一种智能尾箱ZIGBEE数据采集协调器的制作方法

本实用新型涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种智能尾箱zigbee数据采集协调器。

背景技术：

zigbee，在中国被译为“紫蜂”,它是一种依赖于ieee802.15.4标准所定义的物理层及mac(媒体接入控制)层协议的，由zigbee联盟所制定的网络层和应用层标准，是一种短距离、低功耗的无线通信技术规范。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率，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。简而言之，zigbee就是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术。

目前，银行金库在读取智能尾箱保存的信息时没有采用zigbee的无线通信技术，需开箱，通过usb数据线读取查询记录尾箱信息，操作繁琐，易出错；不能实现批量交接，且交接触发操作时功耗大等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对目前尾箱管理存在的问题，提供一种智能尾箱zigbee数据采集协调器，可以通过无线传输获取尾箱的开箱次数、时间、尾箱状态、异常情况，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种智能尾箱zigbee数据采集协调器，包括：zigbee无线模块和网络模块，所述zigbee无线模块和所述网络模块通过串口通信连接；其中，

所述zigbee无线模块包括第一微控制单元mcu，所述第一微控制单元mcu通过其内部集成的rf收发器接收或发送数据，并对接收的信号进行转换和处理；

所述网络模块通过串口通信接收所述zigbee无线模块传送的尾箱信息，将串口数据转换成网络数据，并通过网口发送给后台管理系统进行记录存储分析；

所述第一微控制单元mcu采用zigbee协议进行数据传送。

优选地，所述zigbee无线模块通过rs232通信协议与所述网络模块通信连接。

优选地，所述第一微控制单元mcu为cc2530芯片。

优选地，所述rf收发器包括至少一个rf收发端口，所述rf收发端口与外接天线相连接。

更优选地，所述rf收发器包括rf收发端口a和rf收发端口b；

所述rf收发端口a通过依次连接的第一电容和第二电容与第三电容的一端相连接；

所述rf收发端口b通过依次连接的第四电容和第一电感与所述第三电容的一端相连接；

所述第三电容的另一端通过外接天线接地；

其中，所述第一电容和所述第二电容之间通过第二电感接地，所述第四电容和所述第一电感之间通过第五电容接地。

优选地，所述第一微控制单元mcu还与32mhz的晶振相连接。

更优选地，所述第一微控制单元mcu包括晶体振荡器端口a和晶体振荡器端口b，所述晶体振荡器端口a和所述晶体振荡器端口b连接一晶振的两端，所述晶振的两端还分别通过一电容接地。

优选地，所述zigbee无线模块还包括报警模块，所述报警模块的输入端与所述第一微控制单元mcu的io端口相连接，当所述rf收发器采集的数据异常时，所述第一微控制单元mcu发出控制信号控制所述报警模块进行报警。

更优选地，所述报警模块包括警报器驱动电路和蜂鸣器；所述警报器驱动电路的输入端与所述第一微控制单元mcu的io端口相连接，所述警报器驱动电路的输出端与所述蜂鸣器相连接；

当所述警报器驱动电路的输入端接收到第一控制信号，所述警报驱动电路接通电源，并向所述蜂鸣器提供驱动电力，所述蜂鸣器启动；当所述警报器驱动电路的输入端接收到第二控制信号，所述警报驱动电路切断电源，所述蜂鸣器停止工作。

进一步地，所述警报器驱动电路包括一三极管，所述三极管的基极与所述第一微控制单元mcu的io端口相连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接一mos管的栅极，所述mos管的源极与电源相连接，所述mos管的漏极与蜂鸣器相连接，所述第一电阻的另一端还通过第二电阻与所述mos管的源极相连接。

优选地，所述网络模块包括第二微控制单元mcu、phy芯片和rj45接口，所述第二微控制单元mcu的内部集成有mac控制器，所述mac控制器通过rmii接口与所述phy芯片相连接，所述phy芯片与所述rj45接口相连接，所述第二微控制单元mcu将串口接收的所述尾箱信息通过所述mac控制器传送给所述phy芯片，所述phy芯片将串口数据转换为网络数据，并通过所述rj45接口发送给后台管理系统。

