zigbee+監(jiān)控方案

1、Zigbee傳感溫度+監(jiān)控方案前言本案涉及到上位機軟件顯示，基于市場產(chǎn)品的選擇由2種方案構(gòu)成，有產(chǎn)品集成環(huán)境搭建的一個實施過程。因集成產(chǎn)品是基于zigbee通用協(xié)議下由各大廠家、公司內(nèi)部開發(fā)出自己的設(shè)備通用協(xié)議形成自己獨有的zigbee產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)平臺。為此所有產(chǎn)品是由相應(yīng)軟件廠家提供。一、 成品模塊方案Zigbee溫度傳感模塊、zigbee組網(wǎng)協(xié)調(diào)器、串口網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像頭、路由器、上位機軟件二、 集成模塊方案Zigbee溫度傳感器、zigbee網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像頭、路由器、上位機軟件、手機APP方案一一、 Zigebee溫度本設(shè)計的總體框架如（圖2）所示，ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和終端

2、節(jié)點(溫度)。協(xié)調(diào)器和搭建了Web服務(wù)器的ARM9芯片通過串口接在一起，而ARM9又通過網(wǎng)口以網(wǎng)線連接路由器，進而接入Internet。遠程客戶端是連網(wǎng)的個人電腦，電腦上安裝有普通瀏覽器程序，通過普通瀏覽器登陸服務(wù)器，然后實現(xiàn)對ZigBee終端節(jié)點的傳感器數(shù)據(jù)的顯示和對執(zhí)行電器的控制Zigbee溫度傳感=中繼器=zigbee協(xié)調(diào)器=串口=PC二、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控1、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控基于TCP/IP協(xié)議，其通訊有wifi無線傳輸和有線CAT5、CAT6（POE）2種方式，為保證同一網(wǎng)絡(luò)上位機顯示，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控必須是同一網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)，并由路由器組網(wǎng)分配IP地址，從而實現(xiàn)統(tǒng)一上位機軟件集顯溫度+監(jiān)控畫面的功能。2、現(xiàn)實種使

3、用如實際距離較遠或大于100米可以通過無線AP對整個wifi信號延長全面覆蓋，確保網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信號穩(wěn)定傳輸。三、拓撲圖黃色終端為RFD節(jié)點，點對點傳輸模式，無組網(wǎng)功能（圖1）圖（2）四、產(chǎn)品4.1 RS485/ZIGBEE（RS232/ZIGBEE）串口網(wǎng)關(guān) LT-WG-T-31116-12是一款串口/ZigBee網(wǎng)關(guān)設(shè)備，使用時只需通過串口連接用戶計算機，通過系統(tǒng)軟件配置，可以實現(xiàn)RS485（RS232）接口到ZigBee的透明轉(zhuǎn)換，可用于中控室等管理平臺計算機串口與ZIGBEE無線系統(tǒng)透傳接口。 串口網(wǎng)關(guān)可按照工程規(guī)模定義為ZIGEE網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（小規(guī)模）或路由器，當定義為協(xié)調(diào)器時由其自動分配該

4、網(wǎng)段路由節(jié)點、終端節(jié)點PANID地址，可配置成廣播模式、點對多點模式、點對點模式與下屬節(jié)點交換數(shù)據(jù)。當現(xiàn)場規(guī)模較大時網(wǎng)關(guān)可設(shè)定為路由節(jié)點，并作為二級主站通過RS485接口采用MODBUS-RTU協(xié)議與上位機主從通信。 管理平臺與現(xiàn)場節(jié)點采用透明傳輸方式進行通信，只需雙方通信協(xié)議一致即可實現(xiàn)現(xiàn)場采集及遠程控制功能，用戶無需關(guān)心串口網(wǎng)關(guān)軟件編制及其繁瑣的ZIGBEEPRO2007協(xié)議格式。ZIGBEE/串口網(wǎng)關(guān)在有效通信距離下，最多可接收100路無線傳感器（標準型、多合一混合型）或其它終端設(shè)備產(chǎn)品名稱：ZIGBEE/RS485(RS232)串口無線網(wǎng)關(guān) 規(guī)格型號：LT-WG-T-31116-12工

5、作溫度：-2555度工作濕度：095RH%供電電壓：DC 6V24V 推薦DC12V最大功耗：2WZIGBEE參數(shù)：工作頻段：無線24002480MHZ，ISM全球免費頻段信道數(shù)量：16，信道1126（0B1A），可指定或自動選擇最佳信道信道速率：250kbps數(shù)據(jù)格式：透明傳輸、點對點傳輸接收靈敏度：標配、-97dBm；PA增強型：-105dBm網(wǎng)絡(luò)數(shù)目：四字節(jié)PanID，最多支持65536個網(wǎng)段；【目標地址】，同一個物理網(wǎng)段、同一個PANID內(nèi)，最多可有65536個ZigBee節(jié)點；自動重試機制：數(shù)據(jù)因為外界干擾發(fā)送失敗時，設(shè)備會自動按照設(shè)置的重試次數(shù)和重試間隔重新發(fā)送，建議采用點對點模式

