专利名称：基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种网关装置，特别是涉及一种基于无线自组网通信的ZigBee 技术，能够实现无线局域网络与传统网络间数据格式转换和数据转发的物联网无线通信网
关装置。
背景技术：
随着无线网络技术的发展，物联网技术的研究和开发取得了日新月异的进步，被 广泛应用于人类生活的各个领域。物联网是通过信息传感设备，以约定的协议，把物品与互 联网相连接进行信息的交流和通信，实现职能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。无线通信网关装置在物联网的通讯结构中发挥着非常重要的作用。分散安装的信 息传感设备由于受到自身硬件条件和环境中基础设施等条件的限制，无法直接与传统网络 相连接。无线通信网关装置一方面以无线的方式与信息传感设备相连，另一方面以有线或 无线的方式与传统网络，如以太网、GPRS网等相连，能够访问远程的服务器和终端主机，实 现网络的协议转换和数据转发，使具有不同网络协议、不同软硬件环境的两个系统之间实 现通信。现有的无线通信网关装置的缺陷在于(1)现有的无线通信网关装置通常是基于蓝牙或者Wi-Fi技术，无线通信网关与 终端节点的通信距离较短，无法满足中长距离通信。(2)现有的无线通信网关装置用于实现以太网与局域网络互通的网关设备必须放 置在控制室内，以有线的方式与以太网连接，不能适应野外无以太网络连接的环境。(3)现有的无线通信网关装置的多个无线通信网关之间通常无硬件连接，限制了 整个系统的扩展能力。(4)现有的无线通信网关装置将所有的模块集中在同一张板卡上，当其中某一部 分出现故障时，需要更换整个无线通信网关装置，造成了维护成本的增加。(5)现有的无线通信网关装置一般采用8位或16位的处理器，其存储器的存储量 一般为1 2M，随着物联网技术的发展，上述无线通信网关装置已远远不能满足用户对无 线通信网关的要求。
实用新型内容针对以上问题，本实用新型旨在提供一种可以与多个终端节点进行无线组网及数 据交换，通过TCP/IP网络接口与以太网通信，通过GPRS模块与GPRS网络通信，通过RS485 接口与其他硬件设备通信，并能实现无线局域网络与传统网络间数据格式转换和数据转发 的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置。本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的技术方案如下本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置包括位于板卡底板上的 电源模块、RS485模块和TCP/IP网络模块，位于板卡核心板上的中央处理模块、FLASH扩展存储模块和实时时钟模块，以独立板卡形式存在的无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏 模块；所述的无线通信模块将接收到的信息传输给中央处理模块，所述的中央处理模块将 接收到的信息存储在FLASH扩展存储模块中，所述的中央处理模块对接收到的信息进行处 理，并将处理后的信息与传统网络相连或者通过RS485模块与主机相连；所述的实时时钟 模块用于为所述的网关装置提供秒、分、时、日、月、年的信息；所述的LCD液晶显示模块用 于显示信息；所述的电源模块为所述的RS485模块、TCP/IP模块、中央处理模块、FLASH扩 展存储模块、实时时钟模块、无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏模块供电。进一步地，所述的中央处理模块对接收到的信息进行处理，并将处理后的信息与 传统网络相连的方式为1)通过所述的TCP/IP网络模块与以太网相连；和/或2)通过所述的GPRS模块与GPRS网络相连；和/或3)通过所述的RS485模块与其他硬件设备实现网络相连。进一步地，所述的无线通信模块包括射频天线、CC2430芯片和CC2591芯片。进一步地，所述的中央处理模块采用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器。进一步地，所述的FLASH扩展存储模块的存储量是16M。进一步地，所述的实时时钟模块采用RX8025芯片。进一步地，所述的IXD触摸屏模块采用TFT真彩色液晶触摸显示屏。更进一步地，所述的TFT真彩色液晶触摸显示屏内部集成高速工业ARM7CPU。更进一步地，所述的TFT真彩色液晶触摸显示屏提供RS232接口、RS485串行接口 和打印机并行接口。进一步地，所述的电源模块提供12V电源接口、LM2596芯片和REGl 117-3. 3芯片。本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的有益效果在于(1)本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置支持ZigBee网络协 议，可以直接与外部多个终端节点实现无线通信、构建Mesh ZigBee网络，不仅能上传所述 的终端节点采集的信息，而且能对所述的终端节点进行远程控制；同时，能够适应野外无以 太网络连接的环境。(2)本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的各模块分别位于 多个板卡上，当某个模块出现故障时，只需要对其所位于的板卡进行维修即可，节约了维护 成本。(3)本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的中央处理模块采 用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器，其是基于32位的ARMCortex_M3的控制器， 并且，所述的FLASH扩展存储模块的存储量是16M，能够满足用户对无线通信网关的要求。(4)本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置可以通过RS485接口 与其他硬件设备通信，增强了整个系统的扩展能力。(5)本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置可以实现双向传送 数据和控制命令，不仅可以从终端节点传出信息设备采集信息，而且可以将中央处理模块 的控制命令传送到终端节点的控制设备。