更优选地，所述phy芯片还包括复位端口，所述复位端口与所述第二微控制单元mcu相连接。

更优选地，所述phy芯片还包括至少一个指示灯端口，所述指示灯端口与所述rj45接口的指示灯相连接。

更优选地，所述第二微控制单元mcu为stm32f407芯片。

优选地，所述尾箱信息包括、但不限于尾箱的开箱次数、开箱时间、尾箱状态和异常情况中的一种或几种。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本申请提供一种智能尾箱zigbee数据采集协调器，可以通过无线传输获取智能尾箱的开箱次数、开箱时间、尾箱状态、异常情况，方便后台管理系统查询和跟踪，全程批量监控智能尾箱的出入库状况，能够确保资金的出入库安全，提高了效率。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1本实用新型优选实施例的一种智能尾箱zigbee数据采集协调器的功能框图；

图2是本实用新型优选实施例的第一微控制单元mcu的电路示意图；

图3是本实用新型优选实施例的警报驱动电路的电路示意图；

图4是本实用新型优选实施例的网络模块的电路示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种智能尾箱zigbee数据采集协调器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

实施例：

智能尾箱zigbee数据采集协调器装在金库交接区，负责智能尾箱在交接区的无线组网功能。智能尾箱zigbee数据采集协调器是整个zigbee网络的核心，用来管理zigbee网络中的子节点，负责子节点的组网。通过zigbee无线网络，智能尾箱zigbee数据采集协调器可获取智能尾箱的开关箱信息，并将智能尾箱的记录信息传送给网络模块。

图1为一种智能尾箱zigbee数据采集协调器的功能框图。

如图1所示，一种智能尾箱zigbee数据采集协调器，包括：zigbee无线模块和网络模块，所述zigbee无线模块和所述网络模块通过串口通信连接。

所述zigbee无线模块包括第一微控制单元mcu，所述第一微控制单元mcu通过其内部集成的rf收发器接收或发送数据，并对接收的信号进行转换和处理；所述网络模块通过串口通信接收所述zigbee无线模块传送的尾箱信息，将串口数据转换成网络数据，并通过rj45网口发送给后台管理系统进行记录存储分析；所述第一微控制单元mcu采用zigbee协议进行数据传送。

其中，所述zigbee无线模块通过rs232通信协议与所述网络模块通信连接。所述尾箱信息包括、但不限于尾箱的开箱次数、开箱时间、尾箱状态和异常情况中的一种或几种。

图2是本实用新型优选实施例的第一微控制单元mcu的电路示意图。

如图2所示，本实施例中，所述第一微控制单元mcu优选为cc2530芯片。cc2530芯片的内部集成rf收发器，可实现zigbee的通信和无线组网功能。

具体地，所述rf收发器包括两个rf收发端口：rf收发端口arf_n(26管脚)和rf收发端口brf_p(25管脚)；所述rf收发端口arf_n通过依次连接的第一电容c28和第二电容c29与第三电容c31的一端相连接；所述rf收发端口brf_p通过依次连接的第四电容c30和第一电感l3与所述第三电容c31的一端相连接；所述第三电容c31的另一端与外接天线s1相连接。其中，所述第一电容c28和所述第二电容c29之间通过第二电感l2接地，所述第一电容c28、所述第二电容c29和所述第二电感l2组成带通滤波器，用来滤除射频噪声；所述第四电容c30和所述第一电感l3之间通过第五电容c32接地，所述第四电容c30、所述第一电感l3和所述第五电容c32组成带通滤波器，用来滤除射频噪声。

cc2530芯片还提供了连接晶振的管脚，可以连接32mhz的晶振，保证了2.4ghz的通信频率。具体地，cc2530芯片的晶体振荡器端口axosc_q1(22管脚)和晶体振荡器端口bxosc_q2(23管脚)连接32mhz的晶振y1的两端，所述晶振y1的两端还分别通过电容c33和电容c34接地。

zigbee无线模块还包括报警模块，所述报警模块的输入端与cc2530芯片的io端口相连接，当所述rf收发器采集的数据异常时，所述第一微控制单元mcu发出控制信号控制所述报警模块进行报警。

