專利名稱：一種無線網(wǎng)絡(luò)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種在無線抄表，智 能儀表(器)等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中廣泛使用的無線網(wǎng)絡(luò)采集器，該設(shè)備特別適用于短距離無線 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集及傳輸領(lǐng)域，將目前所新興的2. 4GHz頻段的Zigbee射頻技術(shù)與總線技術(shù)相 結(jié)合，從而形成一套完整的比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的短距離無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集傳輸方案。
背景技術(shù)：
目前市場上近距離無線通信產(chǎn)品層出不窮，廣泛應(yīng)用在無線通訊方面的技術(shù)有 藍(lán)牙(Bluetooth)，紅外(IrDA)和無線局域網(wǎng)802. Il(Wi-Fi)技術(shù)。此外，還有一些具有發(fā) 展?jié)摿Φ慕嚯x無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是超寬頻(UltraWideBand)、短距離通信(NFC)、 WiMedia、GPS、DECT、無線139和專用無線系統(tǒng)等。它們都有各自立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速 度、距離、耗電量的特殊要求；或著眼于距離的擴(kuò)充性；或符合某些單一應(yīng)用的特殊要求； 或建立競爭技術(shù)的差異優(yōu)化等，但沒有一種技術(shù)完美到可以滿足所有的要求。下面對(duì)當(dāng)前 生活工作中廣泛使用的幾種短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行介紹(1)藍(lán)牙技術(shù)，藍(lán)牙是一種無 線數(shù)據(jù)與語音通信的開放全球規(guī)范，是為固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的 近距離無線接口，將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來，使各種設(shè)備在沒有電纜或電 纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通 用的2. 4GHz ISM頻段，提供IMbps的傳輸速率和IOm的傳輸距離。藍(lán)牙技術(shù)缺點(diǎn)是過于 昂貴，突出表現(xiàn)在芯片大小和價(jià)格難以下調(diào)、抗干擾能力不強(qiáng)、傳輸距離太短、信息安全問 題等等，這就使得許多用戶不愿花大價(jià)錢來購買這種無線設(shè)備；(2) IrDA技術(shù)，IrDA是一種 利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，能在Im范圍內(nèi)以最快16Mb/s的速率傳輸數(shù)據(jù)，IrDA 的主要優(yōu)點(diǎn)是無需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需 的體積小、功能低、連接方便、簡單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性 高。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被 其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)設(shè)備之間的連接；(3)NFC技術(shù)，NFC(Near Field Communication近距離傳輸)是由Philips、NOKIA和Sony主推的一種類似于RFID (非接 觸式射頻識(shí)別)的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，NFC采用了雙向的識(shí)別和連接。在20cm距 離內(nèi)工作在13. 56MHz頻率范圍，NFC有三種應(yīng)用類型設(shè)備連接、實(shí)時(shí)預(yù)定、移動(dòng)商，它不 適用于工業(yè)應(yīng)用場合；(4)UWB技術(shù)，超寬帶技術(shù)UWB (Ultra wideband)是一種無線載波通 信技術(shù)，他不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻 譜范圍很寬。UWB可在非常寬的帶寬上傳輸信號(hào)，UWB主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠 穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。這種新技術(shù)適用于對(duì)速率要求非常高(大于 100Mb/s)的LANs或PANs，UffB尤其適合近距離內(nèi)高速傳送大量多媒體數(shù)據(jù)；(5) Wi-Fi技 術(shù)，Wi-FUWirelessFidelity)，無線保真技術(shù)，屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線 技術(shù)。該技術(shù)使用的使2. 4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬?zèng)]用許可的無線頻段。其目前 可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802. Ila和IEEE802. Ilb ；Wi-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能差；(6) Zigbee技術(shù)，Zigbee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù) 據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。Zigbee名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的 通信方式，蜜蜂通過跳zigbee形狀的舞蹈來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信 息。Zigbee使用2. 4GHz波段，采用跳頻技術(shù)。與其它短距離無線通信技術(shù)相比，zigbee更 簡單、功率及費(fèi)用更低，傳輸可靠性高。另外，它可與254個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)?？梢员绕渌叹嚯x 無線技術(shù)更好的支持游戲、消費(fèi)電子、儀器、工業(yè)監(jiān)控/自動(dòng)化、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控/自 動(dòng)化、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域應(yīng)用。zigbee技術(shù)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸可 靠性高；功耗低，在低耗電待機(jī)模式下，兩節(jié)普通5號(hào)干電池可使用6個(gè)月以上；低成本，因 為zigbee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本，無需支付協(xié)議專利費(fèi)；網(wǎng)絡(luò)容 量大，每個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個(gè)設(shè)備，也就是說每個(gè)zigbee設(shè)備可以與另外254 臺(tái)設(shè)備相連接；并且可以通過集中器將Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展；工作頻段靈活，使用的頻段 分別為2. 