点都将数据上传后，网关可以获取整个ZigBee的信号强度拓扑图。运行过程中，可以根据ZigBee网络的信号强度变化，得知节点与网关的通信质量，可以帮助现场排查数据延迟和丢失的异常情况。在云平台设置ZigBee信号强度预警值，可以提前通知现场调整节点部署或增加中继节点，使ZigBee网络处于最优状态。本技术的有益效果：本技术解决了现场部署分布式采集采集系统时，无法测量ZigBee信号强度的问题，通过增加ZigBee信号强度采集模块，将ZigBee网络信号强度信息在网关显示，同时上传云平台，可以使现场安装过程直接查看，提高现场的安装效率和ZigBee的通信质量，保证了数据传输的可靠性，通过云平台的提前预警，可以避免数据中断，影响基坑实时监测。具体实施方式一种可查询ZigBee信号强度的网关，如图所示，包含几个主要部分：微处理器1、网络通信电路2、存储模块3、电源管理电路7、太阳能充电板8、锂电池9、ZigBee无线通信电路6、ZigBee信号强度采集模块10、GPRS无线数据传输模块5、OLED显示模块4组成。外置太阳能充电板8通过航插电缆与网关电源管理电路7连接，电源管理电路7直接与锂电池9连接，太阳能充电板8通过电源管理电路7为锂电池9充电，充电电流由电源管理电路7控制。电源管理电路7为网关其他模块提供工作电源。网络通信电路2、存储电路3与微处理器1通过PCB电路板布线连接，网关的网络通信电路通过网线与电脑连接，可以手动下载和上传文件。ZigBee无线通信电路6与网关连接，ZigBee模块作为协调器设备，上电后，网关ZigBee无线通信电路6创建ZigBee网络后，系统节点设备可以自动加入ZigBee网络，实现数据通信。GPRS无线数据传输模块5通过串口直接与微处理器1连接，系统采集数据后，微处理器1将数据发送至GPRS无线数据传输模块5，在通过无线网络将数据上传至云平台处理展示。OLED显示模块4通过I2C总线连接到微处理器1，OLED显示屏采用三色显示，可以显示多种信息。OLED显示屏为低功耗显示屏，使网关外接的太阳能充电板可以满足系统的耗电需求。OLED显示屏可以显示采集数据及网关运行状态。ZigBee信号强度采集模块10直接连接ZigBee无线通信电路6，并通过串口连接在微处理器1上。ZigBee信号强度采集模块10可向ZigBee模块发送数据，当网关接收到ZigBee网络节点上传数据时，ZigBee信号强度采集模块将会读取ZigBee模块的寄存器数据，获取节点上传网关时ZigBee网络的信号强度值。然后由微处理器1控制显示在OLED显示屏4，以便现场人员查看。现场部署时，ZigBee模块6使用的天线应尽量远离大面积的金属平面及地面，安装设备时，要使天线距离金属管或者金属平面至少10cm，安装位置至少离地面1米以上，并尽量减少天线之间的障碍物。然后打开分布式采集节点与网关后，可以在网关查看ZigBee的信号强度值，此时可以通过调节ZigBee模块6的天线部署位置，使ZigBee信号强度达到最优。天线部署完成后，应调节太阳能板朝向，使其可以有效的吸收光能，以保证锂电池一天内的有效充电时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可查询ZigBee信号强度的网关，其特征在于：它包括微处理器（1）、网络通信电路（2）、存储模块（3）、电源管理电路（7）、太阳能充电板（8）、锂电池（9）、ZigBee无线通信电路（6）、ZigBee信号强度采集模块（10）、GPRS无线数据传输模块（5）、OLED显示模块（4）；OLED显示模块（4）通过I2C总线与微处理器（1）连接；微处理器（1）直接与网络通信电路（2）、存储模块（3）连接；电源管理电路（7）由微处理器（1）控制，为网关的各个模块提供工作电源，同时也控制太阳能充电板（8）对锂电池（9）的充电电流；ZigBee无线通信电路（6）和GPRS无线数据传输模块（5）与微处理器（1）串口连接；OLED显示模块（4）与微处理器（1）通过I2C总线连接；ZigBee信号强度采集模块（10）直接连接ZigBee无线通信电路（6），并通过串口连接在微处理器（1）上。

【技术特征摘要】
1.一种可查询ZigBee信号强度的网关，其特征在于：它包括微处理器（1）、网络通信电路（2）、存储模块（3）、电源管理电路（7）、太阳能充电板（8）、锂电池（9）、ZigBee无线通信电路（6）、ZigBee信号强度采集模块（10）、GPRS无线数据传输模块（5）、OLED显示模块（4）；OLED显示模块（4）通过I2C总线与微处理器（1）连接；微处理器（1）直接与网络通信电路（2）、存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松，王辅宋，刘付鹏，谢镇，郝文哲，
申请(专利权)人：江西飞尚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36