专利名称：基于Zigbee技术的数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集装置，尤其是一种无线数据采集装置，具体地说是一种基于Zigbee技术的数据采集系统。
背景技术：
在有些情况下，需要把测得的数据上传至电脑或互联网上，对测量结果做记录统计，永久保存以及进一步的分析，目前一部分采集方式是通过有线方式将测量结果上传至电脑，有线传输方式受数据线的长度限制，而且受空间限制，线的摆布极为不方便，扩展性差，也不美观。另一部分是采用无线传输方式，而目前的无线传输大都采用红外技术和蓝牙技术，但是，现有的红外技术在传输速率和抗干扰能力上存在诸多不足，而蓝牙技术存在功耗大和组网不方便的缺陷。因此，设计一种新的数据采集传输方式就显得十分重要。Zigbee是基于IEEE802. 15. 4标准的低功耗个域网协议。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、短时延、高容量、高安全、低成本。采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，
2.4 GHz (全球)、915 MHz (美国)和868 MHz (欧洲)。简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。而据申请人所知，目前将Zigbee用于数据采集的相关系统尚未见报道。
发明内容本实用新型的目的是针对目前数据采集中存在的传输不便的问题，设计一种基于Zigbee技术的数据采集系统。本实用新型的技术方案是—种基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是它主要由数据采集终端I和数据处理终端2组成，数据采集终端I通过Zigbee无线网络与数据处理终端2相连；所述的数据采集终端I由传感器101、滤波电路102、AD转换电路103、处理器104、Zigbee无线发射模块106组成,传感器101的信号输出端接滤波电路102的信号输入端,滤波电路102的信号输出端与AD转换电路103的输入端相连，AD转换电路103的输出端与处理器104的信号米集端相连，处理器104的信号输出端与Zigbee无线发射模块106的信号输入端相连，Zigbee无线发射模块106通过Zigbee无线网络与数据处理终端2中的Zigbee无线接收模块401相连，数据处理终端2主要由Zigbee无线接收模块401及数据管理中心电脑403组成，Zigbee无线接收模块401安装在数据管理中心机房中，Zigbee无线接收模块401通过RS232接口 402与安装在数据管理中心机房中的数据管理中心电脑403相连。所述的数据采集终端I还包括为各模块供电的电源模块107以及与处理器104相连的显示模块105。所述的Zigbee无线发射模块106通过若干个中继路由节点501与安装在数据处理终端2的Zigbee无线接收模块401相连。所述的Zigbee无线发射模块106采用内置PCB天线。所述的处理器104的TX端口与Zigbee无线发射模块106的RX端口相连，处理器104的RX端口与Zigbee无线发射模块106的TX端口相连。本实用新型的有益效果本实用新型结构简单，无需布线，并且可随时随地移动，不会受网线的限制，大大方便了数据的采集。
图I是本实用新型的系统组成结构示意图。图2是本实用新型的数据采集终端的电路原理图图3是本实用新型的处理器与Zigbee无线发射模块的电路连接图。图4是本实用新型的数据采集信号传递流程图。图5是本实用新型采用中继路由Zigbee节点的无线传输网路原理图。图6是本实用新型的串口通信协议数据格式。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1-6所示。一种基于Zigbee技术的数据采集系统，它主要由数据采集终端I和数据处理终端2组成,数据处理终端2主要由Zigbee无线接收模块401及数据管理中心电脑403组成，数据采集终端I通过Zigbee无线网络与数据处理终端2相连，如图I所示；所述的数据采集终端I由传感器101 (可为重量传感器、血压传感器、血糖传感器等适合于医用检测的各类传感器)、滤波电路102、AD转换电路103、处理器104、Zigbee无线发射模块106、电源模块107与处理器104相连的显示模块105组成，电源模块107为各模块供电，如图2所示，传感器101的信号输出端接滤波电路102的信号输入端,滤波电路102的信号输出端与AD转换电路103的输入端相连，AD转换电路103的输出端与处理器104的信号采集端相连，处理器104的信号输出端与Zigbee无线发射模块106的信号输入端相连,Zigbee无线发射模块106通过Zigbee无线网络与数据处理终端2中的Zigbee无线接收模块401相连，Zigbee无线接收模块401安装在数据管理中心机房中，Zigbee无线接收模块401通过RS232接口402与安装在数据管理中心机房中的数据管理中心电脑403相连。当数据传输路径较长时，还可在传输路径上安装中继路由节点501，如图5所示。详述如下图I是本实用新型的系统组成结构原理图。数据采集终端I测得的数据通过Zigbee无线发射模块106发射,Zigbee无线接收模块401接收，接收的数据通过RS232接口 402传到数据管理中心的电脑403里。Zigbee数据传输采用透明传输的方式，透传模块的好处在于用户不需要考虑模块中程序如何运行的，用户只需要将自己的数据通过串口发送到模块里，然后模块会自动把数据用无线发送出去，并按照预先配置好的网络结构，和网络中的目的地址节点进行收发通讯了，接收模块会进行数据校验，如数据无误即通过串口送出。