[实用新型]基于ZigBee协议的数据采集及传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集传输的技术领域，具体说是一种通过物联网移动通信终端对温湿度数据实现采集、显示、存储、查询、同步和上传功能的基于ZigBee协议的数据采集及传输系统。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域。已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

无线传感器网绪就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

无线传感器网络(wireless sensor network)简称WSN，是一种由大量小型传感器所组成的网络。这些小型传感器一般称作sensor node（传感器节点）或者mote（灰尘）。此种网络中一般也有一个或几个基站(称作sink)用来集中从小型传感器收集的数据。

ZigBee技术是一个具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和MAC层协议为IEEE802. 15.4协议标准。本文提出的无线传感器网络工作在全球通用的ISM (Industrial，Scientific and Medical)免付费频段2.4GHz上，其数据传输速率为250Kbls，划分为16个信道。与蓝牙或802. llb等同属短距离无线通信技术相比，ZigBee技术具有先天的优势。ZigBee设备为低功耗设备，具有能量检测和链路质量指示的功能。同时，由于采用了砬撞避免机制(CSMA-CA)，避免了发送数据时的冲突。在网络安全方面，采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，保证了数据传输时的高可靠性和安全性。用ZigBee技术组成的无线传感器网络结构简单、体积小、性价比高、放置灵活、扩展简便、成本低、功耗低、安全可靠，这种新兴的无线传感器网络必将有广泛的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过物联网移动通信终端对温湿度数据实现采集、显示、存储、查询、同步和上传功能的基于ZigBee协议的数据采集及传输系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的基于ZigBee协议的数据采集及传输系统，包括：传感器，设置在监控现场，探测相应监控现场的温度和湿度；ZigBee采集模块，与上述传感器相连接，通过传感器采集监控现场的温度和湿度数据；ZigBee模块，通过ZigBee协议与ZigBee采集模块进行连接，接收ZigBee采集模块获得并发送出的温度和湿度数据；移动通信终端，与ZigBee模块相互连接，通过公共移动通信网络将温度和湿度数据发送至后台服务器；后台服务器，接收并储存由移动通信终端所发出的数据。

设置在监控现场的传感器为多个，每个ZigBee采集模块至少与一个传感器相连接。

上述ZigBee模块为SDIO卡，移动通信终端与ZigBee模块之间采用SDIO接口进行数据传输。

ZigBee模块中还包括：数据解析模块，负责将采集到的数据解析成实际的温湿度数据值；数据存储模块，负责数据的存储功能；数据操作模块，完成对数据的删除、上传、备份等操作；系统配置模块，负责网络服务器的配置以及外设管理。

本发明具有的优点和积极效果是: 

本发明的基于ZigBee协议的数据采集及传输系统中，通过ZigBee采集模块收集监控现场的各种参数信息，然后经ZigBee传输协议将数据传输至带有ZigBee模块的移动通信终端，再利用公共无线数据传输网络将信息传输至后台服务器，从而完成在本地对远端实际情况的监控，通过远端的传感器可以同时采集不同区域的不同参数，在通信的过程中始终采用无线的通信模式，数据通信能力强，覆盖范围广泛，移动通信终端与ZigBee模块之间采用SDIO接口模式，具有更好的扩展性能，使用中也更为方便。