一種無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于溫場監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在國內(nèi)IDC(InternetData Center，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)溫場監(jiān)控領(lǐng)域，采用的通訊方式主要是有線傳輸?shù)姆绞?，例如? Wire或者485總線，外部接大量的溫濕度傳感器。有線傳輸方式是指監(jiān)控主機(jī)與溫度/溫濕度傳感器之間是以有線的連接方式。這種方式中，監(jiān)控主機(jī)主動從傳感器中采集溫度/溫濕信號，處理后再上報給監(jiān)控中心。
[0003]這種傳輸方式優(yōu)點(diǎn)是可靠，但是其缺點(diǎn)也很明顯:工程量大;成本高；不利于擴(kuò)容，當(dāng)需要增加測點(diǎn)時，必須更改原來的線路;維護(hù)困難，當(dāng)某個線路有問題時，需要將檢測已有工程的線纜。隨著人力成本的上升，工程成本所占總成本的比例越來越大，如何降低這一方面的成本成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的IDC溫場監(jiān)控采用有線傳輸數(shù)據(jù)方式導(dǎo)致工程量大、成本高且不利于擴(kuò)容的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控主機(jī)，多個由無線溫濕度傳感器構(gòu)成的ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)；多個ZigBee設(shè)備布置在各個節(jié)點(diǎn)處形成ZigBee網(wǎng)絡(luò);系統(tǒng)運(yùn)行時，監(jiān)控主機(jī)下發(fā)給無線溫濕度傳感器的命令，先發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器(監(jiān)控主機(jī)內(nèi)部的ZigBee模塊)，ZigBee協(xié)調(diào)器從命令數(shù)據(jù)中提取出“目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備”后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)；位于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處的無線溫濕度傳感器進(jìn)行響應(yīng)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器再原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行處理，完成命令的發(fā)送及響應(yīng)過程;監(jiān)控主機(jī)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)獲得無線溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0006]更進(jìn)一步地，所述監(jiān)控主機(jī)包括中央處理器，與中央處理器連接的光纖傳輸模塊，與中央處理器連接的IP傳輸模塊，與中央處理器連接的ZigBee模塊，以及與中央處理器連接的3G模塊。
[0007]更進(jìn)一步地，所述ZigBee設(shè)備為協(xié)調(diào)器。
[0008]更進(jìn)一步地，所述ZigBee設(shè)備通過串口與所述監(jiān)控主機(jī)相連。
[0009]更進(jìn)一步地，所述無線溫濕度傳感器采用電池供電，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型為EndDevice。設(shè)備類型為EndDevice的設(shè)備由電池供電；設(shè)備類型為EndDevice的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通常情況下處于休眠狀態(tài)，一旦有狀態(tài)變化，立即向協(xié)調(diào)器上報最新狀態(tài);在未收到確認(rèn)信息或發(fā)送次數(shù)未達(dá)到限定次數(shù)之前，每Is循環(huán)發(fā)送。系統(tǒng)中設(shè)備類型為EndDevice的設(shè)備節(jié)點(diǎn)定期發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包。
[0010]更進(jìn)一步地，所述監(jiān)控主機(jī)通過Fiber、IP或3G的傳輸方式將處理后的數(shù)據(jù)上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0011]本發(fā)明提供的無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的對象中，包含但不限于溫濕度測量，也可包含采用無線傳輸、電池供電的煙感、紅外等通訊速率小于15200bps的監(jiān)控對象。
[0012]在本發(fā)明實施例中，溫濕度測量節(jié)點(diǎn)具有溫度變化閾值設(shè)置功能;在溫濕度變化閾值范圍內(nèi)，每小時主動上報一次數(shù)據(jù)；當(dāng)溫度變化值超過所設(shè)置的閾值時，主動上報;在未收到確認(rèn)信息之前或發(fā)送次數(shù)未達(dá)到限定次數(shù)之前，每Is循環(huán)發(fā)送。
[0013]本發(fā)明提供的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)中，當(dāng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)成功時，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器主動上報自己的地址和設(shè)備類型信息，其中的設(shè)備類型信息包含MAC地址、自身的傳感器類型等。監(jiān)控主主機(jī)中的ZigBee節(jié)點(diǎn)為協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)建立和管理網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的數(shù)據(jù)通過其和中央處理器交互本無線監(jiān)控系統(tǒng)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有ZigBee網(wǎng)絡(luò)PANID更改，ZigBee網(wǎng)絡(luò)信道更改功能，防止和其它無線網(wǎng)絡(luò)沖突;本無線監(jiān)控系統(tǒng)支持信號強(qiáng)度檢測，避免安裝位置的不正確導(dǎo)致信號異常。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實施例提供的無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控采集器的原理框圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實施例提供的命令/響應(yīng)信令流程圖；
