一种Zigbee配网系统的制作方法

本实用新型涉及zigbee网络技术领域，尤其涉及一种Zigbee配网系统。

背景技术：

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。现有的智能家居系统大多是基于Zigbee网络来实现数据的交互和采集，网关是必不可少的设备，基于zigbee技术的传感器也是最常用的设备，要实现zigbee传感器与网关的协同作业，传感器必须首先加入到网关建立的zigbee网络中，但是入网的过程复杂、入网率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种专用的Zigbee配网系统，采用专用的Zigbee网关和Zigbee传感器设备，解决了现有技术中入网过程复杂的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种Zigbee配网系统，其中，包括zigbee网关和zigbee传感器，zigbee网关和zigbee传感器之间通过zigbee网络连接；

所述zigbee网关包括壳体，所述壳体内设置电路板，所述电路板上设置MCU控制模块、第一电源管理模块、Zigbee协调器模块、WIFI模块、状态指示模块、外扩FLASH模块以及第一组网控制单元；所述MCU控制模块包括第一串口单元、第二串口单元、GPIO接口单元和SPI接口单元，所述第一串口单元与Zigbee协调器模块连接，所述第二串口单元连接所述WIFI模块，所述GPIO接口单元分别连接状态指示模块和第一组网控制单元，所述SPI接口单元与所述外扩FLASH模块连接；所述第一电源管理模块分别连接所述MCU控制模块、Zigbee协调器模块、WIFI模块、状态指示模块、外扩FLASH模块和第一组网控制单元；

所述zigbee传感器包括zigbee控制单元、第二电源管理模块、传感器模块、第二组网控制单元、状态指示单元、防拆单元和天线，所述zigbee控制单元包括GPIO接口单元，所述GPIO接口单元分别连接传感器模块、第二组网控制单元、防拆单元、状态指示单元和天线，所述zigbee控制单元、传感器模块、第二组网控制单元、防拆单元和状态指示单元均与所述第二电源管理模块连接。

优选的，所述防拆单元为防拆开关。

优选的，所述第一组网控制单元和第二组网控制单元均采用轻触式按键。

优选的，所述Zigbee协调器模块包括依次连接的CC2530单元、CC2592单元和天线。

优选的，所述MCU控制模块采用STM32F103系列芯片。

优选的，所述zigbee控制单元采用CC2530模块。

优选的，所述传感器模块包括温湿度、燃气、烟雾、门磁、照度、红外人体和浸水传感器。

优选的，所述状态指示单元包括红光灯模块和蓝光灯模块；蓝光灯模块和红光灯模块均包括三极管Ⅰ、第一电阻、第二电阻、第一发光二极管、第二发光二极管、第三电阻、第四电阻、第三发光二极管和三极管Ⅱ，所述三极管Ⅰ的基极连接第一电阻，集电极连接5V电压，发射极连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别连接第一发光二极管和第二发光二极管的正极，所述第一发光二极管和第二发光二极管的负极均接GND，所述第一发光二极管的正极与第二发光二极管的正极连接；所述第三电阻连接三极管Ⅱ的基极，三极管Ⅱ的集电极接5V电压，三极管Ⅱ的发射极接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第三发光二极管的正极，所述第三发光二极管的负极接GND。

优选的，所述的状态指示模块与状态指示单元结构相同。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种专用的zigbee配网系统，配合专用的zigbee网关和zigbee传感器，建立zigbee网络之后，控制zigbee网关处于允许入网状态，控制zigbee传感器处于入网模式下，根据zigbee网关的协调器分配的zigbee网络信息加入该zigbee网络，实现方便、快捷地入网与退网。本实用新型的组网控制单元采用轻触式按键，通过长按和短按按键，来控制zigbee的入网和退网，避免了现有技术中入网程序复杂、入网率低的问题。

本实用新型的zigbee网关具备WIFI模块，可以通过WIFI接入互联网，从而连接到远端的服务器或者云服务平台；zigbee协调器为zigbee传感器设备分配zigbee网络，协调器的信号放大电路用于将zigbee网络信号进行信号进行加强，保证信号的强度。zigbee传感器通过设置防拆开关，防止人为的机械损坏，zigbee控制单元可以通过IO口的高低电平变化来检测其状态的改变，起到物理保护的作用。

