專利名稱：無線網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將處理后的無線數(shù)據(jù)傳輸給相對(duì)應(yīng)的上位機(jī)的基于XBee I旲塊的無線網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，在各種工程現(xiàn)場常常需要接收由各種實(shí)時(shí)檢測終端傳遞過來的數(shù)據(jù)，然后由網(wǎng)關(guān)發(fā)送給控制室并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)做出各種決斷，從而監(jiān)測系統(tǒng)環(huán)境，確保設(shè)備的正?？煽窟\(yùn)行。然而現(xiàn)階段大多數(shù)的網(wǎng)關(guān)，獲取各種工業(yè)環(huán)境參數(shù)手段比較單一，而且通常也只能通過存儲(chǔ)媒介或有線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，有線的方式會(huì)使得線路繁瑣，傳輸距離不長，且增加成本。即使出現(xiàn)的一些無線網(wǎng)關(guān)，由于儀表終端的不斷增多，加上無線協(xié)議的落后，往往在網(wǎng)關(guān)-終端之間的聯(lián)網(wǎng)，大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析以及控制室實(shí)時(shí)顯示都出現(xiàn)了較大的問題，·另外，在工業(yè)現(xiàn)場，由于傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，以及不斷有新節(jié)點(diǎn)加入或者舊節(jié)點(diǎn)的退出，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑隨時(shí)都可能發(fā)生變化，因?yàn)闊o法進(jìn)行預(yù)先確定，這種情況將導(dǎo)致數(shù)據(jù)的缺失，甚至可能徹底脫網(wǎng)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將處理后的無線數(shù)據(jù)傳輸給相對(duì)應(yīng)的上位機(jī)的基于XBee模塊的無線網(wǎng)關(guān)。本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)包括實(shí)時(shí)接收電路、XBee模塊、供電電路。其中，實(shí)時(shí)接收電路與XBee模塊連接并接收用于傳輸無線數(shù)據(jù)的無線節(jié)點(diǎn)之間的無線數(shù)據(jù)；XBee模塊具有主控制器、功率放大器、協(xié)議?？刂破?，功率放大器放大無線節(jié)點(diǎn)之間的無線數(shù)據(jù)便于實(shí)時(shí)接收電路接收無線數(shù)據(jù)，協(xié)議?？刂破骶哂衂igBee協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接收電路能夠接收無線數(shù)據(jù)，主控制器根據(jù)實(shí)時(shí)接收電路所接收的無線數(shù)據(jù)組建網(wǎng)絡(luò)并控制處理無線數(shù)據(jù)得到處理數(shù)據(jù)；供電電路與XBee模塊連接并具有開關(guān)、RS232模塊、RS485模塊、電源，RS232模塊設(shè)有RS232協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)處理數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的短距離傳輸，RS485模塊設(shè)有RS485協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的遠(yuǎn)距離傳輸，開關(guān)由左端和右端組成，左端與RS232模塊連接，右端與RS485模塊連接，RS232模塊和RS485模塊同時(shí)分別與電源連接，當(dāng)開關(guān)的左端閉合，無線網(wǎng)關(guān)使用RS232協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)近距離傳輸，當(dāng)開關(guān)的右端閉合，無線網(wǎng)關(guān)使用RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，電源給無線網(wǎng)關(guān)供電。進(jìn)一步，實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)所組件的網(wǎng)絡(luò)為Mesh網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括與XBee模塊連接并可以根據(jù)需要寫入對(duì)無線網(wǎng)關(guān)的性能進(jìn)行優(yōu)化的程序從而實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)關(guān)的性能的優(yōu)化的程序接口電路。[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括與XBee模塊中的主控制器相連接并能夠在無線網(wǎng)關(guān)處于跑死狀態(tài)時(shí)立即修復(fù)無線網(wǎng)關(guān)從而確保無線網(wǎng)關(guān)始終能夠運(yùn)行正常的復(fù)位電路。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括實(shí)時(shí)顯示實(shí)時(shí)接收電路所接收的無線數(shù)據(jù)的LCD電路。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括無線 網(wǎng)關(guān)組建網(wǎng)絡(luò)是否完成的LED指示燈。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括指示無線網(wǎng)關(guān)是否處于接收無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)的LED指示燈。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括指示無線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)是否處于相互通信的狀態(tài)的LED指示燈。