一种多网络结点管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多网络结点管理系统，包括外网结构，外网结构包括中通信连接的中央服务器和内网结构，内网结构包括多个终端节点、协调器和控制器；终端节点挂载各类传感器和控制设备，且与协调器之间利用Z‑Stack协议栈完成自组网与无线通讯功能；协调器与控制器通过串口相连；控制器接受中央服务器的发出的指令信息来驱动协调器,并通过广播的方式向终端节点传递指令消息；同时控制器接收终端节点的发出的状态信息，并反馈至中央服务器。本发明专利技术由主服务器与控制器配合，对海量ZigBee节点组网后实现方便的管理。

A multi network node management system

The invention provides a multi network node management system, which includes an external network structure, which includes a central server and an internal network structure connected by a medium communication, and an internal network structure which includes a plurality of terminal nodes, coordinators and controllers; the terminal nodes mount various sensors and control devices, and use Z \u2011 stack protocol stack between the terminal nodes and the coordinators to complete the self-organizing network and wireless communication functions; the coordinator The controller is connected with the controller through a serial port; the controller receives the instruction information sent by the central server to drive the coordinator, and transmits the instruction message to the terminal node through broadcast; at the same time, the controller receives the status information sent by the terminal node and feeds back to the central server. The main server cooperates with the controller to realize convenient management for massive ZigBee nodes after networking.