附图说明

图1是本实用新型一种Zigbee配网系统的结构框图。

图2是zigbee传感器的zigbee控制单元的电路原理图。

图3是zigbee传感器的4G天线的电路原理图。

图4是状态指示单元的电路原理图。

图5是Zigbee网关设备的Zigbee协调器模块的电路原理图。

图6是Zigbee网关设备的WIFI模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种Zigbee配网系统，包括zigbee网关和zigbee传感器，zigbee网关和zigbee传感器之间通过zigbee网络连接。

zigbee网关包括壳体，壳体内设置电路板，电路板上设置MCU控制模块、电源管理模块、Zigbee协调器模块、WIFI模块、状态指示模块、外扩FLASH模块以及组网控制单元。MCU控制模块包括第一串口单元、第二串口单元、GPIO接口单元和SPI接口单元，第一串口单元与Zigbee协调器模块连接，第二串口单元连接所述WIFI模块，GPIO接口单元分别连接状态指示模块和组网控制单元，SPI接口单元与所述外扩FLASH模块连接；电源管理模块分别连接所述MCU控制模块、Zigbee协调器模块、WIFI模块、状态指示模块、外扩FLASH模块和组网控制单元。

zigbee传感器包括zigbee控制单元、电源管理模块、传感器模块、组网控制单元、状态指示单元、防拆单元和天线，zigbee控制单元包括GPIO接口单元，GPIO接口单元分别连接传感器模块、组网控制单元、防拆单元、状态指示单元和天线，zigbee控制单元、传感器模块、组网控制单元、防拆单元和状态指示单元均与电源管理模块连接。

如图2、图3所示，zigbee控制单元采用TI公司的CC2530模块，天线为2.4G天线。CC2530模块的RF_P引脚连接天线的电容C9，RF_N引脚连接天线的电容C10。电源管理模块采用电池供电，配合zigbee的低功耗模式，普通的3.3V纽扣电池可以使用半年以上。本实施例中，zigbee传感器的组网控制单元采用轻触式按键，通过长按和短按按键，来控制zigbee的入网和退网。

如图4所示，状态指示单元采用可控颜色的RGB灯，通过控制显示不同的颜色和闪烁状态来指示不同的工作状态。在一个实施例中，状态指示单元可以包括红光灯模块和蓝光灯模块，红光灯模块和蓝光灯模块的结构相同。蓝光灯模块包括三极管Q1、电阻R3、电阻R1、发光二极管D1和发光二极管D3、电阻R9、电阻R5、发光二极管D5和三极管Q3；三极管Q1的基极连接电阻R3，集电极连接5V电压，发射极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接发光二极管D1和发光二极管D3的正极，发光二极管D1和发光二极管D3的负极均接GND，发光二极管D1的正极与发光二极管D3的正极连接。电阻R9连接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极接5V电压，三极管Q3的发射极接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极接GND。

红光灯模块包括三极管Q2、电阻R4、电阻R2、发光二极管D2和发光二极管D4、电阻R10、电阻R6、发光二极管D6和三极管Q4；三极管Q2的基极连接电阻R4，集电极连接5V电压，发射极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接发光二极管D2和发光二极管D4的正极，发光二极管D2和发光二极管D4的负极均接GND，发光二极管D2的正极与发光二极管D4的正极连接。电阻R10连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接5V电压，三极管Q4的发射极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接GND。

在本实施例中，防拆单元采用防拆开关，防拆开关的原理是当壳体固定时防拆开关处于状态1，当壳体拆开后，由于机械状态发生改变导致防拆开关处于状态2， zigbee控制单元可以通过IO口的高低电平变化来检测其状态的改变。传感器模块可以是温湿度、燃气、烟雾、门磁、照度、红外人体、浸水等各种传感器。

如图5所示，zigbee协调器模块是zigbee网络各节点信息的汇聚点，是网络的核心节点，负责组建、维护和管理网络，通过第二串口单元实现各节点与MCU控制单元的数据传递。ZigBee协调器模块具备较强的通信能力、处理能力和发射能力，能够把数据发送至远程控制端。Zigbee协调器模块包括依次连接的CC2530单元、CC2592单元和2.4G陶瓷天线。CC2530单元是zigbee协调器模块的控制部分，CC2530单元发出的zigbee信号经由CC2592单元放大后，通过2.4G天线发送出去，2.4G天线采用陶瓷天线；信号的频段为2.4G。

如图6所示，WiFi模块：为网关提供无线接入物联网的能力，与MCU控制模块之间通过串口的TTL电平进行数据通信。电源管理模块为电路的其他部分提供稳定可靠的电源。本实施例中，zigbee网关的组网控制单元采用轻触式按键，通过长按和短按按键，来控制zigbee的入网和退网，入网与退网方便快捷。

zigbee网关的WiFi模块通过第二串口单元与与MCU控制模块连接，通过WiFi接入互联网，将采集到的数据和状态信息上传到云端服务器。外扩FLASH模块通过SPI接口单元与MCU控制模块连接进行数据通信，增强MCU控制模块存储数据的能力。MCU控制模块采用基于ARM架构CORTEX-M3内核的STM32F103系列芯片，接收来自各节点的信息，并将信息上传至云端。

zigbee网关通过控制zigbee协调器使其处于允许入网模式，zigbee网关下面的各种zigbee传感器作为zigbee网络中的路由或终端可以请求加入此网关建立的zigbee网络中，入网成功后，组成一个zigbee网络。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。