[实用新型]一种无线传感器网络的集群组网控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感器网络技术领域，涉及一种组网控制器，尤其是一种基于无线传感器网络的集群组网控制器。

背景技术

无线传感器网络是支撑物联网的核心技术之一，无线传感器网络是建立在ZigBee标准上的测控网络。ZigBee标准是一个正在发展中的低成本、低功耗、低功率的短距离无线通信标准，它是专为低速率传感器和控制网络而设计的无线网络规范。基于Zigbee技术的无线传感器网络由三种逻辑设备组成：协调器、路由器和终端设备。协调器是网络的发起者，所以一个Zigbee网络只能有一个协调器，从理论上来说可以有65535个节点(路由器或终端设备)。而从目前能够实际工作的情况来看，在一个以Zigbee2006协议为基础的无线传感器网络内最多可以容纳500个节点，而在一个以Zigbee2007Pro协议为基础的无线传感器网络内最多可以容纳1000个节点。另一方面Zigbee无线传感器网络的深度和路由级数是有限的，目前可以可靠运行的路由级数在10级左右，每级路由距离50～100米，所以最长可靠距离也就1000米左右。

现有技术是给每个Zigbee网络配备一个GPRS网关，通过网关把数据汇总到数据处理中心。对于分布范围在1平方公里以内的小网络，这种方案是可行的。而对于大面积(几十到几百平方公里)分布的工况，例如一个中等城市的路灯管理，以5万盏灯来计算，如果每个网关管理1000盏灯，那么就需要50个GPRS网关，每个GPRS设备不但本身成本高，还要向移动公司缴纳运行费用。而对于长距离线性工况，例如几十公里的隧道，由于隧道中可能就没有移动网络信号，GPRS网关的方案根本就不能采用。

由此可见，现有无线传感器网络在实践中存在的主要缺陷及技术不足是：每个Zigbee无线传感器网络覆盖的范围小，实际网络能够可靠加入的节点数量有限；对于大面积或长距离的应用场合，需要增加大量的GPRS网关，不仅造成设备成本很高，而且要长期向GPRS网的拥有者支付大量的移动网络运行费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种无线传感器网络的集群组网控制器，该控制器可以把相邻的小规模的Zigbee无线传感器网络连接起来，形成实用的大规模无线传感器网络，能够解决Zigbee网络实际节点数量受限制的问题，同时减少GPRS网关的数量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种无线传感器网络的集群组网控制器，包括电源模块，其特征在于：还包括有单片机最小系统电路单元、路由器模块和协调器模块，所述单片机最小系统电路单元通过串口分别与路由器模块和协调器模块连接，所述电源单元向单片机最小系统电路单元、路由器模块和协调器模块提供电能。

上述路由器模块和协调器模块分别设置在两个相邻的Zigbee网络中。

本实用新型的一种方案是：上述路由器模块或协调器模块是由微处理器和Zigbee射频芯片组合而成。

上述微处理器采用MSP430F2168单片机，所述Zigbee射频芯片采用CC2420或CC2520芯片。

本实用新型的另一种方案是路由器模块或协调器模块由Zigbee片上系统级芯片(SOC)实现。

进一步的，以上单片机最小系统电路单元包括单片机以及与单片机连接的串行接口、外部存储器、外部看门狗和编程接口。

上述单片机采用MSP430F247型单片机；所述编程接口是JTAG编程接口。

本实用新型具备以下优点：

该种无线传感器网络的集群组网控制器以单片机为控制核心，通过其中的路由器模块和协调器模块，把相邻小规模的Zigbee无线传感器网络连接起来，由此形成实用的大规模无线传感器网络，因此解决了Zigbee网络实际节点数量受限制的问题，同时减少了GPRS网关的数量。本实用新型可以广泛用于大规模城市路灯控制，粮库、隧道、环境监测等领域，是实现物联网的关键装置，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的集群组网控制器的组成单元框图；

图2本实用新型的单片机最小系统电路单元的电路框图；

图3本实用新型的路由器模块或协调器模块的电路框图；

图4本实用新型的一种组网方案图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：