[0017]圖4是本發(fā)明實施例提供的主動上報信令流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明提供的無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee無線技術(shù);可以應(yīng)用于IDC機(jī)房溫場監(jiān)控領(lǐng)域，降低工程成本。
[0020]其中，ZigBee單元采用TI公司的CC2530芯片，遵循IEEE802.15.4協(xié)議。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖，圖2示出了監(jiān)控主機(jī)的原理框圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0021]對于IDC機(jī)房的溫場監(jiān)控系統(tǒng)，所監(jiān)控的對象就是各個關(guān)鍵位置的溫度/溫濕度數(shù)據(jù)。本無線監(jiān)控系統(tǒng)就是對測溫點(diǎn)進(jìn)行無線化處理。圖1中的ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)處均設(shè)置有無線溫濕度傳感器。
[0022]無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)將從ZigBee網(wǎng)絡(luò)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，然后通過Fiber/IP/3G等傳輸方式上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0023]在本發(fā)明中，監(jiān)控采集器內(nèi)部的ZigBee模塊設(shè)備類型為協(xié)調(diào)器(Coordinator，下同)，負(fù)責(zé)管理整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)，包含ZigBee網(wǎng)絡(luò)PANID，ZigBee網(wǎng)絡(luò)信道的設(shè)置。其通過串口(TTL電平)和中央處理器CPU相連。組網(wǎng)完成后，協(xié)調(diào)器僅僅起一個管道之用。
[0024]本發(fā)明中對于溫度/溫濕度等傳感器采用電池供電，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型為EndDevice。其間歇性工作，通常屬于休眠模式以節(jié)省功耗。其工作方式有兩種，一種為被動查詢方式，即設(shè)備在未進(jìn)入睡眠時，可以接收上位機(jī)的命令，并響應(yīng)信息。進(jìn)一步說，系統(tǒng)運(yùn)行時，中央處理器下發(fā)給EndDevice設(shè)備的命令，先發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器從命令數(shù)據(jù)中提取出“目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備”，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器再原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)給中央處理器進(jìn)行處理，完成命令的發(fā)送及響應(yīng)過程。其信令流程圖見圖3。
[0025]另外一種為主上報的方式。進(jìn)一步說，這些設(shè)備通常處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)外部有狀態(tài)變化時或定時器到時，終止休眠，將新的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器再轉(zhuǎn)發(fā)給中央處理器；中央處理器發(fā)送確認(rèn)信息給EndDevice，信息先發(fā)到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器從確認(rèn)數(shù)據(jù)中提取出“目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備”，然后將信息轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。其信令流程圖見圖4。在沒有收到中央處理器的確認(rèn)信息之前，每隔Is循環(huán)發(fā)送，直到收到確認(rèn)信息后或發(fā)送次數(shù)100次后，停止發(fā)送。另外，這些設(shè)備定期往協(xié)調(diào)器上報心跳信息，協(xié)調(diào)器再轉(zhuǎn)發(fā)給中央處理器;在沒有收到中央處理器的確認(rèn)信息之前，每隔Is循環(huán)發(fā)送，直到收到確認(rèn)信息或發(fā)送次數(shù)10次后，停止發(fā)送。
[0026]本發(fā)明中的溫濕度測量節(jié)點(diǎn)可根據(jù)客戶的需求，設(shè)置溫濕度告警閾值，在通常情況下每個小時上報一次測量的溫濕度值，當(dāng)溫度變化超過閾值時，立即上報。本發(fā)明中上行接口提供IP/Fiber/3G等傳輸方式，適應(yīng)不同的場合應(yīng)用需求。
[0027]在本發(fā)明實施例中，無線技術(shù)不僅限于ZigBee技術(shù)，也包含其它例如433M技術(shù)，只要原理和本發(fā)明一樣即可。
[0028]在本發(fā)明實施例中，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備節(jié)點(diǎn)使用紐扣電池供電，不限于電池的種類;只要符合使用電池供電，當(dāng)有外部狀態(tài)變化引起的主動上報、定期上報心跳均可。
