本发明专利技术公开了一种基于NB‑IoT与ZigBee的无线网关及其应用，网关包括MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB‑IoT模组和电源模块；ZigBee无线收发模组用于与外部的ZigBee设备进行交互通信并获取ZigBee设备的ZigBee网络信息；NB‑IoT模组用于进行数据交互；MCU处理模块与ZigBee无线收发模组、NB‑IoT模组通信连接。本发明专利技术相较于现有技术，采用ZigBee技术，具有低功耗、低成本等优点；NB‑IOT模组与ZigBee无线收发模组，实现了局域网无线和远距离无线的结合，实现大范围无线数据监测，可广泛应用于生活、工业生产中。
A Wireless Gateway Based on NB-IoT and ZigBee and Its Application
【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关及其应用
本专利技术属于无线网关
，具体涉及一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关及其应用。
技术介绍
无线传感网络是一种面向任务的无线自组织网络系统，通常有若干数据汇聚节点构成。目前，常用的用于无线组网的技术包括：ZigBee、WiFi、Bluetooth等短距离通信技术，以及目前刚刚兴起的NB-IoT等广域网通信技术。不同的无线通信技术各具优势也同事具有使用中的局限性。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。ZigBee采用IEEE802.15.4标准，工作于2.4GHZ。具有自动寻找中继、自组网的特点，适合节点密集场合。NB-IoT采用超窄带、重复传输和精简网络协议等设计，以牺牲一定速率、时延和移动性能，获得面向物联网的承载能力。NB-IoT相比于其他窄带物联网技术，在覆盖、功耗、成本和连接数等方面都有显著优势。随着NB-IoT的提出，一系列物联网问题得到解决。然而，由于各种无线通信技术不同标准的终端不能互联，致使传统无线通信技术形成的自组网不能与NB-IoT进行通信。为解决上述问题，迫切需要一种适应复杂的物联网环境的基于NB-IoT与ZigBee的无线网关及其应用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关及其应用。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关，网关包括MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组和电源模块；电源模块为MCU处理模块供电；串口模块提供无线或有线通信模块接口；ZigBee无线收发模组包括ZigBee模块、ZigBee射频收发电路和ZigBee天线，用于与外部的ZigBee设备进行交互通信并获取ZigBee设备的ZigBee网络信息；NB-IoT模组包括NB-IoT模块、NB-IoT射频收发电路和NB-IoT天线，用于进行数据交互；MCU处理模块与ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组通信连接。本专利技术相较于现有技术，采用ZigBee技术，具有低功耗、低成本等优点；NB-IOT模组与ZigBee无线收发模组，实现了局域网无线和远距离无线的结合，实现大范围无线数据监测，可广泛应用于生活、工业生产中。作为优选的方案，上述的ZigBee模块为CC2530模组，CC2530模组定义第十、三十九、二十一、二十四、二十七、二十八、二十九、三十一引脚接0.1uf的滤波电容，用1个32MHZ的石英晶振和两个27pf的电容构成一个32MHZ的晶振电路，用一个32.768khz的晶振与两个15pf电容构成一个32.768khz的电路，系统采用3.3V供电；ZigBee模块具有16个无线频道，每个频道可再分割为1000个网络，透传模块支持9600～115200波特率。作为优选的方案，上述的NB-IoT模组通过运营商基站接入通信网络，NB-IoT模组采用LTE网络，NB-IoT模块为BC95模块。采用上述优选的方案，NB-IoT模块为基于华为海思芯片的解决方案，具有低成本、低功耗、广覆盖和大连接等优点。NB-IoT模块可直接采用LTE网络，利用现有技术和基站，网络部署成本低、设备成本低。PSM（节能技术）和eDRX（扩展不连续接收）是NB-IoT模块延长电池寿命的两大核心技术，在待机模式下功耗可低至6μA，极大地延长了设备续航时间。在同样的频段下，NB-IoT模块的覆盖能力将比现有网络增益强20dB，使信号能够穿透墙壁或地板，覆盖更深的室内场合。理想情况下，NB-IoT模块每个扇区可连接约50000+设备，可满足大连接需求。作为优选的方案，上述的MCU处理模块为基于ARMCortex-M3内核的STM32F103系列，最大时钟频率为72MHz。采用上述优选的方案，MCU处理模块具有低功耗、高性能等优点。作为优选的方案，上述的串口模块为RS232接口。采用上述优选的方案，串口模块为通用RS232接口，便于兼容市面上大多数传感器终端接口，具有高可靠性、高稳定性等优点。作为优选的方案，本专利技术还提供一种基于NB-IoT与ZigBee无线网关的路灯，路灯包括北斗卫星定位模块、湿度传感器、光照传感器、PM2.5传感器、MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组和电源模块；北斗卫星定位模块用于定位路灯所在地的经纬度信息；湿度传感器、光照传感器和PM2.5传感器的输出端分别与MCU处理模块的输入端通信连接，若湿度传感器和/或光照传感器和/或PM2.5传感器的检测值达到预设值，MCU处理模块启动路灯。