基于Zigbee网络的多源数据传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线数据传输领域，具体涉及一种基于Zigbee网络的多源数据传输 方法。
【背景技术】
[0002] Zigbee，在中国被译为"紫蜂"，一种新兴的短距离、低功耗、低成本、低复杂度、自 组织的无线通信技术，与蓝牙类似，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。
[0003]目前，在Zigbee网络中，传感器的类型较多，传统的数据传输方式是一种传感器 对应一种传输方法，即针对每种不同类型的传感器，将该传感器采集的数据通过特定协议 封装后，再传输到后端服务器，这种数据传输方式难以适应多源传感器，而且增加了后端服 务器解析数据时的复杂度。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于Zigbee网络的多 源数据传输方法，实现多源传感器信息的统一传输，提高对多源传感器的适应性，降低后 端服务器解析数据时的复杂度。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于 Zigbee网络的多源数据传输方法，包括以下步骤：
[0005] S1.发送端采集传感器的数据，并按照通用帧的格式进行处理：通用帧包括数据 域，将采集数据加载到通用帧的数据域中，并对加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾分 别进行替换处理，封装成若干第一数据帧，将所有第一数据帧按照采集数据的顺序进行排 列；
[0006] S2.发送端按照第一数据帧的排列顺序，依次判断每个第一数据帧的长度是否> 32字节，若是，则转到步骤S3 ;若否，则将该第一数据帧命名为第二数据帧，转到步骤S4 ;
[0007] S3.发送端按照采集数据的顺序，对第一数据帧进行分割，再按照通用帧的格式重 新组帧、排列，得到若干第二数据帧，每个第二数据帧的长度< 32字节，转到步骤S4 ;
[0008] S4.发送端按照第二数据帧的排列顺序，依次对第二数据帧进行帧校验，得到若干 第三数据帧，转到步骤S5 ;
[0009] S5.发送端按照第三数据帧的排列顺序，依次传输第三数据帧，转到步骤S6 ;
[0010] S6.接收端依次接收第三数据帧，对接收到的第三数据帧依次进行检测操作：当 接收端检测到第三数据帧的数据域的帧头时，判断是否检测到第三数据帧的数据域的帧 尾，若是，则转到步骤S7 ;若否，则重复执行步骤S6 ;
[0011] S7.接收端对第三数据帧的数据域中经过替换处理的数据进行还原操作，并存储， 直至接收端接收到所有的第三数据帧，并经过检测操作、还原操作，最终得到发送端采集的 数据。
[0012] 在上述技术方案的基础上，所述通用帧的格式为：帧头+帧标识+当前帧帧内序号 +当前帧帧内剩余数+从节点短地址+数据域+CRC校验+帧尾。
[0013] 在上述技术方案的基础上，步骤S1具体包括以下步骤：
[0014] S101.发送端采集传感器的数据，将采集数据分割成若干条子数据；
[0015] S102.发送端按子数据的排列顺序，将子数据依次加载到对应通用帧的数据域 中；
[0016] S103.发送端对数据域的帧头、帧尾分别进行替换处理，封装成若干第一数据帧， 将所有第一数据帧按照采集数据的顺序进行排列。
[0017] 在上述技术方案的基础上，步骤S3中，所述得到若干第二数据帧的过程为：将第 一数字帧的数据域中的子数据分割成若干条分数据，按照分数据的排列顺序，将分数据依 次加载到对应通用帧的数据域中，得到若干第二数据帧。
[0018] 在上述技术方案的基础上，步骤S1中，所述对加载后的通用帧的数据域的帧头、 帧尾分别进行替换处理的过程为：当加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾中存在Oxff或 Oxfe时，将加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾中的Oxff替换为Oxfe0x00,将Oxfe替 换为OxfeOxfl。
[0019] 在上述技术方案的基础上，步骤S7中，所述对第三数据帧的数据域中经过替换 处理的数据进行还原操作的过程为：将第三数据帧的数据域中经过替换处理的数据中的 Oxfe0x00 还原为Oxff，将OxfeOxfl还原为Oxfe。
