Zigbee定位组网设备定时自检系统及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于zigbee(紫蜂协议)技术的定位组网设备定时自检系统及方法。

背景技术：

zigbee无线通信技术是一种低速率、低功耗、低成本的双向无线通信网络技术，可广泛应用于各个行业监控、安全系统、传感器传输网络、智能家居控制等领域。它工作在868mhz、915mhz和2.4ghz三个频段上，共有27个信道，通讯距离从标准的75m到几百米、甚至上千米。其中，工作于2.4ghz频段时提供250kbps的数据传输率，适用于高吞吐量、低延时或低作业周期的场合；工作于868/915mhz频段时提供20kbps、40kbps的数据传输率，适用于低速率、高灵敏度和大面积的场合。

zigbee协议栈是基于标准的七层开放式系统互联(osi)模型，但仅对那些涉及zigbee的层给予定义。ieee(电气和电子工程师协会)802.15.4-203标准定义了物理层(phy)和介质接入控制子层(mac)；zigbee联盟提供了网络层(nwk)和应用层(apl)框架的设计。其中应用层的框架包括应用支持子层(aps)、zigbee设备对象(zdo)和由制造商制定的应用对象。zigbee协议栈的每一层为其上层提供一组特定的服务：一个数据实体提供数据传输服务，一个管理实体提供其他全部服务。每个服务实体通过一个服务接入点(sap)为其上层提供服务结构，并且每个sap提供了一系列的基本指令来完成相应的功能。

基于zigbee协议栈的定位网络由三种设备节点组成：中心节点、参考节点和终端标签。中心节点是网络的发起者和组织者；参考节点负责网络内信息帧的路由并提供定位点的参考坐标；终端标签则是需要定位的移动个体。标签的信号广播后被参考节点接收并根据信号强度转换为距离信息，该距离 信息随后附加参考节点的id(身份标识)信息都反馈到标签。周期时间内，标签对比接收到的各个参考节点的距离信息，进行排序后将距离最近的参考节点信息发到中心节点。中心节点汇总所有标签的信息并传递到后台web(万维网)服务器上，根据参考节点的坐标和到标签的距离在2d(二维)位置图中标记出位置。

zigbee定位的三种设备节点组成网络后，若相互之间不通信，则很难了解各个设备是否都正常工作。为了了解各个设备的工作状态，那么就必须使各设备之间进行通信。中心节点是整个zigbee网络的基石，如果没有中心节点，整个网络也无从谈起，所以中心节点需要第一个上报自身工作状态到后台。而后台服务器上的定位数据都是由标签上报的与参考节点之间的通信数据，因此，如果参考节点工作正常，就可以通过定位数据确定标签是否工作正常。那么最后的关键就是确定参考节点是否工作正常。

常规做法：给各个设备定时自检并且上报数据给中心节点，中心节点保存上报数据，然后依次传输给后台。缺点有：中心节点需要保存所有上报数据，数据量大并且数据可能产生重复。而且，上报流程由参考节点发起，到中心节点可能产生冲突而造成信息丢失、遗漏。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中上报流程由参考节点发起，到中心节点可能产生冲突而造成信息丢失、遗漏等缺陷，提供一种zigbee定位组网设备定时自检系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种zigbee定位组网设备定时自检系统，其特点在于，其包括多个组网设备，该些组网设备中的一个组网设备作为中心节点、一个组网设备作为定位标签、其他所有标签均作为参考节点；

作为中心节点的组网设备用于每隔一时间段发出一广播信息，且在发出 该广播信息后对自身进行自检以获得自检数据；

作为参考节点的组网设备用于接收该广播信息后对自身进行自检，并将自检数据上报至该作为中心节点的组网设备；

该作为中心节点的组网设备用于将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至后台；

作为定位标签的组网设备用于与其他组网设备进行数据通信，获取定位数据并将该些定位数据上报至该后台。

本方案中，后台接收到自检数据和定位数据之后，经过观察后台中的这些数据，若发现未接收到网络内的某一个组网设备的自检数据，则认为该组网设备没有正常工作或未在该网络内，若发现接收到网络内的某一个组网设备的自检数据，则认为该组网设备正常工作。另外，若发现有定位数据则表明作为定位标签的组网设备处于工作状态，若未发现有定位数据则表明作为定位标签的组网设备没有正常工作或未在该网络内。

较佳地，该作为中心节点的组网设备用于在下次发出该广播信息前将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至该后台。

较佳地，该作为定位标签的组网设备用于在获取该些定位数据后，对该些定位数据按照距离由近及远进行排序，并将距离最近的定位数据上报至该后台。

本发明还提供一种zigbee定位组网设备定时自检方法，其特点在于，其利用上述的zigbee定位组网设备定时自检系统实现，该zigbee定位组网设备定时自检方法包括以下步骤：

s1、作为中心节点的组网设备每隔一时间段发出一广播信息，且在发出该广播信息后对自身进行自检以获得自检数据；

s2、作为参考节点的组网设备接收该广播信息后对自身进行自检，并将自检数据上报至该作为中心节点的组网设备；

s3、该作为中心节点的组网设备将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至后台；

在执行步骤s1-s3过程中，作为定位标签的组网设备与其他组网设备进行数据通信，获取定位数据并将该些定位数据上报至该后台。

较佳地，在步骤s3中，该作为中心节点的组网设备在下次发出该广播信息前将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至该后台。