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以包括具有第一指示燈、第二指示燈、第三指示燈的LED指示燈，第一指示燈指示無線網(wǎng)關(guān)組建網(wǎng)絡(luò)是否完成；第二指示燈指示無線網(wǎng)關(guān)是否處于接收無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)；第三指示燈指示所無線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)是否處于相互通信的狀態(tài)。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以具有這樣的特征電源可以為USB電源。另外，本實(shí)用新型提供的無線網(wǎng)關(guān)還可以具有這樣的特征電源可以包括USB電源以及電池電源。實(shí)用新型作用與效果本實(shí)用新型的無線網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崟r(shí)接收各種無線傳感器發(fā)送過來的無線數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理后發(fā)送至上位機(jī)，同時(shí)傳輸距離可選，使用簡潔，組網(wǎng)智能，適應(yīng)現(xiàn)場硬件環(huán)境能力強(qiáng)，能夠進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)可靠。

圖I是本實(shí)用新型在實(shí)施例中的無線網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖I是本實(shí)用新型在實(shí)施例中的無線網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，一種對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將處理后的無線數(shù)據(jù)傳輸給相對(duì)應(yīng)的上位機(jī)的基于XBee模塊的無線網(wǎng)關(guān)100，包括實(shí)時(shí)接收電路6、XBee模塊I、供電電路5、IXD電路8、LED三色指示燈7、復(fù)位電路10、編程接口電路9。其中，實(shí)時(shí)接收電路6與XBee模塊I連接并接收用于傳輸無線數(shù)據(jù)的無線節(jié)點(diǎn)之間的無線數(shù)據(jù)；XBee模塊I具有主控制器2、功率放大器3、協(xié)議?？刂破?，功率放大器3放大無線節(jié)點(diǎn)之間的無線數(shù)據(jù)便于實(shí)時(shí)接收電路接收無線數(shù)據(jù)，協(xié)議?？刂破?具有ZigBee協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接收電路6能夠接收無線數(shù)據(jù)，主控制器2根據(jù)實(shí)時(shí)接收電路6所接收的無線數(shù)據(jù)組建網(wǎng)絡(luò)并控制處理無線數(shù)據(jù)得到處理數(shù)據(jù)；供電電路5與XBee模塊I連接并具有開關(guān)11、RS232模塊14、RS485模塊15、電源18，RS232模塊14設(shè)有RS232協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)處理數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的短距離傳輸，RS485模塊15設(shè)有RS485協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的遠(yuǎn)距離傳輸，開關(guān)11由左端12和右端13組成，左端12與RS232模塊連接，右端13與RS485模塊連接，RS232模塊和RS485模塊同時(shí)分別與電源連接，當(dāng)開關(guān)11的左端12閉合，無線網(wǎng)關(guān)100使用RS232協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)近距離傳輸，當(dāng)開關(guān)11的右端13閉合，無線網(wǎng)關(guān)100使用RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，電源18包括USB電源16以及電池電源17，都能夠給無線網(wǎng)關(guān)供電，USB電源16能夠連接上位機(jī)；LCD電路8能夠?qū)崟r(shí)顯示實(shí)時(shí)接收電路6所接收的無線數(shù)據(jù)；LED三色指示燈7具有第一指示燈(紅燈)、第二指示燈(綠燈)、第三指示燈(黃燈)，紅燈亮表示無線網(wǎng)關(guān)組建網(wǎng)絡(luò)完成，綠燈一閃一閃表示無線網(wǎng)關(guān)是正處于接收所述無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)；黃燈一閃一閃表示無線網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)是正處于相互通信的狀態(tài)；程序接口電路9具有兩個(gè)接口，一個(gè)接口與XBee模塊相連接，另一個(gè)接口與將程序轉(zhuǎn)化成對(duì)無線網(wǎng)關(guān)的命令的仿真下載器相連接，根據(jù)需要寫入對(duì)無線網(wǎng)關(guān)的性能進(jìn)行優(yōu)化的程序從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無線網(wǎng)關(guān)的性能的優(yōu)化。復(fù)位電路10與XBee模塊I中的主控制器2相連接，能夠在無線網(wǎng)關(guān)處于跑死狀態(tài)時(shí)立即修復(fù)無線網(wǎng)關(guān)，確保無線網(wǎng)關(guān)始終能夠運(yùn)行正常。工業(yè)現(xiàn)場中，將該無線網(wǎng)關(guān)100通過USB電源16的USB接口與需要接受工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)的上位機(jī)相連接，根據(jù)現(xiàn)場需要，閉合開關(guān)11，當(dāng)開關(guān)的左端12閉合，由于選擇使用的是RS232協(xié)議，無線網(wǎng)關(guān)對(duì)IOm范圍內(nèi)的無線數(shù)據(jù)能夠很好的接收，當(dāng)開關(guān)11的右端13閉合，由于選擇使用的通信協(xié)議是RS485，該無線網(wǎng)關(guān)100能夠?qū)崿F(xiàn)最遠(yuǎn)距離達(dá)到1500米范圍內(nèi)的無線數(shù)據(jù)的接收及傳輸。