一種WiFi、ZigBee和服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的解決方案，其中包括基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee混合型智能路由器、ZigBee組網(wǎng)、WiFi組網(wǎng)、服務(wù)器和用戶手機或平板電腦app端、電腦PC端或筆記本端等等的設(shè)計方案。
【背景技術(shù)】
[0002]WiFi作為一種無線上網(wǎng)方式，以IEEE 802.11標準為依據(jù)得到了廣泛應(yīng)用，可以用于手機、電腦PC、筆記本、平板電腦、以及電子設(shè)備的上網(wǎng)；ZigBee協(xié)議基于IEEE802.15.4標準，具有小范圍組網(wǎng)、低功耗通訊的特點，適用于小范圍設(shè)備組網(wǎng)、通訊速度要求不高，且要求多點通訊與控制的場合。服務(wù)器是能夠使得手機、電腦等終端設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。
[0003]WiFi具有高速通訊(兆/s級別無線通訊)，一般WiFi的通訊距離是100米左右，但WiFi高速的通訊同時伴隨著高功耗、接入終端一般不超過30個終端的缺點，因為過多的接入終端會影響手機或電腦等要求高速設(shè)備的上網(wǎng)速度。ZigBee具有低功耗，接入設(shè)備理論值可達65000個終端的特點，每個終端距離可達100米左右，因此可以實現(xiàn)基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)通過ZigBee路由器(Router)組建大范圍的局域網(wǎng)，但是ZigBee屬于局域網(wǎng)，不能實現(xiàn)僅憑借ZigBee的internet上網(wǎng)，從而帶來ZigBee網(wǎng)絡(luò)遠距離監(jiān)測與控制的局限性。目前雖然有部分研宄成果實現(xiàn)了 WiFi+Zigbee的路由器，但是僅憑借WiFi+Zigbee簡單的設(shè)計一個路由器，不配合相應(yīng)的云端服務(wù)器，只能夠?qū)崿F(xiàn)WiFi范圍內(nèi)部局域網(wǎng)手機與平板通過app或者PC與筆記本等的WiFi內(nèi)網(wǎng)監(jiān)測，如果基于Socket協(xié)議通過計算機實現(xiàn)internet簡單的數(shù)據(jù)交互，沒有云端服務(wù)器的中轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)處理，也是對于用戶沒有很大的應(yīng)用價值，因為多終端、多WiFi+ZigBee路由器需要通過云端的服務(wù)器才能更準確、可靠實現(xiàn)復(fù)雜的終端設(shè)備的管理。WiFi+ZigBee混合型路由器設(shè)計雖然擴展了 WiFi連接終端設(shè)備的數(shù)量(通過ZigBee連接終端，再發(fā)給WiFi )，但是，WiFi部分通過簡單的固件程序?qū)崿F(xiàn)，因為不具有智能操作系統(tǒng)，從而不具有通過手機app、平板app、電腦PC、筆記本等設(shè)備管理路由器中程序的功能，這導(dǎo)致了當前WiFi+ZigBee路由器不具有智能化功能。而現(xiàn)有的基于WiFi的智能路由器，又不具有ZigBee功能，由于WiFi協(xié)議目前不能實現(xiàn)超過30個終端設(shè)備的接入，故基于WiFi的智能路由器接入終端設(shè)備點數(shù)受限。
[0004]綜上所述，目前物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有技術(shù)方案存在三個典型缺點，即基于WiFi的智能路由器連接終端受限問題；基于ZigBee組網(wǎng)不能上internet難以實現(xiàn)遠程監(jiān)測與控制問題；基于WiFi+ZigBee路由器缺乏智能操作系統(tǒng)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提出一種新的、基于智能操作系統(tǒng)(也可稱為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng))的、包含WiFi與Zigbee兩種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及協(xié)議且可實現(xiàn)WiFi與Zigbee兩者互通的WiFi+ZigBee智能路由器綜合技術(shù)解決方案。該方案可通過與服務(wù)器相結(jié)合，從而實現(xiàn)用戶終端與物聯(lián)網(wǎng)終端間、用戶終端與用戶終端間、物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)終端間的信息傳遞及互動。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案加以解決:
基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee智能路由器與服務(wù)器相結(jié)合方案，所述過程包括五個部分，即基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee智能路由器、服務(wù)器、ZigBee網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、用戶端。
[0007]上述五部分中，基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee智能路由器，智能操作系統(tǒng)(物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng))可以是OpenWrt、Android、Mybed OS、Windows系列等主流操作系統(tǒng)及其升級或衍生系統(tǒng)。
[0008]帶有上述智能操作系統(tǒng)的路由器可通過手機、平板、PC機、筆記本電腦及智能手表等具有網(wǎng)絡(luò)接入功能及網(wǎng)絡(luò)配置、管理功能的設(shè)備對WiFi與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行配置、調(diào)節(jié)及管理，如在WiFi部分監(jiān)控接入設(shè)備的名稱、數(shù)量及流量、網(wǎng)速等運行情況、控制接入設(shè)備的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)準入情況及網(wǎng)速與流量上限。并可以通過手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品，對基于智能操作系統(tǒng)的WiFi模塊軟件層進行程序的下載、安裝、管理及使用。軟件類別包括但不限于如下軟件:下載軟件，代理軟件，物聯(lián)網(wǎng)管理軟件等。