【技术实现步骤摘要】
一种多网络结点管理系统
本专利技术涉及计算机通信网络领域，尤其涉及一种多网络结点管理系统。
技术介绍
在基于Z-Stack协议栈的ZigBee网络中通过使用16位短地址在本地网络中标识设备和在网络中发送数据,当一个节点加入网络的时候将由它的父节点给它分配短地址。这个短地址的长度规定了在一个ZigBee网络中最多能搭载65535个节点,而在实际应用中由于ZigBee节点芯片的运算能力有限,加上载波侦听多路访问/冲突避免等原因很难达到上万节点的挂载。在使用全路由节点网络,更强性能的协调器或多信道通讯等手段时虽然可有效提高网络中的节点数量,仍然无法突破短地址带来的上限。简单来说，当海量ZigBee节点组网后存在管理不便的问题，该问题亟待解决。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决现有的海量ZigBee节点组网后存在管理不便的技术问题，本专利技术提供一种多网络结点管理系统。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种多网络结点管理系统，包括外网结构，所述外网结构包括中通信连接的中央服务器和内网结构，所述内网结构包括多个终端节点、协调器和控制器；所述终端节点挂载各类传感器和控制设备，且与协调器之间利用Z-Stack协议栈完成自组网与无线通讯功能；所述协调器与所述控制器通过串口相连；所述控制器接受所述中央服务器的发出的指令信息来驱动所述协调器,并通过广播的方式向所述终端节点传递指令消息；同时所述控制器接收所述终端节点的发出的状态信息，并反馈至所述中央服务器。优选的，每个所述终端节点由所述中央服务器设定一身份标识。优选的，每个所述控制器由所述中央服务器分配一个ip地址。优选的，还包括客户端，所述客户端直接和所述中央服务器通信连接。优选的，所述中央服务器内设置有数据库，所述数据库内存储所述状态信息和所述客户端的访问信息。优选的，所述状态信息在存储时，对每条所述状态信息附加一个业务地区与业务类型的标识字符。优选的，所述协调器和所述终端节点均采用CC2530作为主芯片。优选的，每个所述控制器与所述中央服务器之间使用秘钥连接，所述秘钥为加密与解密字符。优选的，所述终端节点周期性的发出所述状态信息。有益效果：本专利技术系统将海量节点拆分为多个终端节点,各个网络之间的设计不存在耦合,可摆脱无线传输的距离限制。每个独立的ZigBee网络中除终端节点与ZigBee协调器外,新增一个可接入互联网的控制器来组成内网结构。内网中的ZigBee节点利用Z-Stack协议栈实现自组网功能,控制器主要用于实现节点与服务器之间的通讯。用于维护中央数据库内所有节点的状态信息,同时对客户端提供Web服务。本专利技术由主服务器与控制器配合，对海量ZigBee节点组网后实现方便的管理。附图说明图1为本专利技术多网络结点管理系统的结构框图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1，本专利技术实施例提出了一种多网络结点管理系统，包括外网结构，所述外网结构包括中通信连接的中央服务器和内网结构，所述内网结构包括多个终端节点、协调器和控制器；所述终端节点挂载各类传感器和控制设备，且与协调器之间利用Z-Stack协议栈完成自组网与无线通讯功能；所述协调器与所述控制器通过串口相连；所述控制器接受所述中央服务器的发出的指令信息来驱动所述协调器,并通过广播的方式向所述终端节点传递指令消息；同时所述控制器接收所述终端节点的发出的状态信息，并反馈至所述中央服务器。其中，中央服务器是外网结构的核心,其核心功能主要分为三部分:(1)维护各个内网控制器的通讯地址与通讯方式,快速匹配目标节点发送控制信息。(2)响应并处理控制器请求,存储所有节点状态信息,维护系统内数据的一致性。(3)对外提供Web服务,将对终端节点的操作抽象成具体业务功能。对于客户端来说,所有被查询的节点数据均来自于中央数据库,在享受这种高效的,体验良好的查询服务时,需要重点关注数据实时性的问题。系统内影响实时性的主要因素来源于从节点状态发生变化到数据库更新所产生的时间差。针对此问题在内网结构中可以选择提高心跳信息的采集频率、使用更高性能的网络模块、在终端节点上采用中断的方式提交更新数据或者可以在同一业务区域内搭建多个内网结构。更高的实时性必然需要付出更多的成本和性能。对于中央服务器而言并不需要过多的关心业务,最重要的是尽可能的提高处理并发的能力。除了在请求处理上采用合理的负载均衡策略外,值得一提的是在节点ID字段的分配时可在其中加入业务地区与业务类型的标识字符,这种设计在存储时十分有利于做分库分表,在查询时也可根据ID中的标识字符定位数据库的位置。性能提高十分明显。终端节点，任意一个内网结构中,每个终端节点在启动之前会被分配一个身份标识。即每个所述终端节点由所述中央服务器设定一身份标识，启动设备后在Z-Stack协议栈的帮助下会自动寻找当前网络内的协调器,若匹配成功则加入该网络。在完成自组网工作后节点进入正常工作状态。其作用，(1)状态信息定时发送任务:终端节点周期性的向网络内的协调器发送状态信息其目的是为了表明自身存活状态并可传递各类传感器信息。数据格式一般为:NodeID+状态信息。(2)指令消息接受任务:系统中协调器以广播的形式传递消息,数据格式为:NodeID+操作码,当终端指令与指令消息中的NodeID对比成功后执行操作码对应的自定义任务,对比失败则忽略消息。协调器，除完成自组网任务外,仅作为消息的传递者。将内网控制器传来并将受到的终端节点状态信息传递给内网控制器。内网控制器，是连接ZigBee网络与中央服务器的SystemConstruction系统建设77核心枢纽,用于解析服务端请求,向协调器发送指令信息和封装节点状态信息同步至中央服务器。控制器会被分配一个公网IP地址供中央服务器查找。在本文的设计中控制器需至少包含四项基本任务:(1)中央服务器消息监听任务:启动一个SocketService监听指定端口,中央服务器会向该端口发送各类指令信息,调用MsgParser解析指令消息,其中数据段的格式为GlobalID(全局节点ID)的指令消息原封不动通过广播方式发送出去。(2)中央服务器消息发送任务:新建SocketClient向中央服务器发送包括控制器心跳、注册信息、节点状态的更新、新节点入网与节点失活等多种消息。(3)协调器消息监听任务:接收协调器收集到的终点节点状态信息。(4)协调器消息发送任务:向协调器发送正确格式的指令字符。每个所述控制器由所述中央服务器分配一个ip地址。还包括客户端，所述客户端直接和所述中央服务器通信连接。所述中央服务器内设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多网络结点管理系统，其特征在于，包括外网结构，所述外网结构包括中通信连接的中央服务器和内网结构，所述内网结构包括多个终端节点、协调器和控制器；/n所述终端节点挂载各类传感器和控制设备，且与协调器之间利用Z-Stack协议栈完成自组网与无线通讯功能；所述协调器与所述控制器通过串口相连；/n所述控制器接受所述中央服务器的发出的指令信息来驱动所述协调器,并通过广播的方式向所述终端节点传递指令消息；同时所述控制器接收所述终端节点的发出的状态信息，并反馈至所述中央服务器。/n

【技术特征摘要】
1.一种多网络结点管理系统，其特征在于，包括外网结构，所述外网结构包括中通信连接的中央服务器和内网结构，所述内网结构包括多个终端节点、协调器和控制器；
所述终端节点挂载各类传感器和控制设备，且与协调器之间利用Z-Stack协议栈完成自组网与无线通讯功能；所述协调器与所述控制器通过串口相连；
所述控制器接受所述中央服务器的发出的指令信息来驱动所述协调器,并通过广播的方式向所述终端节点传递指令消息；同时所述控制器接收所述终端节点的发出的状态信息，并反馈至所述中央服务器。


2.根据权利要求1所述的多网络结点管理系统，其特征在于，每个所述终端节点由所述中央服务器设定一身份标识。


3.根据权利要求2所述的多网络结点管理系统，其特征在于，每个所述控制器由所述中央服务器分配一个ip地址。


4.根据权利要求3所述的多网络结点管...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琦，
申请(专利权)人：安徽易百互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34