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一种基于Zigbee工业通信系统

阅读：282发布：2024-01-10

专利汇可以提供一种基于Zigbee工业通信系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于通讯技术领域，涉及一种Zigbee工业通信系统。包括工业设备节点模块、载波主节点模块、无线网关模块以及用户终端模块；工业设备节点模块与载波主节点模块连接，用于将各设备节点之间进行连接，对各种数据的采集探测；载波主节点模块与无线网关模块连接，用于主导工业网络建立的整个过程；无线网关模块与用户终端连接，用于将外部网络中发送的控制命令传送给相应的工业设备；用户终端模块用于发送控制命令以及接收相应的工业设备信息。本发明提供的一种Zigbee工业通信系统，使用载波通信方式使通信模块内嵌至工业设备中，减少了用户手动将电器接入无线网关的复杂性，大大的提高了智能工业设备的接入比例。，下面是一种基于Zigbee工业通信系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，包括工业设备节点模块、载波主节点模块、无线网关模块以及用户终端模块；
所述的工业设备节点模块与载波主节点模块连接，用于将各设备节点之间进行连接，以及对各种数据的采集探测，并对相应的工业设备进行控制；
所述的载波主节点模块与无线网关模块连接，用于主导工业网络建立的整个过程，包括采集控制节点信息、发现网络拓扑结构的改变以及与众多节点进行通信；
所述的无线网关模块与用户终端连接，用于将外部网络中发送的控制命令传送给相应的工业设备；
所述的用户终端模块用于对发送控制命令以及接收相应的工业设备信息。
2.根据权利要求1所述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的工业设备节点包括信息收发模块、受控终端以及接口控制模块所述的信息首发模块与受控终端通过接口控制模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的信息首发模块为系统中各网络节点的通信接口，用于对网络中各节点设备的无线连接、无线数据或指令的收发。
4.根据权利要求2所述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的受控终端还包块传感器，用于监控采集所设定的数据信息，以及对工业设备的控制。
5.根据权利要求1述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的载波主节点对工业网络的建立，包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、以及建立数据转发表、建立设备关联表。
6.根据权利要求5所述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的载波主节点对网络拓扑结构改变的发现，包括对设备节点的插入和拆除、修改和维护网络地址表的信息的发现。
7.根据权利要求1述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，还包括工业子网络模块，所述的工业子网络模块与无线网关模块以及工业设备节点模块连接，用于将各个设备节点之间进行连接。
8.根据权利要求1述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的无线网关模块包括无线网关软件模块，所述的无线网关软件模块包括用户界面模块和程序模块，所述的程序模块用于对整个系统的功能进行划分和实现，并为用户界面模块提供接口支持。
9.根据权利要求1述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的用户终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机或者智能手表中的一种或多种。
10.根据权利要求9述的一种Zigbee工业通信系统，其特征在于，所述的用户终端通过无线网络与无线网关模块连接。

说明书全文

一种基于Zigbee工业通信系统

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，更具体的，涉及Zigbee工业通信系统

背景技术

[0002] 随着网络技术的快速发展，信息的交换与通信已由人与人之间，逐渐扩展到了物与物之间，由此产生了物联网这一概念。物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照统一的协议标准，把物与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

[0003] 工业通信系统作为一种物联网通信系统，已被广泛应用在工业生产、监控、管理过程中，通过工业通信系统来对各个环节进行监管和操控。

[0004] 由于智能设备的种类繁多，相应的，与之连接的信息采集控制器也多种多样，各种信息采集控制器往往具有不同的通信协议，为了与尽可能多的智能设备相匹配，工业盒子中存储有成百上千种通信协议，从而实现对各种协议进行协议解析和转换。

[0005] 然而，一个工业盒子通常只有一到两个接口用于与信息采集控制器相连接。而在工厂中，一般都存在大量的信息采集控制器需要连接，这样，就需要设置大量的工业盒子来与之相连。

[0006] 鉴于上述问题，有必要提供一种Zigbee工业通信系统，以解决上述问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Zigbee工业通信系统，使用载波通信方式连接智能工业设备，减少了用户手动将电器接入工业内部网络的复杂性。