6、，保障數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量；發(fā)送模式：廣播發(fā)送或目標地址發(fā)送（點對點、點對多點）節(jié)點類別：協(xié)調(diào)器、路由器節(jié)點組網(wǎng)方式：星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、鏈型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)（默認）網(wǎng)絡(luò)ID：165535網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：300個，即同1個協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)段的路由節(jié)點數(shù)量組網(wǎng)協(xié)議：ZigbeePro2007通信距離：標配：PA增強型通信距離空曠室外達800米，（外置SMA天線，21dBm ）；可選：通信距離空曠室外達300米（外置SMA天線，4.5dBm ）。網(wǎng)關(guān)類別：二級主站節(jié)點數(shù)量：100路無線傳感器或終端串口參數(shù)：標配RS-485 (選配：RS232) ，波特率范圍 1200bps 115200bps；串口參數(shù)【波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位

7、、停止位】：默認9600、8、N、1通信規(guī)約：MODBUS-RTU透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換4.2 Zigbee/以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān) 針對ZIBEE無線傳輸單點距離最大1公里，即使中繼遠傳也僅能幾十公里，且無線通信速率僅250Kbps低速通信等弱點，可借助目前非常普及的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)高速覆蓋，由INTERNET網(wǎng)絡(luò)將ZigBee網(wǎng)絡(luò)生成的重要數(shù)據(jù)遠傳到遠端的監(jiān)控中心平臺。兩者相輔相成，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用搭建了完美的組合平臺。網(wǎng)關(guān)一端是符合TCPIP協(xié)議的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，一端是符合ZigBee2007PRO協(xié)議的ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過簡單配置，即可實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通訊。 ZIGBEE/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可按

8、照工程規(guī)模定義為ZIGEE網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（小規(guī)模）或路由器，當定義為協(xié)調(diào)器時由其自動分配該網(wǎng)段路由節(jié)點、終端節(jié)點PANID地址，可配置成廣播模式、點對多點模式、點對點模式與下屬節(jié)點交換數(shù)據(jù)。當現(xiàn)場規(guī)模較大時網(wǎng)關(guān)可設(shè)定為路由節(jié)點，并作為二級主站通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)及TCPIP協(xié)議與遠程管理平臺實時通信。 管理平臺與現(xiàn)場節(jié)點采用透明傳輸方式進行通信，只需雙方通信協(xié)議一致即可實現(xiàn)現(xiàn)場采集及遠程控制功能，用戶無需關(guān)心TCPIP協(xié)議棧軟件編制調(diào)用及其繁瑣的TCPIP協(xié)議格式。產(chǎn)品名稱：ZIGBEE/以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān) 規(guī)格型號：LT-WG-T-62116-12/V1.1工作溫度：-2555度工作濕度：095

9、RH%供電電壓：DC 6V24V 推薦DC12V最大功耗：5WZIGBEE參數(shù)：工作頻段：無線24002480MHZ，ISM全球免費頻段信道數(shù)量：16，信道1126（0B1A），可指定或自動選擇最佳信道信道速率：250kbps數(shù)據(jù)格式：透明傳輸、點對點傳輸接收靈敏度：標配、-97dBm；PA增強型：-105dBm網(wǎng)絡(luò)數(shù)目：四字節(jié)PanID，最多支持65536個網(wǎng)段；【目標地址】，同一個物理網(wǎng)段、同一個PANID內(nèi)，最多可有65536個ZigBee節(jié)點；自動重試機制：數(shù)據(jù)因為外界干擾發(fā)送失敗時，設(shè)備會自動按照設(shè)置的重試次數(shù)和重試間隔重新發(fā)送。建議采用點對點模式，保障數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量。發(fā)送模式：廣播發(fā)

10、送或目標地址發(fā)送（點對點、點對多點）節(jié)點類別：協(xié)調(diào)器、路由器節(jié)點組網(wǎng)方式：星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、鏈型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)（默認）網(wǎng)絡(luò)ID：165535網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：300個，即同1個協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)段的路由節(jié)點數(shù)量組網(wǎng)協(xié)議：ZigbeePro2007ZIGBEE通信距離：標配：PA增強型通信距離空曠室外達800米，（外置SMA天線，21dBm）；可選：通信距離空曠室外達300米（外置SMA天線，4.5dBm ）網(wǎng)關(guān)類別：二級主站節(jié)點數(shù)量：100路無線傳感器或終端以太網(wǎng)：LAN以太網(wǎng)：10/100Mbps，支持AUTO MDIX數(shù)據(jù)格式：透明傳輸，協(xié)議傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/UDP/ARP/ICMP/DHCP/DNS/HT