[0009]上述五部分中的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，由基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee智能路由器中的ZigBee部分做為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，即Coordinator，多個接入節(jié)點為ZigBee終端，即End-Device，終端可以通過ZigBee路由器Router連接實現(xiàn)組網(wǎng)，也可以不通過ZigBee路由器直接由ZigBee終端和ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器相連接，組網(wǎng)方式基于ZigBee的IEEE802.15.4標準實現(xiàn)。ZigBee終端可以用來實現(xiàn)對控制命令的傳遞、接收、反應(yīng)、反饋及信息回傳等工作，包括但不限于電力系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)視及監(jiān)測系統(tǒng)及其他物品的遠程遙控及各類傳感器的數(shù)據(jù)采集。
[0010]上述五部分中的服務(wù)器，主要作用是數(shù)據(jù)交換、協(xié)議處理。數(shù)據(jù)交換作用一是處理用戶端由WiFi+ZigBee智能路由器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，同時，也可以由服務(wù)器向WiFi+ZigBee智能路由器發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交換作用二是處理由手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品發(fā)送來的數(shù)據(jù)，同時也可以由服務(wù)器向手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品發(fā)送數(shù)據(jù)。協(xié)議處理主要是處理由WiFi+ZigBee智能路由器，手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品通訊的協(xié)議與協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，比如HTTP協(xié)議、Socket協(xié)議、XMPP協(xié)議等等。服務(wù)器可以基于Linux或Windows實現(xiàn)，編程語言可以是Java，C#，go語言，Python等等。服務(wù)器端需要具有數(shù)據(jù)庫，存儲產(chǎn)品用戶的數(shù)據(jù)。
[0011]上述五部分中的用戶端，主要包括用戶的手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品。
[0012]上述五部分中，ZigBee組網(wǎng)是基于IEEE802.15.4標準實現(xiàn)，其他三個部分間是通過HTTP協(xié)議、Socket協(xié)議、XMPP協(xié)議等通訊協(xié)議實現(xiàn)。
[0013]上述基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee智能路由器，WiFi與ZigBee之間的通訊可以采用芯片間的直接連接通訊，比如采用串口通訊、SPI通訊，或者其它芯片間的更高速通訊；也可以在WiFi與ZigBee芯片間加入IC芯片實現(xiàn)通訊，IC芯片可以是FPGA、單片機、DSP等等。
[0014]上述五部分中，WiFi網(wǎng)絡(luò)基于IEEE 802.11標準進行組網(wǎng)，手機、平板、筆記本、PC電腦、物聯(lián)網(wǎng)WiFi終端等可以通過WiFi網(wǎng)絡(luò)接入本發(fā)明的WiFi+ZigBee智能路由器。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是:
通過WiFi與ZigBee技術(shù)相結(jié)合，可有效改善現(xiàn)有WiFi無線路由器可連接節(jié)點數(shù)少、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面小的困境，并可顯著提高無線路由器可連接節(jié)點數(shù)的上限值，從而滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需要的大范圍、多節(jié)點的組網(wǎng)要求。而通過ZigBee與WiFi的橋接，也可使ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍不僅局限于局域網(wǎng)，更可拓展至internet網(wǎng)等廣域網(wǎng)，從而大幅拓展ZigBee技術(shù)的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的全網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
[0016]通過服務(wù)器與WiFi+ZigBee智能路由器相結(jié)合，實現(xiàn)基于ZigBee功能模塊或WiFi功能模塊的物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品與手機、平板電腦、臺式機、筆記本電腦、智能手表及其他具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的終端產(chǎn)品和服務(wù)器間的信息互通，進一步實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的遠程管理、遙控和物聯(lián)網(wǎng)終端間的信息互通及協(xié)同調(diào)用。
[0017]
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的整體架構(gòu)圖圖2是本發(fā)明的架構(gòu)細節(jié)圖
圖3是本發(fā)明基于智能操作系統(tǒng)的WiFi+ZigBee混合型智能路由器架構(gòu)圖圖4是本發(fā)明ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)圖圖5