基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] Zigbee，在中國被譯為"紫蜂"，一種新興的短距離、低功耗、低成本、低復(fù)雜度、自 組織的無線通信技術(shù)，與藍(lán)牙類似，主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種 設(shè)備。
[0003] 目前，在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中，傳感器的類型較多，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式是一種傳感器 對應(yīng)一種傳輸方法，即針對每種不同類型的傳感器，將該傳感器采集的數(shù)據(jù)通過特定協(xié)議 封裝后，再傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器，這種數(shù)據(jù)傳輸方式難以適應(yīng)多源傳感器，而且增加了后端服 務(wù)器解析數(shù)據(jù)時(shí)的復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多 源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多源傳感器信息的統(tǒng)一傳輸，提高對多源傳感器的適應(yīng)性，降低后 端服務(wù)器解析數(shù)據(jù)時(shí)的復(fù)雜度。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種基于 Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括采集處理模塊、幀 長度判斷模塊、組幀模塊、校驗(yàn)?zāi)K和傳輸模塊，所述接收端包括檢測模塊和還原模塊，其 中：
[0005] 所述采集處理模塊用于：采集傳感器的數(shù)據(jù)，并按照通用幀的格式進(jìn)行處理：通 用幀包括數(shù)據(jù)域，將采集數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的 幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀，將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的 順序進(jìn)彳丁排列；
[0006] 所述幀長度判斷模塊用于：按照第一數(shù)據(jù)幀的排列順序，依次判斷每個(gè)第一數(shù)據(jù) 幀的長度是否> 32字節(jié)，若是，則將長度> 32字節(jié)的第一數(shù)據(jù)幀發(fā)送至組幀模塊；若否，則 將該第一數(shù)據(jù)幀命名為第二數(shù)據(jù)幀，并將第二數(shù)據(jù)幀發(fā)送至校驗(yàn)?zāi)K；
[0007] 所述組幀模塊用于：接收到長度> 32字節(jié)的第一數(shù)據(jù)幀時(shí)，按照采集數(shù)據(jù)的順 序，對接收的第一數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分割，再按照通用幀的格式重新組幀、排列，得到若干第二數(shù) 據(jù)幀，每個(gè)第二數(shù)據(jù)幀的長度< 32字節(jié)，并將第二數(shù)據(jù)幀發(fā)送至校驗(yàn)?zāi)K；
[0008] 所述校驗(yàn)?zāi)K用于：接收到第二數(shù)據(jù)幀時(shí)，按照第二數(shù)據(jù)幀的排列順序，依次對第 二數(shù)據(jù)幀進(jìn)行幀校驗(yàn)，得到若干第三數(shù)據(jù)幀，并將所有第三數(shù)據(jù)幀發(fā)送至傳輸模塊；
[0009] 所述傳輸模塊用于：接收到第三數(shù)據(jù)幀時(shí)，按照第三數(shù)據(jù)幀的排列順序，將第三數(shù) 據(jù)幀依次傳輸至接收端的檢測模塊；
[0010] 所述檢測模塊用于：依次接收第三數(shù)據(jù)幀，對接收到的第三數(shù)據(jù)幀依次進(jìn)行檢測 操作：當(dāng)檢測到第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域的幀頭時(shí)，判斷是否檢測到第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域的幀 尾，若是，則將檢測到數(shù)據(jù)域的幀尾的第三數(shù)據(jù)幀發(fā)送到還原模塊；若否，則繼續(xù)接收第三 數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行檢測操作；
[0011] 所述還原模塊用于：接收到檢測模塊發(fā)來的第三數(shù)據(jù)幀時(shí)，對第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù) 域中經(jīng)過替換處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原操作，并存儲(chǔ)，直至接收到檢測模塊發(fā)來的所有第三數(shù) 據(jù)幀，并還原，最終得到傳感器的數(shù)據(jù)。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述通用幀的格式為：幀頭+幀標(biāo)識+當(dāng)前幀幀內(nèi)序號 +當(dāng)前幀幀內(nèi)剩余數(shù)+從節(jié)點(diǎn)短地址+數(shù)據(jù)域+CRC校驗(yàn)+幀尾。
[0013] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述采集處理模塊包括采集子模塊、分割子模塊、加載 子模塊和替換子模塊，其中：
[0014] 所述采集子模塊用于：采集傳感器的數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到分割子模塊；
[0015] 所述分割子模塊用于：將采集數(shù)據(jù)按照其順序分割成若干條子數(shù)據(jù)，并發(fā)送到加 載子模塊；
[0016] 所述加載子模塊用于：將每條子數(shù)據(jù)依次加載到對應(yīng)通用幀的數(shù)據(jù)域中；
[0017] 所述替換子模塊用于：對數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一 數(shù)據(jù)幀，將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行排列。
[0018] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述組幀模塊得到若干第二數(shù)據(jù)幀的過程為：將第一 數(shù)字幀的數(shù)據(jù)域中的子數(shù)據(jù)分割成若干條分?jǐn)?shù)據(jù)，將每條分?jǐn)?shù)據(jù)分別加載到對應(yīng)通用幀的 數(shù)據(jù)域中，并按照子數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行排列，得到若干第二數(shù)據(jù)幀。
