[发明专利]一种可扩展的ZigBee数据传输设备及方法

说明书

本发明公开一种可扩展的ZigBee数据传输设备及方法，所述设备包括数据采集单元、数据转换单元、数据发送单元、数据接收单元、ZigBee数据网关以及电源控制单元。本发明采用统一标准化的元数据库，可使不同厂家生产的ZigBee设备在互联时，无需依赖各自的数据网关而实现互联，实现ZigBee标准中使用简单、成本低廉的特性。本发明具有传输结果准确、待机功耗低、尺寸小、防掉电等特点，具有应用前景。

技术领域

本发明涉及一种ZigBee数据传输设备及方法，尤其涉及一种ZigBee设备在数量上可扩展的数据键值传输模块及数据传输方法。

背景技术

ZigBee技术是近年来随着物联网与智能家居的兴起而得到广泛应用的一种技术。在物联网与智能家居应用中，ZigBee技术由于其自组网、功耗小、成本低、使用简单等优点而成为首选技术。然而，市面上的ZigBee设备用途多种多样，其生产厂家各不相同，即便在使用的协议栈相兼容的情况下，所传输数据由于缺乏统一的格式，因而只能被各自的数据网关识别，使得针对某种应用设计的ZigBee设备必须以整套系统的形式部署而无法作为独立的设备加入其它系统，违背了ZigBee低成本低复杂度的设计理念。

发明内容

为克服现有技术由于ZigBee设备数据传输格式不一致导致ZigBee设备可扩展性差的缺陷，本发明第一方面的目的是提供一种可扩展的ZigBee数据传输设备。

本发明的具体解决技术方案如下：

一种可扩展的ZigBee数据传输设备，包括依次连接的数据采集单元、数据转换单元、数据发送单元以及与上述各单元连接的第一电源控制单元；和数据接收单元、ZigBee数据网关以及与上述各单元连接的第二电源控制单元。

所述数据采集单元包括数据采集终端、数据采集微控制器、第一数据存储卡。所述数据采集终端与所述数据采集微控制器的输入端通信连接，所述数据采集微控制器的信号输出端分别与所述第一数据存储卡、所述数据发送单元通信连接，设置存储卡的目的是防止设备运行异常时的数据丢失，当设备异常重启后自动加载存储卡内的数据，确保原始数据的完整性。所述数据采集微控制器为采用16位MSP430单片机，接收所述采集终端采集的信号并转化为模拟电压信号，传递给所述数据采集微控制器，所述数据采集微控制器将模拟电压信号转化为数字信号，传送到所述数据转换单元。进一步地，所述数据采集微控制器包括3.3V电源电路、复位电路、JTAG调试电路。

所述数据转换单元包括数据转换器、ZigBee数据元数据库和数据网关平台软件。所述数据转换单元将接收到的数据转化为统一的键值形式的数字信号。所述ZigBee数据元数据库将ZigBee设备传输的数据代表意义、数据格式、数据解读方式与一个数据编号关联，将此编号定义为“键”；所述数据采集单元采集到的数据值定义为“值”。所述数据网关平台软件管理所述ZigBee数据元数据库，当有新的不在标准范围内的ZigBee设备加入时，可以手动添加“键”及“键”关联的数据代表意义、数据格式、数据解读方式信息，并设置ZigBee设备数据发送格式满足“键”-“值”的形式，实现整体系统的可扩展性。为保证数据库的通用性，所述ZigBee数据元数据库由各大ZigBee设备生产厂家共同制定。

所述数据发送单元包括依次连接的ZigBee射频收发器和射频功放。所述射频功放包括可控开关电路、射频功放芯片和功放输出电路；所述可控开关电路与所述射频功放芯片的输入端连接，所述功放输出电路与所述射频功放芯片的输出端连接；所述ZigBee射频收发器通过所述可控开关电路与所述射频功放芯片连接。所述ZigBee射频收发器包括PIFA天线。数字信号通过所述PIFA天线传输到所述数据接收单元。进一步地，所述射频功放芯片设置有芯片保护电路。所述数据发送单元，将设置为“键”-“值”形式的数据，以无线形式发送；其中“键”为前文述及的与所述ZigBee数据元数据库相关联的数据编号，“值”为前文所述数据采集单元采集到的数据值。