较佳地，该作为定位标签的组网设备在获取该些定位数据后，对该些定位数据按照距离由近及远进行排序，并将距离最近的定位数据上报至该后台。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明由作为中心节点的组网设备定时广播获取网络内各个设备的状态，当作为参考节点的组网设备接收到广播信息后，上报自检数据至作为中心节点的组网设备。作为中心节点的组网设备在下次广播前传输上次自检数据(包括中心节点自身的自检数据)给后台。若在一次广播时间间隔内没接收到网络内的一个组网设备的自检数据，则认为该组网设备没有正常工作或未在该网络内。另一方面，作为定位标签的组网设备通过定位数据确定工作状态。由此判断整个网络中各个组网设备的工作情况，后台根据这些传输来的数据列出组网设备工作状况的报告，供管理员做日常维护。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的zigbee定位组网设备定时自检系统的通信示意图。

图2为本发明较佳实施例的自检流程及数据通信时序示意图。

图3为本发明较佳实施例的zigbee定位组网设备定时自检方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种zigbee定位组网设备定时自检系统，其包括多个组网设备，该些组网设备中的一个组网设备作为中心节点、一个组网设备作为定位标签、其他所有标签均作为参考节点。

如图1所示，其示出了4个作为参考节点的组网设备，分别标记为参考节点a、参考节点b、参考节点c和参考节点d(见图2)；还示出了1个作为中心节点的组网设备，即标记为中心节点e，还示出了1个作为定位标签的组网设备，即标记为定位标签f。

如图2所示，作为中心节点的组网设备，为整个自检数据上报的发起者，用于每隔一时间周期(即定时)发出一广播信息，图1中1为中心节点a广播，且在发出该广播信息后对自身进行自检以获得自检数据。

作为参考节点的组网设备(如图2中的参考节点a、参考节点b和参考节点c)用于接收该广播信息后对自身进行自检，并将自检数据上报至该作为中心节点的组网设备，图1中2为参考节点上报的自检数据；该作为中心节点的组网设备用于在下次发出该广播信息前将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至后台。

作为定位标签的组网设备用于与其他组网设备(如图1中的参考节点a、参考节点b、参考节点c和参考节点d)进行数据通信，图1中3、4和5为定位标签f与其他组网设备数据通信，获取定位数据，对该些定位数据按照距离由近及远进行排序，并将距离最近的定位数据上报至该后台。

图2所示是自检流程及数据通信时序示意图。在一个时间周期内，中心节点e广播与周围的参考节点a、参考节点b、参考节点c和参考节点d通信。如果作为参考节点的组网设备已经加入网络，并且其能正常工作，那么作为参考节点的组网设备必定会响应中心节点e的广播，上报自身的自检数据。在中心节点e周围的参考节点a、b、c和d反馈自检数据需要一定的时间，所以需要有足够的时间才能进行下次广播，一般而言，这种自检不 必像定位标签f一样实时通信，所以可以大量放宽周期，而且当放宽周期以后也可以避免与定位标签f实时定位的定位数据拥挤在一起传输。这种由中心节点e发起的自检，与定位标签f实时定位类似，广播后收集数据，不同点在于，定位标签f获取定位数据后排序上报距离最近的定位数据，中心节点收集自检数据后全部上报到后台。

通过后台观察，可以在一定周期内确定作为中心节点的组网设备和作为参考节点的组网设备是否工作正常，同时当定位标签加入网络后，可以观察到定位标签f上报的定位数据，那么通过后台即可确定整个网络的组网设备是否都能正常工作。当网络中的组网设备出现问题时，就可以及时进行处理。与常规的由作为参考节点的组网设备自身发起自检不同，本实施例由作为中心节点的组网设备发起，可以在时序上更统一，收集的数据不会重复，数据量更小。

如图3所示，本实施例还提供一种zigbee定位组网设备定时自检方法，其利用上述的zigbee定位组网设备定时自检系统实现，该zigbee定位组网设备定时自检方法包括以下步骤：

步骤101、作为中心节点的组网设备每隔一时间段发出一广播信息，且在发出该广播信息对自身进行自检以获得自检数据；

步骤102、作为参考节点的组网设备接收该广播信息后对自身进行自检，并将自检数据上报至该作为中心节点的组网设备；

步骤103、该作为中心节点的组网设备在下次发出该广播信息前将接收到的自检数据和自身的自检数据传输至后台；

在执行步骤101-103过程中，作为定位标签的组网设备与其他组网设备进行数据通信，获取定位数据，对该些定位数据按照距离由近及远进行排序，并将距离最近的定位数据上报至该后台。

本发明中，后台接收到自检数据和定位数据之后，经过观察后台中的这些数据，若发现未接收到网络内的某一个组网设备的自检数据，则认为该组网设备没有正常工作或未在该网络内，若发现接收到网络内的某一个组网设 备的自检数据，则认为该组网设备正常工作。另外，若发现有定位数据则表明作为定位标签的组网设备处于工作状态，若未发现有定位数据则表明作为定位标签的组网设备没有正常工作或未在该网络内。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。