工業(yè)現(xiàn)場的無線傳感器通過無線節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來關(guān)于工業(yè)現(xiàn)場的溫度、濕度或壓力等相關(guān)無線數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)關(guān)100的實(shí)時(shí)接收電路不斷地接收這些無線節(jié)點(diǎn)中的無線數(shù)據(jù)接收，此時(shí)，LED三色指示燈7中的綠燈一閃一閃表示無線網(wǎng)關(guān)是正處于接收所述無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)，LCD電路8顯示這些無線數(shù)據(jù)；無線網(wǎng)關(guān)中的控制器根據(jù)這些不斷接收的無線節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能組建網(wǎng)絡(luò)并對(duì)這些無線數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并將處理后的處理數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，當(dāng)組建網(wǎng)絡(luò)完成時(shí)，LED三色指示燈7中的紅燈會(huì)亮起。通過該無線網(wǎng)關(guān)100，工作人員能夠隨時(shí)查看該無線網(wǎng)關(guān)是否處于正常的工作狀態(tài)。安裝有監(jiān)控軟件的上位機(jī)能夠通過監(jiān)控軟件隨時(shí)查看其組件的Mesh網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)是否處于正常傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)，并記錄歷史曲線和報(bào)警事件，從而進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。采用ZigBee協(xié)議組建的Mesh網(wǎng)絡(luò)不僅能保證數(shù)據(jù)傳輸過程中的穩(wěn)定性，而且結(jié)構(gòu)靈活，應(yīng)用方便，其優(yōu)點(diǎn)還包括近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。ZigBee本身就是一種可靠的，低功耗的適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，該無線網(wǎng)關(guān)100實(shí)時(shí)采集無線數(shù)據(jù)，并根據(jù)上層發(fā)送過來的命令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常狀態(tài)，該網(wǎng)關(guān)的LCD電路8無法顯示無線數(shù)據(jù)，從而告知工作人員；當(dāng)新加入某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，無線網(wǎng)關(guān)100能自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別并將其加入自己的Mesh網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，整個(gè)過程不需要任何人工參與，具有極強(qiáng)的智能性。該無線網(wǎng)關(guān)使用的Zigbee協(xié)議還具有動(dòng)態(tài)路由結(jié)合網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持Mesh網(wǎng)絡(luò)，實(shí)驗(yàn)證明該網(wǎng)絡(luò)特性很好解決這個(gè)問題，從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，該無線網(wǎng)關(guān)支持無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)，在無線傳感領(lǐng)域具有很大的優(yōu)越性。電源電路采用USB供電或者電池供電，在電池供電的情況下可無人值守工作6到12個(gè)月；根據(jù)現(xiàn)場開關(guān)選擇，LED負(fù)責(zé)本地現(xiàn)場顯示數(shù)據(jù)并且有報(bào)警指示燈。實(shí)施例作用與效果[0029]本實(shí)施例中的無線網(wǎng)關(guān)，外觀簡潔，穩(wěn)定耐用，使用方便，節(jié)能效果出色，外部連接支持兩種協(xié)議(RS232，、RS485)，傳輸距離可選(最高可達(dá)1500米)，適應(yīng)現(xiàn)場硬件環(huán)境能力強(qiáng)，支持Mesh組網(wǎng)，在節(jié)點(diǎn)加入的時(shí)候網(wǎng)關(guān)都可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并加入 其網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)查看節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行工作狀態(tài)并進(jìn)行上層顯示，主控制器處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)，可以進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。
