[发明专利]ZigBee无线数据传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线信号传输技术领域，特别是一种基于ZigBee技术的短距无线传感网络传输系统。

背景技术

ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂性、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术， 一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案，因此较多应用于无线传感网络中，特别是随着近年来物联网行业的兴起，其应用更加广泛，而基于ZigBee的无线数据传输节点设备是信号发射或接收的关键设备，它的性能直接影响整个无线传感网的能效及应用范围。 但是，现有的Zigbee的无线数据传输节点设备，传输距离短，抗干扰性能差，容易造成数据接收错误或者丢失，传输效率低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种传输距离长抗干扰的无线数传模块。

本发明的实现方式是: 在监测区域内设置多个ZigBee无线数据传输节点构成无线传感通信网络；ZigBee无线数据传输节点包括电路底板、CPU单元、射频单元和天线、及电源单元组成，电源单元供电模块，提供工作所需电能；电源模块与电源去耦电路连接；电路底板主要由USB转UART接口、I/O串口及指示灯组成；CPU单元主要由CC2430及其辅助电路组成;射频单元主要由射频开关、功率放大器和低噪声放大器组成；天线与CPU芯片的射频收发器相匹配。

本发明结构简单、体积小，但传感距离远、抗干扰能力强，并且能有效地避免数电对模电的干扰。 

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的实施例示意图。

图中实线箭头表示数据发送；虚线箭头表示数据接收。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，本发明包括，在监测区域内设置多个ZigBee无线数据传输节点构成无线传感通信网络；ZigBee无线数据传输节点包括电路底板101、CPU单元102、射频单元103和天线104、及电源单元105组成，电源单元105供电模块，提供工作所需电能；电源模块105与电源去耦电路106连接；电源去耦电路106采用高达四个电容和一个隔离电感组成，用于滤除全部的电源噪音。电路底板101主要由USB转UART接口、I/O串口及指示灯组成；CPU单元102主要由CC2430及其辅助电路组成，CC2430 芯片是Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4GH z射频系统单芯片， 适用于各种ZigBee或类似Z igBee的无线网络节点， 包括调谐器、路由器和终端设备，它在单个芯片上集成了ZigBee射频前端、内存和微控制器。它使用1个8位微处理器， 具有32/64 /128Kb可编程闪存和8Kb的RAM， 还包含模/数转换器、定时器、AES- 128安全协处理器、看门狗定时器、32KH z晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及21个可编程I /O 引脚，辅助电路主要包括复位电路、晶振、天线和必要的阻抗元件设计。

射频单元103主要由射频开关、功率放大器和低噪声放大器组成，在发送数据的过程中加入功率放大器， 因为功率放大器的发射功率可达到20多dBm， 将会大大提高传输距离。同样接收时加入低噪声放大器， 因为低噪声放大器的增益可达13db左右， 将会提高传输数据的可靠性和准确性。

天线104与CPU芯片的射频收发器相匹配，否则此无线数传系统的传输距离很近。

 参照图2，在监测区域内布置若干微型传感器节点和ZigBee无线传输节点，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络。其发射功率可调、波特率可调以及数据响应格式可改变， 实现更加可靠、稳定地传输数据， 同时大大降低误码率。并且，ZigBee无线通信网络标准具有支持极低成本、易实现、可靠的数据传输、短距离操作、极低功耗、各层次的安全性等优点。 无线传感网络中的ZigBee无线传输节点之间互相收发数据， 测试其数据通信功能、稳定性及通信距离。其主要工作方式是，以太网内的PC机1发送的数据通过串口连接到ZigBee无线传输节点， 然后通过天线将数据发送到另一个ZigBee无线传输节点， 最后通过串口发送到PC 机2上。对于PC 机2也是相同的过程， 这样完成数据的收发， 其中的两个ZigBee无线传输节点完全相同，因此监测区域内的ZigBee无线传输节点的安装数量必须为偶数。