[发明专利]一种结合GPRS的ZigBee网络监测系统

说明书

技术领域

本发明属于无线传感网络通信领域，特别涉及一种结合GPRS的ZigBee网络无线监测系统。

背景技术

监测系统在工业控制领域中有着十分重要的意义。在许多控制领域的公共场合，尤其在一些无人值守、分散的现场，需要实时采集很多重要数据，以便及时了解和分析现场的状况，并根据实时情况发送必要的控制命令。而传统的监测系统一般都需要自己建设并维护有线或者无线的通信网络去实现，投资维护费用较高，且有线的数据传输方式在很大程度上限制了应用场合的拓展，如对相距很远的生产过程如电力、铁路、采矿和大型钢厂等进行监测，若采用有线方式，在技术与经济上不可取。原有的监测系统已经越来越不能满足日益增长的多方面的需求，我们需要通信质量更好，成本更低的通信方式。

伴随无线通讯技术的发展，出现了一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信的ZigBee技术ZigBee是基于IEEE802.15.4无线标准的有关组网、安全和应用软件方面的技术，且ZigBee协议是免专利费，可有效的降低设备成本，工作频段灵活，为免执照频段的2.4GHZ，即是没有使用费的无线通信，主要用于自动控制、远程控制领域及家用设备联网。GPRS是通用分组无线业务的简称，该技术建立在GSM网络基础上，是一种高效、高速、经济的无线通信方式。GPRS网络覆盖范围广，性能较为完善，数据纠错能力强、适应性强、数据传输率较高可达128kbit/s能够保证数据传输的可靠性和实时性。由于GPRS网络数据传输的高速性和使用成本的低廉性，当前对GPRS在无线监控方面的开发和应用如火如荼，GPRS是目前远程无线监控系统中性价比最高的通讯方式。用ZigBee技术组成的无线传感器网络成本低、体积小、结构简单；采用GPRS网络进行数据传输的模块功耗低、体积小，适合作为无线传感器网络的数据节点。因此，将ZigBee技术、GPRS网络数据传输与传感器技术相结合组成新兴的无线监控网络，必将有广泛的应用前景。

目前，传统的有线监测和控制方式正被新技术所取代，有线的非功率传送的通讯和监测系统由于线路安装和维护成本高昂，随着时间的推移可靠性难以保证，而且网络组织一经安装完毕难以更改，除非再次布网，而无线的通讯和控制传送网络由于低成本、低功耗、组网方便正日益得到广泛的应用。由于ZigBee网络的有效通讯范围一般为10～300m，对在空间上相对分散、距离较远的单位之间，各个ZigBee网络网内或网间控制数据的传送距离会很远，有可能超过ZigBee网络的有效覆盖范围。而由ZigBee技术构成的局域网本身也存在联网的需要，而空间距离非常大的广域网的运行和维护成本较高。而采用GPRS传输技术将会节省大量运行和维护费用，相对来说较经济。

文献“基于Zigbee技术无线温度监控系统的设计与实现”(闫德立，胡立强，高占风.《物流工程与管理》，2009，31(7)：64-65.)中，提出了以PIC18F4620为控制器，CC2420为射频模块，DS18B20为温度传感器所组成的温度监控系统节点的设计与实现，通过将ZigBee技术应用于传统的温度监测系统，扩大了监测系统的应用范围。但是，此方案若是监控中心离现场温度监控距离较远的情况下，数据传输可能超出ZigBee有效传输距离，将不能保证数据传输的可靠性和实时性。

发明内容

本发明的目的是为了满足有线监测系统数据传输中存在的不足，以及一些特殊环境对无线监测系统的迫切需求，提供一种GPRS网络和ZigBee网络相结合的无线监控系统。