信息管理中心的Zigbee模块401位置相对固定，因此可带较长的外置天线，延长传输距离。图2是本实用新型的数据采集终端的组成框图。其是传感器信号采集单元101，用于将各种信号转变为电信号；滤波电路102，用于将测量过程中产生的干扰噪声等去除；AD单元103，用于将测量的模拟信号转变为数字信号；处理器104，是整块电路板的核心，可采用单片机或ARM器件，用于对采集来的信号进行处理，转变为可供识读的数据格式，并且可向Zigbee模块发送数据。显示模块105，可采用LED或IXD器件，用于实时显示测量值；Zigbee无线发射模块106，该模块是一种已经集成射频、协议和程序的“芯片”，其包含了所有外围电路和完整协议栈。电源107，为各个电路提供电源。图3是本实用新型的处理器104与Zigbee无线发射模块106的电路连接图。Zigbee发射模块106通过串口与处理器104相连，处理器的TX端口与Zigbee无线发射模块104的RX端口相连，处理器104的RX端口与Zigbee无线发射模块的TX端口相连，采用TTL电平，Zigbee无线发射模块的VCC电压采用和主电路板相同电源电压供电，GND与主电路板的地线相连。Zigbee无线发射模块106可采用内置的PCB天线，这样整个电路板可以做到设备里面，减小设备体积。图4是本实用新型的测量信号传递流程图。本设备通过传感器采集的信号，经滤波、AD转换后进入处理器得出结果，并且实时显示，测得的数据可通过Zigbee无线发射模块传输到Zigbee无线接收端，经信号处理后，通过RS232接口送到信息管理中心的电脑里。图5是本实用新型采用中继路由Zigbee节点的无线传输网路原理图。经试验，Zigbee模块的在空旷地带的传输距离约为lkM，如果遇到障碍物，信号会有所衰减。Zigbee无线通信模块可采用多种组网方式，增加中继路由节点501，有效地绕开障碍物，延长传输距离，并且可和其它信号采集设备一起组成无线网络，将采集到的数据传输到信息管理中心。图6是本实用新型的串口通信协议数据格式。每组测量数据由起始码、地址码、有效数据、校验码、结束码组成。如果数据传输有误，则信息管理中心会向本设备发出重传指令，重新传输数据，直到正确为止。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是它主要由数据采集终端(I)和数据处理终端(2)组成，数据采集终端(I)通过Zigbee无线网络与数据处理终端(2)相连；所述的数据采集终端(I)由传感器(101)、滤波电路(102)、AD转换电路(103)、处理器(104)、Zigbee无线发射模块(106)组成,传感器(101)的信号输出端接滤波电路(102)的信号输入端，滤波电路(102)的信号输出端与AD转换电路(103)的输入端相连，AD转换电路(103)的输出端与处理器(104)的信号采集端相连,处理器(104)的信号输出端与Zigbee无线发射模块(106)的信号输入端相连,Zigbee无线发射模块(106)通过Zigbee无线网络与数据处理终端(2)中的Zigbee无线接收模块(401)相连，数据处理终端(2)主要由Zigbee无线接收模块(401)及数据管理中心电脑(403)组成，Zigbee无线接收模块(401)安装在数据管理中心机房中，Zigbee无线接收模块(401)通过RS232接口(402)与安装在数据管理中心机房中的数据管理中心电脑(403)相连。
2.根据权利要求I所述的基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是所述的数据采集终端(I)还包括为各模块供电的电源模块(107)以及与处理器(104)相连的显示模块(105)。
3.根据权利要求I所述的基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是所述的Zigbee无线发射模块(106)通过若干个中继路由节点(501)与安装在数据处理终端(2)的Zigbee无线接收模块(401)相连。
4.根据权利要求I所述的基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是所述的Zigbee无线发射模块(106 )采用内置PCB天线。
5.根据权利要求I所述的基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是所述的处理器(104)的TX端口与Zigbee无线发射模块(106)的RX端口相连，处理器(104)的RX端口与Zigbee无线发射模块(106)的TX端口相连。
专利摘要一种基于Zigbee技术的数据采集系统，其特征是它主要数据采集终端(1)和数据处理终端(2)组成；所述的数据采集终端(1)由传感器(101)、滤波电路(102)、AD转换电路(103)、处理器(104)、Zigbee无线发射模块(106)组成，传感器(101)的信号输出端通过滤波电路(102)与AD转换电路(103)相连，AD转换电路(103)与处理器(104)相连，处理器(104)与Zigbee无线发射模块(106)相连，Zigbee无线发射模块(106)通过Zigbee无线网络与数据处理终端(2)中的Zigbee无线接收模块(401)相连。本实用新型结构简单，无需布线，并且可随时随地移动，不会受网线的限制，大大方便了数据的采集。
文档编号H04W84/18GK202600943SQ201220149249
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者李宁, 刘尊亮, 吴芸, 吕磊 申请人:徐州雷奥医疗设备有限公司