權(quán)利要求1.一種對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將處理后的無線數(shù)據(jù)傳輸給相對(duì)應(yīng)的上位機(jī)的基于XBee模塊的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括 實(shí)時(shí)接收電路、XBee模塊、供電電路， 其中，所述實(shí)時(shí)接收電路，與所述XBee模塊連接，接收用于傳輸無線數(shù)據(jù)的無線節(jié)點(diǎn)之間的無線數(shù)據(jù)； 所述XBee模塊具有主控制器、功率放大器、協(xié)議?？刂破?，所述功率放大器放大所述無線節(jié)點(diǎn)之間的所述無線數(shù)據(jù)便于所述實(shí)時(shí)接收電路接收所述無線數(shù)據(jù)，所述協(xié)議棧控制器具有ZigBee協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)所述實(shí)時(shí)接收電路能夠接收所述無線數(shù)據(jù)，所述主控制器根據(jù)所述實(shí)時(shí)接收電路所接收的所述無線數(shù)據(jù)組建網(wǎng)絡(luò)并控制處理所述無線數(shù)據(jù)得到處理數(shù)據(jù)； 所述供電電路，與所述XBee模塊連接，具有開關(guān)、RS232模塊、RS485模塊、電源，所述RS232模塊設(shè)有RS232協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)所述處理數(shù)據(jù)與所述上位機(jī)之間的短距離傳輸，所述RS485模塊設(shè)有RS485協(xié)議從而實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)與所述上位機(jī)之間的遠(yuǎn)距離傳輸，所述開關(guān)由左端和右端組成，所述左端與所述RS232模塊連接，所述右端與所述RS485模塊連接，所述RS232模塊和所述RS485模塊同時(shí)分別與所述電源連接，當(dāng)所述開關(guān)的左端閉合，所述無線網(wǎng)關(guān)使用RS232協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)近距離傳輸，當(dāng)所述開關(guān)的右端閉合，所述無線網(wǎng)關(guān)使用RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，所述電源給所述無線網(wǎng)關(guān)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于 其中，所述網(wǎng)絡(luò)為Mesh網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 程序接口電路，連接所述XBee模塊，根據(jù)需要寫入對(duì)所述無線網(wǎng)關(guān)的性能進(jìn)行優(yōu)化的程序從而實(shí)現(xiàn)所述無線網(wǎng)關(guān)的性能的優(yōu)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 復(fù)位電路，連接所述XBee模塊中的主控制器，能夠在所述無線網(wǎng)關(guān)處于跑死狀態(tài)時(shí)立即修復(fù)所述無線網(wǎng)關(guān)，確保所述無線網(wǎng)關(guān)始終能夠運(yùn)行正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 LCD電路，實(shí)時(shí)顯示所述實(shí)時(shí)接收電路所接收的所述無線數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 LED指示燈，指示所述無線網(wǎng)關(guān)組建網(wǎng)絡(luò)是否完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 LED指示燈，指示所述無線網(wǎng)關(guān)是否處于接收所述無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 LED指示燈，指示所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述上位機(jī)是否處于相互通信的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括 LED指示燈，具有第一指示燈、第二指示燈、第三指示燈，第一指示燈指示所述無線網(wǎng)關(guān)組建網(wǎng)絡(luò)是否完成；第二指示燈指示所述無線網(wǎng)關(guān)是否處于接收所述無線數(shù)據(jù)的狀態(tài)；第三指示燈指示所述無線網(wǎng)關(guān)與所述上位機(jī)是否處于相互通信的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于 其中，所述電源包括USB電源以及電池電源。
專利摘要一種對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理并組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將處理后的無線數(shù)據(jù)傳輸給相對(duì)應(yīng)的上位機(jī)的基于XBee模塊的無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括實(shí)時(shí)接收無線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收電路、具有放大所要接收的無線數(shù)據(jù)便于接收該無線數(shù)據(jù)的功率放大器和提供數(shù)據(jù)通信的ZigBee協(xié)議的協(xié)議棧控制器及根據(jù)無線數(shù)據(jù)組建網(wǎng)路并控制管理數(shù)據(jù)的主控制器三部分的XBee模塊、提供RS232和RS485兩種與上位機(jī)之間的通信協(xié)議可供選擇并給無線網(wǎng)關(guān)供電的供電電路。該無線網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，智能組建網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離可選，穩(wěn)定耐用，使用方便，節(jié)能效果出色，處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)，能夠進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。
文檔編號(hào)H04W88/16GK202696918SQ20122019262
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者趙淳臣, 蔡浩, 趙汗青, 邢光明, 王亞剛, 王凱 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)