其中，上述的电源模块包括市电电源、太阳能电源、风能电源中的一种或多种。另外，还设有LED提示牌，LED提示牌的输入端与MCU处理器的输出端通信连接。采用上述优选的方案，湿度传感器、光照传感器和PM2.5传感器组合，可在大雾天气启动路灯，方便照明，避免产生交通事故。附图说明图1为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术中ZigBee模块的电路图。图3为本专利技术中NB-IoT模块的电路图。图4为本专利技术中MCU处理模块的电路图。图5为本专利技术中串口模块的电路图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施方式。为了达到本专利技术的目的，如图1所示，在本专利技术的其中一种实施方式中提供一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关，网关包括MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组和电源模块；电源模块为MCU处理模块供电；串口模块提供无线或有线通信模块接口；ZigBee无线收发模组包括ZigBee模块、ZigBee射频收发电路和ZigBee天线，用于与外部的ZigBee设备进行交互通信并获取ZigBee设备的ZigBee网络信息；NB-IoT模组包括NB-IoT模块、NB-IoT射频收发电路和NB-IoT天线，用于进行数据交互；MCU处理模块与ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组通信连接。本实施方式相较于现有技术，采用ZigBee技术，具有低功耗、低成本等优点；NB-IOT模组与ZigBee无线收发模组，实现了局域网无线和远距离无线的结合，实现大范围无线数据监测，可广泛应用于生活、工业生产中。如图2所示，为了进一步地优化本专利技术的实施效果，在本专利技术的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的ZigBee模块为CC2530模组，CC2530模组定义第十、三十九、二十一、二十四、二十七、二十八、二十九、三十一引脚接0.1uf的滤波电容，用1个32MHZ的石英晶振和两个27pf的电容构成一个32MHZ的晶振电路，用一个32.768khz的晶振与两个15pf电容构成一个32.768khz的电路，系统采用3.3V供电；ZigBee模块具有16个无线频道，每个频道可再分割为1000个网络，透传模块支持9600～115200波特率。如图3所示，为了进一步地优化本专利技术的实施效果，在本专利技术的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的NB-IoT模组通过运营商基站接入通信网络，NB-IoT模组采用LTE网络，NB-IoT模块为BC95模块。采用上述优选的方案，NB-IoT本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于NB‑IoT与ZigBee的无线网关，其特征在于，所述网关包括MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB‑IoT模组和电源模块；电源模块为MCU处理模块供电；串口模块提供无线或有线通信模块接口；ZigBee无线收发模组包括ZigBee模块、ZigBee射频收发电路和ZigBee天线，用于与外部的ZigBee设备进行交互通信并获取ZigBee设备的ZigBee网络信息；NB‑IoT模组包括NB‑IoT模块、NB‑IoT射频收发电路和NB‑IoT天线，用于进行数据交互；MCU处理模块与ZigBee无线收发模组、NB‑IoT模组通信连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT与ZigBee的无线网关，其特征在于，所述网关包括MCU处理模块、串口模块、ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组和电源模块；电源模块为MCU处理模块供电；串口模块提供无线或有线通信模块接口；ZigBee无线收发模组包括ZigBee模块、ZigBee射频收发电路和ZigBee天线，用于与外部的ZigBee设备进行交互通信并获取ZigBee设备的ZigBee网络信息；NB-IoT模组包括NB-IoT模块、NB-IoT射频收发电路和NB-IoT天线，用于进行数据交互；MCU处理模块与ZigBee无线收发模组、NB-IoT模组通信连接。2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与ZigBee的无线网关，其特征在于，ZigBee模块为CC2530模组，CC2530模组定义第十、三十九、二十一、二十四、二十七、二十八、二十九、三十一引脚接0.1uf的滤波电容，用1个32MHZ的石英晶振和两个27pf的电容构成一个32MHZ的晶振电路，用一个32.768khz的晶振与两个15pf电容构成一个32.768khz的电路，系统采用3.3V供电；ZigBee模块具有16个无线频道，每个频道可再分割为1000个网络，透传模块支持9600～115200波特率。3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与ZigBee的无线网关，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛明刚，陆永华，陶园，
申请(专利权)人：苏州格联威智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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