11、TP可選TCPServer/TCPClient/UDPClient/UDPServer/HTTPDClient工作模式支持UDP廣播功能，向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有IP收發(fā)數(shù)據(jù)支持MODBUS-RTU轉(zhuǎn)MODBUS-TCP協(xié)議，與工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備輕松聯(lián)網(wǎng)安裝方式：壁掛式安裝方式： 壁掛式產(chǎn)品尺寸：125*95*50網(wǎng)關(guān)采用防水外殼，出廠前經(jīng)過三防處理，確保大棚高溫高濕特殊環(huán)境下長期使用。軟件界面監(jiān)控畫面方案二一、 ZigBee溫度隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來越多的場合需要用無線技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的布線網(wǎng)絡(luò)，來解決布線復(fù)雜、擴展性差和維護難等問題。在許多大型監(jiān)控系統(tǒng)中，對溫度數(shù)據(jù)的檢測是在一個基礎(chǔ)而又重要的要求。本案

12、以此為出發(fā)點，利用ZigBee技術(shù)在無線傳感王忠的廣泛應(yīng)用，來設(shè)計一個溫度檢測系統(tǒng)，用無線組網(wǎng)技術(shù)對無線測量區(qū)域內(nèi)的溫度進行檢測，實現(xiàn)溫度的多跳上傳和實時顯示。本案先對基于ZigBee的溫度監(jiān)測系統(tǒng)進行了整體的設(shè)計，然后分別現(xiàn)實了系統(tǒng)的節(jié)點硬件設(shè)計和節(jié)點軟件設(shè)計。本案采用樹形網(wǎng)絡(luò)模型，其中的協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點和溫度采集節(jié)點都選取TI公司的cc2530作為溫度系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的核心芯片。由溫度傳感器BHZ-T-M-LSENS采集溫度數(shù)據(jù)，并通過協(xié)調(diào)器器/網(wǎng)關(guān)將收集到的溫度數(shù)據(jù)處理并傳給上位機，在上位機上的溫度檢測軟件實時顯示、記錄并保存。本案設(shè)計的基于ZigBee的溫度檢測系統(tǒng)具有復(fù)雜度低、

13、部署容易、有效性和實時性強等優(yōu)點，為基于溫度檢測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和擴展提供了有價值的參考。二、 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控1、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控基于TCP/IP協(xié)議，其通訊有wifi無線傳輸和有線CAT5、CAT6（POE）2種方式，為保證同一網(wǎng)絡(luò)上位機顯示，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控必須是同一網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)，并由路由器組網(wǎng)分配IP地址，從而實現(xiàn)統(tǒng)一上位機軟件集顯溫度+監(jiān)控畫面的功能。2、現(xiàn)實種使用如實際距離較遠或大于100米可以通過無線AP對整個wifi信號延長全面覆蓋，確保網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信號穩(wěn)定傳輸。三、軟件由bohozz公司定制開發(fā)藍色箭頭：表示無線信號傳輸1、 方案實現(xiàn)過程：安裝一個WIFI攝像頭用于采集現(xiàn)場畫面，根據(jù)攝像頭與WIFI路由

14、器之間的距離每25米增加一個AP信號放大器以確保WIFI攝像頭能正常工作。安裝溫度傳感器，安裝位置與zigbee轉(zhuǎn)TCP/IP網(wǎng)關(guān)直線距離300米以內(nèi)（中間無任何阻擋）無需增加路由。Zigbee轉(zhuǎn)TCP/IP設(shè)備用于接收溫度傳感器數(shù)據(jù)，將溫度傳感器數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)網(wǎng)線傳到服務(wù)器，使用電腦或手機APP訪問服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。從而實現(xiàn)遠程讀取各個設(shè)備數(shù)據(jù)。2、 設(shè)備清單3、 序號設(shè)備名稱單位數(shù)量1Zigbee轉(zhuǎn)TCP/IP網(wǎng)關(guān)臺12Zigbee溫度傳感器臺13WIFI無線攝像機臺14WIFI無線AP臺15無線路由器臺16電腦客戶端軟件套17合計主要設(shè)備的參數(shù)：Zigbee轉(zhuǎn)TCP/IP網(wǎng)關(guān)參數(shù)：供電方式： DC12V/1A工作頻率： 2.4GHz產(chǎn)品材質(zhì)： 鋁合金工作頻段數(shù)： 16接受靈敏度：-90dBm輸出功率：-10dBm-22.5dBm通信協(xié)議：兼容ZigBee HA協(xié)議組網(wǎng)方式：ZigBee IEEE 802.15.4