[0020] 在上述技术方案的基础上，步骤S5中，所述传输第三数据帧的过程为：发送端每 次只发送一个第三数据帧：发送端包括串口、发送芯片和天线，发送端通过串口将第三数据 帧传递给发送芯片，发送芯片通过天线依次将第三数据帧的单个字节发送给接收端，直至 发送芯片将第三数据帧的所有字节发送完毕。
[0021] 在上述技术方案的基础上，步骤S5还包括以下步骤：所述发送端设置第一安全时 间，若发送端传输第三数据帧的时间 > 第一安全时间，则发送端结束传输第三数据帧。
[0022] 在上述技术方案的基础上，步骤S6还包括以下步骤：所述接收端设置第二安全时 间，若接收端接收第三数据帧的时间 > 第二安全时间，则接收端停止接收第三数据帧。
[0023] 在上述技术方案的基础上，所述第二安全时间为20毫秒。
[0024] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0025] (1)本发明将传感器的数据加载到通用帧的数据域中，并对加载后的通用帧的数 据域的帧头、帧尾分别进行替换处理，封装成若干第一数据帧。这种方式将多源传感器信息 按照通用帧的格式进行统一处理，提高多源传感器的适应性；采用隧道传输方式，将统一处 理后的多源传感器信息传输到接收端（后端服务器），降低后端服务器解析数据时的复杂 度。
[0026] (2)本发明中，针对传感器的类型不同，对应的传感器信息的格式不同，设计了不 定长的通用帧，这种可变字长的传输协议，适应多种传感器信息的传输，即多源数据的传 输，尤其适应在水文及仓库货物信息传输过程中，因传感器多样导致的数据长度不可控的 情形。
[0027] (3)本发明中，当加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾中存在Oxff或Oxfe时， 将加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾中的Oxff替换为Oxfe0x00,将Oxfe替换为Oxfe Oxfl，这是因为数据域的其他部分也可能存在Oxff或Oxfe，对加载后的通用帧的数据域的 帧头、帧尾进行替换处理，可以防止出现错误辨识数据域的帧头、帧尾的现象。
[0028] (4)本发明在发送数据帧前，依次判断每个第一数据帧的长度是否>32字节，若 第一数据帧的长度<32字节，则将第一数据帧命名为第二数据帧，若第一数据帧的长度 >32字节，则对第一数据帧进行分割，再按照通用帧的格式重新组帧、排列，得到若干长度 <32字节的第二数据帧，保证每个第二数据帧的长度均<32字节，从而保证数据帧传输过 程的可靠性。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例中基于Zigbee网络的多源数据传输方法的流程示意图；
[0030] 图2为图1中步骤S1的流程示意图。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0032] 参见图1所示，本发明实施例提供一种基于Zigbee网络的多源数据传输方法，包 括以下步骤：
[0033] S1.发送端采集传感器的数据，并按照通用帧的格式进行处理：通用帧包括数据 域，将采集数据加载到通用帧的数据域中，并对加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾分别 进行替换处理，封装成若干第一数据帧，将所有第一数据帧按照采集数据的顺序进行排列。
[0034] 其中，通用帧的格式为：帧头（3字节）+帧标识（1字节）+当前帧帧内序号（1字 节）+当前帧帧内剩余数（1字节）+从节点短地址（2字节）+数据域（n< 18字节）+CRC校 验（2字节）+帧尾（3字节），n为正整数。为了实现不同的功能，通用帧的格式可以不同。
[0035] 对加载后的通用帧的数据域的帧头、帧尾分别进行替换处理的过程为：当加载后 的通用帧的数据域的帧头、帧尾中存在Oxff(-个字符）或Oxfe(-个字符）时，将加载后 的通用帧的数据域的帧头、帧尾中的Oxff替换为Oxfe0x00 (两个字符），将Oxfe替换为 OxfeOxfl(两个字符）。这是因为数据域的其他部分也可能存在Oxff或Oxfe，对加载后的 通用帧的数据域的帧头、帧尾进行替换处理，可以防止出现错误辨识数据域的帧头、帧尾的 现象。
[0036] 参见图2所示，步骤S1包括以下步骤：
[0037] S101.发送端采集传感器的数据，将采集数据分割成若干条子数据；
[0038]S102.发送端按子数据的排列顺序，将子数据依次加载到对应通