[0029]在本發(fā)明實施例中，ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)中設(shè)備類型為EndDevice的設(shè)備，其循環(huán)上報時間不限于所設(shè)置的ls，只要符合“發(fā)送數(shù)據(jù)后，需要確認(rèn)，沒有收到確認(rèn)之前或發(fā)送達(dá)到一定次數(shù)后需循環(huán)上報”這一原則即可。
[°03°]在本發(fā)明實施例中，無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee的無線傳感網(wǎng)絡(luò);ZigBee技術(shù)所用載體不限于CC2530，只要符合本發(fā)明中的原理即可。
[0031]在本發(fā)明實施例中，無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)上行口支持IP/PTN/3G傳輸；IP/Fiber/3G傳輸方式不限于全部，只要符合其中一種即可。
[0032]在本發(fā)明實施例中，ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)不限于溫濕度傳感器，還有諸如漏水檢測傳感器、門磁傳感器、煙霧探測傳感器等機(jī)房常用的傳感器
[0033]本發(fā)明能夠大幅度降低工程成本、方案成本。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控主機(jī)，多個由溫濕度傳感器構(gòu)成的ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)；多個ZigBee設(shè)備布置在各個節(jié)點(diǎn)處形成ZigBee網(wǎng)絡(luò)； 系統(tǒng)運(yùn)行時，監(jiān)控主機(jī)下發(fā)給無線溫濕度傳感器的命令，先發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器從命令數(shù)據(jù)中提取出“目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備”后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn);位于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處的無線溫濕度傳感器進(jìn)行響應(yīng)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器再原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行處理，完成命令的發(fā)送及響應(yīng)過程;監(jiān)控主機(jī)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)獲得無線溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。2.如權(quán)利要求1所述的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控主機(jī)包括中央處理器，與中央處理器連接的光纖傳輸模塊，與中央處理器連接的IP傳輸模塊，與中央處理器連接的z i gBee模塊，以及與中央處理器連接的3G模塊。3.如權(quán)利要求2所述的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述ZigBee設(shè)備為協(xié)調(diào)器。4.如權(quán)利要求1或2所述的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述ZigBee設(shè)備通過串口與所述監(jiān)控主機(jī)相連。5.如權(quán)利要求1或2所述的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線溫濕度傳感器采用電池供電，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型為EndDevice。6.如權(quán)利要求1或2所述的無線溫控監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控主機(jī)通過Fiber、IP或3G的傳輸方式將處理后的數(shù)據(jù)上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無線溫場監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控主機(jī)，多個由無線溫濕度傳感器組成的ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)；多個ZigBee設(shè)備節(jié)點(diǎn)形成ZigBee網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)運(yùn)行時，監(jiān)控主機(jī)下發(fā)給無線溫濕度傳感器的命令，先發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器從命令數(shù)據(jù)中提取出“目標(biāo)溫濕度傳感器設(shè)備”后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)；位于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處的無線溫濕度傳感器進(jìn)行響應(yīng)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器再原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行處理，完成命令的發(fā)送及響應(yīng)過程；監(jiān)控主機(jī)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)獲得無線溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
【IPC分類】G05B19/418, G08C17/02, G01D21/02, G08B19/00
【公開號】CN105446297
【申請?zhí)枴緾N201510926855
【發(fā)明人】戴軍
【申請人】深圳谷探科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月11日