专利名称：基于ZigBee无线传感网的物联网实验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物联网实验系统，具体涉及一种基于ZigBee无线传感网的物联网实验系统。
背景技术：
物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。目前的物联网ZigBee无线传感网实验套件，有一些只提供基本的开发板，没有提供硬件设备原理图、完整的嵌入式代码和功能丰富的上位机软件系统，从教学的角度考虑， 有些缺失不完整，不能满足基于ZigBee无线传感网的物联网实验系统的需要，限制和制约了物联网在教育教学上的发展。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种智能程度高、网络稳定性好、灵活性强、扩展性好， 操作方便、使用直观高效的基于ZigBee无线传感网的物联网实验系统。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为一种基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，包括监控管理单元、ZigBee网关和ZigBee无线定位单元，所述ZigBee 网关分别与监控管理单元、ZigBee无线定位单元相连，所述ZigBee网关包括用于组织协调 ZigBee无线网络的ZigBee协调器，所述ZigBee无线定位单元包括三个以上静态的ZigBee 参考节点、用于附着标的物上实现对标的物定位的ZigBee定位节点，所述ZigBee参考节点、ZigBee定位节点分通过ZigBee无线网络与ZigBee协调器相连。作为上述技术方案的进一步改进它还包括多个用于转发ZigBee无线网络数据包的ZigBee路由节点)，所述 ZigBee参考节点、ZigBee定位节点分别通过ZigBee路由节点与ZigBee协调器相连。它还包括具有ZigBee无线网络访问功能的ZigBee无线传感单元，所述ZigBee无线传感单元包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、烟雾探测传感器、可燃气体传感器、C02传感器、红外人体感应传感器、干簧管传感器、加速度传感器中的至少一种。所述ZigBee网关还包括输入输出控制单元，所述输入输出控制单元包括按键、蜂鸣器报警、LED流水灯、数码管、直流电机，步进电机、继电器中的至少一种。所述ZigBee网关与监控管理单元之间通过通信接口相连。所述通信接口包括RS232串口模块、ZigBee模块、蓝牙模块、WiFi模块、以太网模块、GPRS模块、3G模块中的至少一种。本实用新型具有下述优点1、本实用新型通过ZigBee实现了物联网的定位、监控功能，能够充分利用zigbee无线网络稳定性好、自愈性强的特点，具有智能程度高、网络稳定性好、灵活性强、扩展性好，操作方便、使用直观高效的优点。2、本实用新型能够让学生学习ZigBee嵌入式开发，实现ZigBee各种组网实验，实现ZigBee无线网络应用(例如，多种传感数据采集和设备控制等)，实现无线定位实验。本实用新型各设备之间可以灵活组合，学生按照自身的独特设计及应用进行创新试验，其具有很强的灵活性和扩展性。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。图2为本实用新型实施例具有多种监控管理单元形式的结构示意图。图例说明1、监控管理单元；2、ZigBee网关；21、ZigBee协调器；22、输入输出控制单元；3、ZigBee无线定位单元；31、ZigBee参考节点；32、ZigBee定位节点；4、ZigBee路由节点；5、ZigBee无线传感单元；6、通信接口。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例基于ZigBee无线网络的物联网实验系统包括监控管理单元1、ZigBee网关2和ZigBee无线定位单元3，ZigBee网关2分别与监控管理单元1、ZigBee无线定位单元3相连，ZigBee网关2包括用于组织协调ZigBee无线网络的 ZigBee协调器21，ZigBee无线定位单元3包括静态的ZigBee参考节点31、用于附着标的物上实现对标的物定位的ZigBee定位节点32，ZigBee参考节点31、ZigBee定位节点32分通过ZigBee无线网络与ZigBee协调器21相连。本实施例还包括多个用于转发ZigBee无线网络数据包的ZigBee路由节点4， ZigBee参考节点31、ZigBee定位节点32分别通过ZigBee路由节点4与ZigBee协调器21 相连。本实施例的ZigBee参考节点31、ZigBee定位节点32、ZigBee协调器21、ZigBee路由节点4之间可以组建星型、树状、Mesh网络多种网络拓扑，实现多种传感数据的采集和控制等。本实施例中监控管理单元1可采用手机或者计算机实现，可以通过hternet和手机等实现远程控制，当然结合ZigBee无线传感网监控软件，使得操作更方便、效果更直观，能自由创新，满足物联网智能家居和智能温室大棚等多种物联网典型应用。本实施例还包括具有ZigBee无线网络访问功能的ZigBee无线传感单元5，ZigBee 无线传感单元5包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、烟雾探测传感器、可燃气体传感器、C02传感器、红外人体感应传感器、干簧管传感器、加速度传感器中的至少一种。ZigBee网关2与监控管理单元1之间通过通信接口 6相连。本实施例的通信接口 6可采用包括RS232串口模块、ZigBee模块、蓝牙模块、WiFi模块、以太网模块、GPRS模块、 3G模块中的至少一种。