基于Zigbee网络的多源数据传输系统的制作方法
【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 系统。
【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 源数据传输系统，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系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括采集处理模块、帧 长度判断模块、组帧模块、校验模块和传输模块，所述接收端包括检测模块和还原模块，其 中：
[0005] 所述采集处理模块用于：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 顺序进彳丁排列；
[0006] 所述帧长度判断模块用于：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，则将长度> 32字节的第一数据帧发送至组帧模块；若否，则 将该第一数据帧命名为第二数据帧，并将第二数据帧发送至校验模块；
[0007] 所述组帧模块用于：接收到长度> 32字节的第一数据帧时，按照采集数据的顺 序，对接收的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，并将第二数据帧发送至校验模块；
[0008] 所述校验模块用于：接收到第二数据帧时，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，并将所有第三数据帧发送至传输模块；
[0009] 所述传输模块用于：接收到第三数据帧时，按照第三数据帧的排列顺序，将第三数 据帧依次传输至接收端的检测模块；
[0010] 所述检测模块用于：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，则将检测到数据域的帧尾的第三数据帧发送到还原模块；若否，则继续接收第三 数据帧，并进行检测操作；
[0011] 所述还原模块用于：接收到检测模块发来的第三数据帧时，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，直至接收到检测模块发来的所有第三数 据帧，并还原，最终得到传感器的数据。
[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，所述采集处理模块包括采集子模块、分割子模块、加载 子模块和替换子模块，其中：
[0014] 所述采集子模块用于：采集传感器的数据，将采集数据发送到分割子模块；
[0015] 所述分割子模块用于：将采集数据按照其顺序分割成若干条子数据，并发送到加 载子模块；
[0016] 所述加载子模块用于：将每条子数据依次加载到对应通用帧的数据域中；
[0017] 所述替换子模块用于：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。
[0018] 在上述技术方案的基础上，所述组帧模块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，将每条分数据分别加载到对应通用帧的 数据域中，并按照子数据的顺序进行排列，得到若干第二数据帧。
[0019] 在上述技术方案的基础上，所述采集处理模块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Oxfe 0x00，将 Oxfe 替换为 OxfeOxfl。
[0020] 在上述技术方案的基础上，所述还原模块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Oxfe 0x00 还原为 Oxff，将 Oxfe Oxfl 还原为 Oxfe。
[0021] 在上述技术方案的基础上，所述传输模块传输第三数据帧的过程为：传输模块每 次只发送一个第三数据帧：传输模块包括串口、发送芯片和天线，传输模块通过串口将第三 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的 检测模块，直至发送芯片将第三数据帧的所有字节发送完毕。
[0022] 在上述技术方案的基础上，所述传输模块还用于设置第一安全时间，若传输模块 发送第三数据帧的时间> 第一安全时间，则结束发送第三数据帧。
[0023] 在上述技术方案的基础上，所述检测模块还用于设置第二安全时间，若检测模块 接收第三数据帧的时间> 第二安全时间，则停止接收第三数据帧。
[0024] 在上述技术方案的基础上，所述第二安全时间为20毫秒。
[0025] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0026] (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。
[0027] (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。
[0028] (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。
[0029] (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】
[0030] 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；
[0031] 图2为图1中步骤Sl的流程示意图。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0033] 本发明实施例提供一种基于Zigbee网络的多源数据传输系统，包括发送端和接 收端，发送端包括采集处理模块、帧长度判断模块、组帧模块、校验模块和传输模块，所述接 收端包括检测模块和还原模块，其中：
[0034]采集处理模块用于：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；
[0035] 其中，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。
[0036] 采集处理模块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Ox