图3是本实用新型优选实施例的警报驱动电路的电路示意图。

如图3所示，所述报警模块包括警报器驱动电路和蜂鸣器p2；所述警报器驱动电路的输入端与cc2530芯片的io端口相连接，所述警报器驱动电路的输出端与所述蜂鸣器p2相连接。

当所述警报器驱动电路的输入端接收到cc2530芯片的io端口发送的第一控制信号时，所述警报驱动电路接通电源，并向所述蜂鸣器p2提供驱动电力，所述蜂鸣器p2启动；当所述警报器驱动电路的输入端接收到cc2530芯片的io端口发送的第二控制信号时，所述警报驱动电路切断电源，所述蜂鸣器p2停止工作。

具体地，所述警报器驱动电路包括一三极管q12，所述三极管q12的基极与cc2530芯片的io端口bell/ctrl_ext_bell(5管脚)相连接，所述三极管q12的发射极接地，所述三极管q12的集电极连接第一电阻r40的一端，所述第一电阻r40的另一端连接一mos管q7的栅极，所述mos管q7的源极与12v电源相连接，所述mos管q7的漏极ext_bell与蜂鸣器的2管脚相连接，蜂鸣器的1管脚接地。所述第一电阻r40的另一端还通过第二电阻r2与所述mos管q7的源极相连接。当cc2530芯片的io端口bell/ctrl_ext_bell(5管脚)发出高电平信号时，三极管q12的集电极与发射极导通，集电极变为低电平，所述第一电阻r40和所述第二电阻r2进行分压，所述mos管q7的栅极电压为2v、源极电压为12v，所述mos管q7的源极和漏极导通，漏极ext_bell为12v电压，蜂鸣器p2进行工作。当cc2530芯片的io端口bell/ctrl_ext_bell发出低电平信号时，所述三极管q12截止，漏极ext_bell无电压，蜂鸣器p2停止工作。

本实施例中，所述网络模块包括第二微控制单元mcu、phy芯片和rj45接口。其中，所述第二微控制单元mcu为stm32f407芯片，所述phy芯片为lan8720a芯片。

图4是本实用新型优选实施例的网络模块的电路示意图(省略stm32f407芯片)。

如图4所示，stm32f407芯片的内部集成有mac控制器，所述mac控制器通过rmii接口(rmii_rxd1,rmii_rxd0,rmii_crs,rmii_mdio,rmii_mdc,rmii_txen,rmii_txd0,rmii_txd1)分别与所述phy芯片u4的7管脚、8管脚、11管脚、12管脚、13管脚、16管脚、17管脚和18管脚相连接。所述phy芯片u4通过其20管脚、21管脚、22管脚和23管脚分别与所述rj45接口的tx_eth_n端口(2管脚)、tx_eth_p端口(1管脚)、rx_eth_n端口(6管脚)和rx_eth_p端口(3管脚)相连接。即所述第二微控制单元mcu将串口接收的数据通过mac控制器传送给phy芯片u4，所述phy芯片u4将串口数据转换为网络数据，并通过所述rj45接口发送给后台管理系统。

此外，所述phy芯片u4还包括复位端口(15管脚)，所述复位端口(15管脚)与stm32f407芯片的rst_lan端口(117管脚)相连接(图中未示出)，用来控制lan8720a芯片的复位。所述phy芯片u4还包括两个指示灯端口lan_led1(3管脚)和lan_led2(2管脚)，所述指示灯端口lan_led1(3管脚)与所述rj45接口的led灯led_y相连接,所述指示灯端口lan_led2(2管脚)与所述rj45接口的led灯led_g相连接，控制led灯的工作状态，用以判断通信信号是否畅通。

工作状态下，后台管理系统通过rj45接口发送智能尾箱管理指令到网络模块，网络模块将该指令进行解析，并通过rs232发送到zigbee无线模块的cc2530芯片，cc2530芯片通过指令解析获取智能尾箱的相关信息，如尾箱的开箱次数、开箱时间、尾箱状态和异常情况等，并将这些信息通过网络模块返回至后台管理系统，以此实现对每个智能尾箱的开箱次数、开箱时间、尾箱状态和异常情况的信息记录，方便后台管理系统进行查询和跟踪。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。