本实施例中，ZigBee网关2是无线传感网络核心，能够建立ZigBee 无线传感网络，并且对加入的节点进行管理和访问，对整个ZigBee网络进行维护。采用射频顶板和支持底板形式，提供RS232串口、以太网口、JTAG等多种接口，或提供蓝牙、WiFi、 GPRS、3G技术进行接入。ZigBee网关2采用CC2530无线通讯模块为核心，拥有最大250Kbps 的传输速率，满足多种类型传感器需求。ZigBee网关2上设有无线定位软件，无线定位软件是一个定位上位机监控软件，可以设置参考地图，参考节点和移动节点信息，实现移动节点的定位。本实施例中标的物ZigBee终端节点完成的是整个网络的终端任务，包括以下基本组成部分a)传感器模块提供温度、湿度、光照度、各种气体、红外人体感应等多种传感器模块，这些模块直接通过I/O 口与标准无线模块连接。b)无线通信模块，采用CC2530无线通讯模块为核心，拥有最大250Kbps的传输速率，满足多种类型传感器需求。c)提供JTAG、 电池和电源三种供电方式，尤其是电池供电，可以满足灵活的摆放需求。物联网ZigBee无线传感网实验套件，ZigBee监控软件提供丰富的管理界面，实现各ZigBee模块设置、自动生成网络拓扑，实现传感数据采集和控制等功能。此外，vZigBee网关2还包括输入输出控制单元22，输入输出控制单元22包括按键、蜂鸣器报警、LED流水灯、数码管、直流电机，步进电机、继电器中的至少一种。输入输出控制单元22除了通过ZigBee网关2进行本地控制以外，还可以接收来自监控管理单元1 的远程控制命令，实现远程操作交互。如图2所示，监控管理单元1可以采用多种形式，例如采用直接与物联网智能家居网关2相连的终端1的形式、采用通过internet与ZigBee网关2相连的终端2的形式，终端1和终端2均采用计算机实现，上面安装有ZigBee实验系统平台；或者监控管理单元1 采用远程监控无线摄像头、或者为通过通信网络与ZigBee网关2相连的手机的形式等。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于包括监控管理单元(1)、 ZigBee网关(2)和ZigBee无线定位单元(3)，所述ZigBee网关(2)分别与监控管理单元 (l)、ZigBee无线定位单元(3)相连，所述ZigBee网关(2)包括用于组织协调ZigBee无线网络的ZigBee协调器(21)，所述ZigBee无线定位单元(3)包括三个以上静态的ZigBee参考节点(31)、用于附着标的物上实现对标的物定位的ZigBee定位节点(32)，所述ZigBee 参考节点(31)、ZigBee定位节点(32)分通过ZigBee无线网络与ZigBee协调器Ql)相连。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于它还包括多个用于转发ZigBee无线网络数据包的ZigBee路由节点，所述ZigBee参考节点 (31)、ZigBee定位节点(32)分别通过ZigBee路由节点(4)与ZigBee协调器(21)相连。
3.根据权利要求2所述的基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于它还包括具有ZigBee无线网络访问功能的ZigBee无线传感单元(5)，所述ZigBee无线传感单元( 包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、烟雾探测传感器、可燃气体传感器、 C02传感器、红外人体感应传感器、干簧管传感器、加速度传感器中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于所述 ZigBee网关(2)还包括输入输出控制单元(22)，所述输入输出控制单元Q2)包括按键、蜂鸣器报警、LED流水灯、数码管、直流电机，步进电机、继电器中的至少一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于所述ZigBee网关⑵与监控管理单元⑴之间通过通信接口(6)相连。
6.根据权利要求4所述的基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，其特征在于所述通信接口(6)包括RS232串口模块、ZigBee模块、蓝牙模块、WiFi模块、以太网模块、GPRS 模块、3G模块中的至少一种。
专利摘要本实用新型公开了一种基于ZigBee无线网络的物联网实验系统，包括监控管理单元、ZigBee网关、ZigBee无线传感单元、ZigBee输入输出控制单元和ZigBee无线定位单元，所述ZigBee网关分别与监控管理单元、ZigBee无线传感单元、ZigBee输入输出控制单元、ZigBee无线定位单元相连，所述ZigBee网关包括用于组织协调ZigBee无线网络的ZigBee协调器，可与无线传感单元和输入输出控制单元组建无线传感网络WSN，所述ZigBee无线定位单元包括三个以上静态的ZigBee参考节点、用于附着标的物上实现对标的物定位的ZigBee定位节点，所述ZigBee参考节点、ZigBee定位节点与ZigBee协调器相连。本实用新型具有实施。本实用新型具有智能程度高、网络稳定性好、灵活性强、扩展性好，操作方便、使用直观高效的优点。
文档编号G01S5/00GK202310119SQ201120380758
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者严仲兴, 张东, 张鲁, 杜春立, 束遵国, 郑战波, 金贸瑞, 陶佰睿, 高纪伟, 黄伟, 龚俊 申请人:上海企想信息技术有限公司