4GHz,868MHz (歐洲)915MHz (美國)，均為免執(zhí)照頻段。雖然上述各種無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，極大提高了人們的工作效率和生活品質(zhì)， 然而，在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域中，人們?nèi)匀槐桓鞣N電纜所束縛，能否在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種 設(shè)備之間的無線通信，縱觀目前發(fā)展較成熟的幾大短距離無線通信技術(shù)，往往比較復(fù)雜，不 但耗費(fèi)資源較多，而且成本也比較高，并不適用于短距離、低成本、低功耗的工業(yè)控制，數(shù)據(jù) 采集、監(jiān)控報(bào)警、集中抄表等無線通信的場合。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前各種工業(yè)通信仍然被電纜所束縛的問題，提出一種 全新的基于Zigbee無線通信技術(shù)的把無線短距離的數(shù)據(jù)集中采集與傳輸方案，以實(shí)現(xiàn)不 利用通信電纜而進(jìn)行各種設(shè)備之間相互通信，達(dá)到低成本、低功耗、低速率、短距離的無線 數(shù)據(jù)傳輸，用最少的資源和成本實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)淖罱K目的。實(shí)現(xiàn)上述目的的本實(shí)用新型技術(shù)方案為一種無線網(wǎng)絡(luò)采集器，包括電源模塊和 與主處理器單元模塊分別連接的復(fù)位模塊和功放模塊，主處理器單元模塊上還設(shè)置有串口 及調(diào)試口，功放模塊與天線相連接。主處理器單元模塊上的串口為標(biāo)準(zhǔn)RS485串口通信接 口。主處理器單元模塊上的調(diào)試口支持在線調(diào)試程序和下載程序，其類型為JTAG接口，電 源模塊輸出提供電路板所需的3. 3v電源，輸入為交流220V電源。利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案設(shè)計(jì)的采集器能做到防塵防水并且通信組網(wǎng)方式靈 活、適用范圍廣、維護(hù)簡單、功耗小、使用方便、采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快捷、設(shè)備穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)小 巧、安裝方便，安裝可以采用卡軌安裝和壁掛式安裝兩種方式，用戶可靈活選用安裝方式。

圖1是本實(shí)用新型所述的無線網(wǎng)絡(luò)采集器模塊結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行具體描述。如圖1、是本實(shí)用新型所述 的無線網(wǎng)絡(luò)采集器模塊結(jié)構(gòu)框圖，如圖所示，本實(shí)用新型所述的無線網(wǎng)絡(luò)采集器包括電源 模塊和與主處理器單元模塊分別連接的復(fù)位模塊和功放模塊，主處理器單元模塊上還設(shè)置有串口及調(diào)試口，功放模塊與天線相連接，天線負(fù)責(zé)Zigbee短距離無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)。主 處理器單元模塊上的串口為標(biāo)準(zhǔn)RS485串口通信接口，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場智能儀表(器)等設(shè)備 通信連接。主處理器單元模塊上的調(diào)試口支持在線調(diào)試程序和下載程序，其類型為JTAG接 口，電源模塊輸出提供電路板所需的3. 3v電源，輸入為交流220V電源。本實(shí)用新型的工作過程為，主站管理計(jì)算機(jī)通過GPRS或以太網(wǎng)將通信請(qǐng)求命令 下發(fā)到無線網(wǎng)絡(luò)集中器，無線網(wǎng)絡(luò)集中器接到主站計(jì)算機(jī)命令后負(fù)責(zé)配置和啟動(dòng)整個(gè)無線 網(wǎng)絡(luò)，即啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的路由器和喚醒本實(shí)用新型技術(shù)方案設(shè)計(jì)的采集器，網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)完成后 會(huì)自動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)路徑將主站下發(fā)的命令經(jīng)本實(shí)用新型技術(shù)方案設(shè)計(jì)的采集器傳至現(xiàn)場設(shè) 備層的智能儀表(如電能表)、傳感器等，設(shè)備層的設(shè)備收到主站管理計(jì)算機(jī)通信請(qǐng)求命令 后，立即應(yīng)答響應(yīng)，應(yīng)答數(shù)據(jù)包通過本實(shí)用新型技術(shù)方案設(shè)計(jì)的采集器傳至無線網(wǎng)絡(luò)集中 器，集中器再將應(yīng)答數(shù)據(jù)包通過GPRS遠(yuǎn)程無線傳輸方式或以太網(wǎng)通信方式傳至主站管理 計(jì)算機(jī)。上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù) 人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無線網(wǎng)絡(luò)采集器，包括電源模塊和與主處理器單元模塊分別連接的復(fù)位模塊和 功放模塊，其特征在于，主處理器單元模塊上還設(shè)置有串口及調(diào)試口，功放模塊與天線相連 接，電源模塊與主處理器單元模塊連接提供主處理器單元模塊所需的電源，電源模塊輸入 為交流220V電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)采集器，其特征在于，主處理器單元模塊上的串口 為標(biāo)準(zhǔn)RS485串口通信接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)采集器，其特征在于，主處理器單元模塊上的調(diào)試 口為 JTAG 接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)采集器，包括電源模塊和與主處理器單元模塊分別連接的復(fù)位模塊和功放模塊，主處理器單元模塊上還設(shè)置有串口及調(diào)試口，功放模塊與天線相連接。主處理器單元模塊上的串口為標(biāo)準(zhǔn)RS485串口通信接口。主處理器單元模塊上的調(diào)試口為JTAG接口支持在線調(diào)試程序和下載程序。電源模塊輸出提供主處理器單元模塊所需的3.3v電源，輸入為交流220V電源。利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案設(shè)計(jì)的采集器能做到防塵防水并且通信組網(wǎng)方式靈活、適用范圍廣、維護(hù)簡單、功耗小、使用方便、采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快捷、設(shè)備穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)小巧、安裝方便，安裝可以采用卡軌安裝和壁掛式安裝兩種方式，用戶可靈活選用安裝方式。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201780676SQ20102029473
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者盧紹旺, 張開平, 李小強(qiáng), 李振弘, 王海云, 高劍 申請(qǐng)人:深圳市信立科技有限公司