图1是本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置的结构框图；图2是本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置接入物联网系统 的拓扑示意图；其中，1、信息传感设备，2、控制设备，3、终端节点，4、ZigBee无线网络，5、网关装 置，6、以太网，7、GPRS网络，8、其他硬件设备，9、主机。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型的技术方案，结合附图对本实用新型进行说明如下参见附图1，基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置包括位于板卡底板上的 电源模块、RS485模块和TCP/IP网络模块，位于板卡核心板上的中央处理模块、FLASH扩展 存储模块和实时时钟模块，以独立板卡形式存在的无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏 模块；所述的无线通信模块将接收到的信息传输给中央处理模块，所述的中央处理模块将 接收到的信息存储在FLASH扩展存储模块中，所述的中央处理模块对接收到的信息进行处 理，并将处理后的信息与传统网络相连或者通过RS485模块与主机相连；所述的实时时钟 模块用于为所述的网关装置提供秒、分、时、日、月、年的信息；所述的LCD液晶显示模块用 于显示信息；所述的电源模块为所述的RS485模块、TCP/IP模块、中央处理模块、FLASH扩 展存储模块、实时时钟模块、无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏模块供电。所述的无线 通信模块包括射频天线、CC2430芯片和CC2591芯片；所述的中央处理模块采用Luminary Micro公司的LM3S8938位控制器；所述的FLASH扩展存储模块的存储量是16M ；所述的实时 时钟模块采用RX8025芯片；所述的LCD触摸屏模块采用TFT真彩色液晶触摸显示屏；所述 的TFT真彩色液晶触摸显示屏内部集成高速工业ARM7CPU ；所述的TFT真彩色液晶触摸显 示屏提供RS232接口、RS485串行接口和打印机并行接口 ；所述的电源模块提供12V电源接 口、LM2596 芯片和 REGl 117-3. 3 芯片。参见附图2，应用本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置时，所 述的网关装置5安装在不同物品和环境中的终端节点3上的信息传感设备1实时采集信 息，并将这些信息筛选、量化后，以约定的格式存储在终端节点3中，终端节点3以自动定时 的方式、被动查询的方式或实时发送的方式将存储的信息通过ZigBee无线网络4发送给 网关装置5，用户也可以通过网关装置5将控制命令发送给终端节点，实现对终端节点3上 的控制设备2的远程控制。本实用新型基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置5中 所述的中央处理模块对接收到的信息进行处理，并将处理后的信息与传统网络相连的方式 为1)通过TCP/IP网络模块与以太网6相连；和/或2)通过GPRS模块与GPRS网络7相 连；和/或3)通过RS485模块与其他硬件设备8实现网络相连，或者通过RS485模块与主 机9相连，直接监控各个终端节点。此外，网关装置5的通信状态和终端节点3的信息通过 IXD触摸屏实时显示。
权利要求基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于包括位于板卡底板上的电源模块、RS485模块和TCP/IP网络模块，位于板卡核心板上的中央处理模块、FLASH扩展存储模块和实时时钟模块，以独立板卡形式存在的无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏模块；所述的无线通信模块将接收到的信息传输给中央处理模块，所述的中央处理模块将接收到的信息存储在FLASH扩展存储模块中，所述的中央处理模块对接收到的信息进行处理，并将处理后的信息与传统网络相连或者通过RS485模块与主机相连；所述的实时时钟模块用于为所述的网关装置提供秒、分、时、日、月、年的信息；所述的LCD液晶显示模块用于显示信息；所述的电源模块为所述的RS485模块、TCP/IP模块、中央处理模块、FLASH扩展存储模块、实时时钟模块、无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的中央处理模块对接收到的信息进行处理，并将处理后的信息与传统网络相连的方式 为1)通过所述的TCP/IP网络模块与以太网相连；和/或2)通过所述的GPRS模块与GPRS网络相连；和/或3)通过所述的RS485模块与其他硬件设备实现网络相连。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的无线通信模块包括射频天线、CC2430芯片和CC2591芯片。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的中央处理模块采用LuminaryMicro公司的LM3S8938位控制器。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的FLASH扩展存储模块的存储量是16M。
6.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的实时时钟模块采用RX8025芯片。
7.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的LCD触摸屏模块采用TFT真彩色液晶触摸显示屏。
8.根据权利要求7所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的TFT真彩色液晶触摸显示屏内部集成高速工业ARM7CPU。
9.根据权利要求7所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的TFT真彩色液晶触摸显示屏提供RS232接口、RS485串行接口和打印机并行接口。
10.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，其特征在于 所述的电源模块提供12V电源接口、LM2596芯片和REGl 117-3. 3芯片。专利摘要本实用新型公开了基于ZigBee技术的物联网无线通信网关装置，包括电源模块、RS485模块、TCP/IP网络模块、中央处理模块、FLASH扩展存储模块、实时时钟模块，无线通信模块、GPRS模块和LCD触摸屏模块；无线通信模块将接收到的信息传输给中央处理模块，中央处理模块将接收到的信息存储在FLASH扩展存储模块中，中央处理模块对接收到的信息进行处理，并将处理后的信息与传统网络相连或者通过RS485模块与主机相连；实时时钟模块用于为网关装置提供秒、分、时、日、月、年信息；LCD液晶显示模块用于显示信息；电源模块为其他模块供电。所述网关装置基于无线自组网通信的ZigBee技术，能够实现无线局域网络与传统网络间数据格式转换和数据转发。
文档编号H04W88/16GK201726537SQ20102028943
公开日2011年1月26日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者张云, 张涛, 杨丁 申请人:北京中能普瑞技术有限公司