[0019] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述采集處理模塊對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀 頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理的過程為：當(dāng)加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在 Oxff或Oxfe時(shí)，將加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Oxff替換為Oxfe 0x00，將 Oxfe 替換為 OxfeOxfl。
[0020] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述還原模塊對第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域中經(jīng)過替換處理 的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原操作的過程為：將第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域中經(jīng)過替換處理的數(shù)據(jù)中的Oxfe 0x00 還原為 Oxff，將 Oxfe Oxfl 還原為 Oxfe。
[0021] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述傳輸模塊傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)幀的過程為：傳輸模塊每 次只發(fā)送一個(gè)第三數(shù)據(jù)幀：傳輸模塊包括串口、發(fā)送芯片和天線，傳輸模塊通過串口將第三 數(shù)據(jù)幀傳遞給發(fā)送芯片，發(fā)送芯片通過天線依次將第三數(shù)據(jù)幀的單個(gè)字節(jié)發(fā)送給接收端的 檢測模塊，直至發(fā)送芯片將第三數(shù)據(jù)幀的所有字節(jié)發(fā)送完畢。
[0022] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述傳輸模塊還用于設(shè)置第一安全時(shí)間，若傳輸模塊 發(fā)送第三數(shù)據(jù)幀的時(shí)間> 第一安全時(shí)間，則結(jié)束發(fā)送第三數(shù)據(jù)幀。
[0023] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述檢測模塊還用于設(shè)置第二安全時(shí)間，若檢測模塊 接收第三數(shù)據(jù)幀的時(shí)間> 第二安全時(shí)間，則停止接收第三數(shù)據(jù)幀。
[0024] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第二安全時(shí)間為20毫秒。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0026] (1)本發(fā)明將傳感器的數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù) 據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀。這種方式將多源傳感器信息 按照通用幀的格式進(jìn)行統(tǒng)一處理，提高多源傳感器的適應(yīng)性；采用隧道傳輸方式，將統(tǒng)一處 理后的多源傳感器信息傳輸?shù)浇邮斩耍ê蠖朔?wù)器），降低后端服務(wù)器解析數(shù)據(jù)時(shí)的復(fù)雜 度。
[0027] (2)本發(fā)明中，針對傳感器的類型不同，對應(yīng)的傳感器信息的格式不同，設(shè)計(jì)了不 定長的通用幀，這種可變字長的傳輸協(xié)議，適應(yīng)多種傳感器信息的傳輸，即多源數(shù)據(jù)的傳 輸，尤其適應(yīng)在水文及倉庫貨物信息傳輸過程中，因傳感器多樣導(dǎo)致的數(shù)據(jù)長度不可控的 情形。
[0028] (3)本發(fā)明中，當(dāng)加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在Oxff或Oxfe時(shí)， 將加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Oxff替換為Oxfe0x00，將Oxfe替換為Oxfe Oxfl，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)域的其他部分也可能存在Oxff或Oxfe，對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的 幀頭、幀尾進(jìn)行替換處理，可以防止出現(xiàn)錯(cuò)誤辨識數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾的現(xiàn)象。
[0029] (4)本發(fā)明在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，依次判斷每個(gè)第一數(shù)據(jù)幀的長度是否> 32字節(jié)，若 第一數(shù)據(jù)幀的長度< 32字節(jié)，則將第一數(shù)據(jù)幀命名為第二數(shù)據(jù)幀，若第一數(shù)據(jù)幀的長度 > 32字節(jié)，則對第一數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分割，再按照通用幀的格式重新組幀、排列，得到若干長度 < 32字節(jié)的第二數(shù)據(jù)幀，保證每個(gè)第二數(shù)據(jù)幀的長度均< 32字節(jié)，從而保證數(shù)據(jù)幀傳輸過 程的可靠性。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意圖；
[0031] 圖2為圖1中步驟Sl的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接 收端，發(fā)送端包括采集處理模塊、幀長度判斷模塊、組幀模塊、校驗(yàn)?zāi)K和傳輸模塊，所述接 收端包括檢測模塊和還原模塊，其中：
[0034]采集處理模塊用于：采集傳感器的數(shù)據(jù)，并按照通用幀的格式進(jìn)行處理：通用幀 包括數(shù)據(jù)域，將采集數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、 幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀，將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的順序 進(jìn)行排列；
[0035] 其中，通用幀的格式為：幀頭+幀標(biāo)識+當(dāng)前幀幀內(nèi)序號+當(dāng)前幀幀內(nèi)剩余數(shù)+從 節(jié)點(diǎn)短地址+數(shù)據(jù)域+CRC校驗(yàn)+幀尾。
[0036] 采集處理模塊對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理的過程 為：當(dāng)加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在Oxff或Oxfe時(shí)，將加載后的通用幀的 數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Ox