专利名称：一种无线网络采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线网络的数据传输设备领域，特别是涉及一种在无线抄表，智 能仪表(器)等物联网领域中广泛使用的无线网络采集器，该设备特别适用于短距离无线 网络数据采集及传输领域，将目前所新兴的2. 4GHz频段的Zigbee射频技术与总线技术相 结合，从而形成一套完整的比较经济实用的短距离无线网络数据采集传输方案。
背景技术：
目前市场上近距离无线通信产品层出不穷，广泛应用在无线通讯方面的技术有 蓝牙(Bluetooth)，红外(IrDA)和无线局域网802. Il(Wi-Fi)技术。此外，还有一些具有发 展潜力的近距离无线技术标准，它们分别是超宽频(UltraWideBand)、短距离通信(NFC)、 WiMedia、GPS、DECT、无线139和专用无线系统等。它们都有各自立足的特点，或基于传输速 度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于距离的扩充性；或符合某些单一应用的特殊要求； 或建立竞争技术的差异优化等，但没有一种技术完美到可以满足所有的要求。下面对当前 生活工作中广泛使用的几种短距离无线通信技术进行介绍(1)蓝牙技术，蓝牙是一种无 线数据与语音通信的开放全球规范，是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的 近距离无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电缆或电 缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通 用的2. 4GHz ISM频段，提供IMbps的传输速率和IOm的传输距离。蓝牙技术缺点是过于 昂贵，突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问 题等等，这就使得许多用户不愿花大价钱来购买这种无线设备；(2) IrDA技术，IrDA是一种 利用红外线进行点对点通信的技术，能在Im范围内以最快16Mb/s的速率传输数据，IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需 的体积小、功能低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性 高。IrDA的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被 其它物体阻隔，因而该技术只能用于2台设备之间的连接；(3)NFC技术，NFC(Near Field Communication近距离传输)是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID (非接 触式射频识别)的短距离无线通信技术标准，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距 离内工作在13. 56MHz频率范围，NFC有三种应用类型设备连接、实时预定、移动商，它不 适用于工业应用场合；(4)UWB技术，超宽带技术UWB (Ultra wideband)是一种无线载波通 信技术，他不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频 谱范围很宽。UWB可在非常宽的带宽上传输信号，UWB主要应用在小范围、高分辨率、能够 穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。这种新技术适用于对速率要求非常高(大于 100Mb/s)的LANs或PANs，UffB尤其适合近距离内高速传送大量多媒体数据；(5) Wi-Fi技 术，Wi-FUWirelessFidelity)，无线保真技术，属于在办公室和家庭中使用的短距离无线 技术。该技术使用的使2. 4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前 可使用的标准有两个，分别是IEEE802. Ila和IEEE802. Ilb ；Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能差；(6) Zigbee技术，Zigbee主要应用在短距离范围之内并且数 据传输速率不高的各种电子设备之间。Zigbee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的 通信方式，蜜蜂通过跳zigbee形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信 息。Zigbee使用2. 4GHz波段，采用跳频技术。与其它短距离无线通信技术相比，zigbee更 简单、功率及费用更低，传输可靠性高。另外，它可与254个节点联网。可以比其它短距离 无线技术更好的支持游戏、消费电子、仪器、工业监控/自动化、传感器网络、家庭监控/自 动化、安全系统和玩具等领域应用。