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基于ZigBee技术和以太网的无线测控系统设计

发布日期:2012-08-22   作者:莱芜钢铁集团 自动化部铁区车间焦化站 刘吉星 山东轻工业学院 电气工程与自动化学院 杨秀蔚   浏览次数:27204
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【摘   要】:ZigBee 因其低成本、低功耗、组网灵活等众多优势,成为工业无线通信技术中备 受关注的技术,其在工业自动化应用中,一般需要接入其他网络。本文介绍了一种ZigBee 无线传感器网络可以与以太网进行异网转换的无线测控系统,分别介绍了各个部分的设计方 案。该系统可以实现ZigBee无线传感器网络的远程控制,并实现了局域网内数据的共享。

1引言
基于ZigBee技术的无线传感器网络已经越来越受到广泛的关注,尤其是物联网的发展同时推动了这一技术的成熟。目前ZigBee技术已经被应用在大楼自动化和工厂自动化控制和监测系统中;并且电力、燃气、水力等公司也在利用ZigBee技术达到高效的能源管理和效能计划;在家庭应用方面,主要有智能家居管理系统和个人健康看护等。
鉴于ZigBee无线传感器网络的广泛应用,远程监控ZigBee无线传感器网络和网络数据共享成为ZigBee技术应用的新的挑战。以往的ZigBee无线传感器网络都是采集到的数据信息传送给个人计算机,受串口通信距离有限的限制,个人计算机与无线网络不能距离太远,因此在一些应用情况下无法实现远程控制,从而限制了无线传感器网络的发展。本文设计了一个由ZigBee无线传感器网络和以太网组成的ZigBee无线测控系统。
2系统方案设计
ZigBee无线传感器网络可以通过传感器节点采集温度、湿度、电压、电流数据,所有的数据信息会通过无线网络传送到协调器,然后经过串口转以太网芯片eth2232A将数据上传到以太网,然后发送给远程的监控中心。图1是ZigBee无线测控系统结构图。

图1 ZigBee无线测控系统结构图

系统硬件连接好后协调器会开始组建网络,只要有节点请求加入网络,协调器会在网络容量允许范围内接受请求,并且分配给节点一个本网络内唯一的16位地址,以识别身份;然后终端开始采集数据,而路由器负责路径选择和转发数据,数据全部汇总到协调器;如果协调器接收到数据,则通过串口传送给Eth2232A;然后通过协议转换通过以太网传送给Rth2232A提供的上位机界面,可以实时得到ZigBee无线测控网络上传的数据,并且可以在局域网内进行数据共享等。整个系统工作流程如图2所示。


图2 系统工作流程
 
 
 
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