zigbee技术特点主要包括以下几个部分数据传输可 靠性高；功耗低，在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上；低成本，因 为zigbee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，无需支付协议专利费；网络容 量大，每个zigbee网络最多可支持255个设备，也就是说每个zigbee设备可以与另外254 台设备相连接；并且可以通过集中器将Zigbee网络进行扩展；工作频段灵活，使用的频段 分别为2. 4GHz,868MHz (欧洲)915MHz (美国)，均为免执照频段。虽然上述各种无线通信技术迅猛发展，极大提高了人们的工作效率和生活品质， 然而，在日常生活和工业领域中，人们仍然被各种电缆所束缚，能否在一定范围内实现各种 设备之间的无线通信，纵观目前发展较成熟的几大短距离无线通信技术，往往比较复杂，不 但耗费资源较多，而且成本也比较高，并不适用于短距离、低成本、低功耗的工业控制，数据 采集、监控报警、集中抄表等无线通信的场合。
发明内容本实用新型的目的是针对目前各种工业通信仍然被电缆所束缚的问题，提出一种 全新的基于Zigbee无线通信技术的把无线短距离的数据集中采集与传输方案，以实现不 利用通信电缆而进行各种设备之间相互通信，达到低成本、低功耗、低速率、短距离的无线 数据传输，用最少的资源和成本实现高稳定性的数据采集和传输的最终目的。实现上述目的的本实用新型技术方案为一种无线网络采集器，包括电源模块和 与主处理器单元模块分别连接的复位模块和功放模块，主处理器单元模块上还设置有串口 及调试口，功放模块与天线相连接。主处理器单元模块上的串口为标准RS485串口通信接 口。主处理器单元模块上的调试口支持在线调试程序和下载程序，其类型为JTAG接口，电 源模块输出提供电路板所需的3. 3v电源，输入为交流220V电源。利用本实用新型的技术方案设计的采集器能做到防尘防水并且通信组网方式灵 活、适用范围广、维护简单、功耗小、使用方便、采集数据准确快捷、设备稳定性高、结构小 巧、安装方便，安装可以采用卡轨安装和壁挂式安装两种方式，用户可灵活选用安装方式。
图1是本实用新型所述的无线网络采集器模块结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式进行具体描述。如图1、是本实用新型所述 的无线网络采集器模块结构框图，如图所示，本实用新型所述的无线网络采集器包括电源 模块和与主处理器单元模块分别连接的复位模块和功放模块，主处理器单元模块上还设置有串口及调试口，功放模块与天线相连接，天线负责Zigbee短距离无线网络数据收发。主 处理器单元模块上的串口为标准RS485串口通信接口，负责与现场智能仪表(器)等设备 通信连接。主处理器单元模块上的调试口支持在线调试程序和下载程序，其类型为JTAG接 口，电源模块输出提供电路板所需的3. 3v电源，输入为交流220V电源。本实用新型的工作过程为，主站管理计算机通过GPRS或以太网将通信请求命令 下发到无线网络集中器，无线网络集中器接到主站计算机命令后负责配置和启动整个无线 网络，即启动网络上的路由器和唤醒本实用新型技术方案设计的采集器，网络启动完成后 会自动计算网络路径将主站下发的命令经本实用新型技术方案设计的采集器传至现场设 备层的智能仪表(如电能表)、传感器等，设备层的设备收到主站管理计算机通信请求命令 后，立即应答响应，应答数据包通过本实用新型技术方案设计的采集器传至无线网络集中 器，集中器再将应答数据包通过GPRS远程无线传输方式或以太网通信方式传至主站管理 计算机。上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术 人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种无线网络采集器，包括电源模块和与主处理器单元模块分别连接的复位模块和 功放模块，其特征在于，主处理器单元模块上还设置有串口及调试口，功放模块与天线相连 接，电源模块与主处理器单元模块连接提供主处理器单元模块所需的电源，电源模块输入 为交流220V电源。
2.根据权利要求1所述的无线网络采集器，其特征在于，主处理器单元模块上的串口 为标准RS485串口通信接口。
3.根据权利要求1所述的无线网络采集器，其特征在于，主处理器单元模块上的调试 口为 JTAG 接口。
专利摘要本实用新型公开了一种无线网络采集器，包括电源模块和与主处理器单元模块分别连接的复位模块和功放模块，主处理器单元模块上还设置有串口及调试口，功放模块与天线相连接。主处理器单元模块上的串口为标准RS485串口通信接口。主处理器单元模块上的调试口为JTAG接口支持在线调试程序和下载程序。电源模块输出提供主处理器单元模块所需的3.3v电源，输入为交流220V电源。利用本实用新型的技术方案设计的采集器能做到防尘防水并且通信组网方式灵活、适用范围广、维护简单、功耗小、使用方便、采集数据准确快捷、设备稳定性高、结构小巧、安装方便，安装可以采用卡轨安装和壁挂式安装两种方式，用户可灵活选用安装方式。
文档编号G08C17/02GK201780676SQ20102029473
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者卢绍旺, 张开平, 李小强, 李振弘, 王海云, 高剑 申请人:深圳市信立科技有限公司