[0008] 为解决上述问题，本发明提供的技术方案是：一种Zigbee工业通信系统，其中，包括工业设备节点模块、载波主节点模块、无线网关模块以及用户终端模块；

[0009] 所述的工业设备节点模块与载波主节点模块连接，用于将各设备节点之间进行连接，以及对各种数据的采集探测，并对相应的工业设备进行控制；

[0010] 所述的载波主节点模块与无线网关模块连接，用于主导工业网络建立的整个过程，包括采集控制节点信息、发现网络拓扑结构的改变以及与众多节点进行通信；

[0011] 所述的无线网关模块与用户终端连接，用于将外部网络中发送的控制命令传送给相应的工业设备；

[0012] 所述的用户终端模块用于对发送控制命令以及接收相应的工业设备信息。

[0013] 进一步地，所述的工业设备节点包括信息收发模块、受控终端以及接口控制模块所述的信息首发模块与受控终端通过接口控制模块连接。

[0014] 进一步地，所述的信息首发模块为系统中各网络节点的通信接口，用于对网络中各节点设备的无线连接、无线数据或指令的收发。

[0015] 进一步地，所述的受控终端还包块传感器，用于监控采集所设定的数据信息，以及对工业设备的控制。可进行环境中温度、湿度等各种数据的采集、非法闯入、火灾或有毒气体等意外灾难情况的探测以及对各种工业设备的控制。

[0016] 进一步地，所述的载波主节点对工业网络的建立，包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、以及建立数据转发表、建立设备关联表。

[0017] 进一步地，所述的载波主节点对网络拓扑结构改变的发现，包括对设备节点的插入和拆除、修改和维护网络地址表的信息的发现。

[0018] 进一步地，还包括工业子网络模块，所述的工业子网络模块与无线网关模块以及工业设备节点模块连接，用于将各个设备节点之间进行连接。

[0019] 进一步地，所述的无线网关模块包括无线网关软件模块，所述的无线网关软件模块包括用户界面模块和程序模块，所述的程序模块用于对整个系统的功能进行划分和实现，并为用户界面模块提供接口支持。

[0020] 进一步地，所述的用户终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机或者智能手表中的一种或多种。

[0021] 进一步地，所述的用户终端通过无线网络与无线网关模块连接。

[0022] 与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种Zigbee工业通信系统，使用载波通信方式使通信模块内嵌至智能工业工业中，减少了用户手动将电器接入工业内部网络的复杂性，大大的提高了智能工业设备的接入比例。附图说明

[0023] 如图为发明的原理框图。

具体实施方式

[0024] 如图所示，一种Zigbee工业通信系统，其中，包括工业设备节点模块、载波主节点模块、无线网关模块以及用户终端模块；

[0025] 工业设备节点模块与载波主节点模块连接，用于将各设备节点之间进行连接，以及对各种数据的采集探测，并对相应的工业设备进行控制；

[0026] 载波主节点模块与无线网关模块连接，用于主导工业网络建立的整个过程，包括采集控制节点信息、发现网络拓扑结构的改变以及与众多节点进行通信；

[0027] 无线网关模块与用户终端连接，用于将外部网络中发送的控制命令传送给相应的工业设备；

[0028] 用户终端模块用于对发送控制命令以及接收相应的工业设备信息。

[0029] 在本发明中，从功能层次来分，智能工业系统由工业设备节点模块、载波主节点模块、无线网关模块、用户终端模块四个部分组成。工业设备节点包含通信收发模块和受控终端模块以及接口控制模块，载波主节点是载波的接收设备，工业设备节点通过载波通信网络与无线网关通信，无线网关还能通过Internet与用户终端通信。

[0030] 具体地，工业设备节点包括信息收发模块、受控终端以及接口控制模块所述的信息首发模块与受控终端通过接口控制模块连接。工业设备节点的底层终端主要包括三表计量节点、环境温度湿度监测和控制节点、报警信号采集节点、工业控制节点、灯光控制节点等。

[0031] 其中，信息首发模块为系统中各网络节点的通信接口，用于对网络中各节点设备的无线连接、无线数据或指令的收发。

[0032] 另外，受控终端还包块传感器，用于监控采集所设定的数据信息，以及对工业设备的控制。可进行环境中温度、湿度等各种数据的采集、非法闯入、火灾或有毒气体等意外灾难情况的探测以及对各种工业设备的控制。

[0033] 在一些实施例中，载波主节点对工业网络的建立，包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、以及建立数据转发表、建立设备关联表。

[0034] 在一些实施例中，载波主节点对网络拓扑结构改变的发现，包括对设备节点的插入和拆除、修改和维护网络地址表的信息的发现。

[0035] 在本发明中，载波主节点模块是工业控制网络的主控设备，要求必须由载波通信设备组成，一方面它主导工业内部网络建立的整个过程，主要包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、数据转发表、设备关联表等几个方面，另一方面作为无线网关模块和设备节点模块之间的桥梁，完成无线网关模块和工业设备节点模块的通信。工业主节点模块也作为协调器，处于载波网络的最上层，功能较为复杂，因此系统对工业主节点的硬件配置也有较高的要求。系统通电后，工业主节点首先选择一个空闲信道，采集活动节点信息，并为之分配一个唯一的节点号，完成系统地址表的初始化；系统运行过程中，工业主节点要与众多设备节点进行通信，并对它们进行相应的控制。除此之外，工业主节点模块必须能发现网络拓扑结构的改变，如设备节点的插入和拆除，修改和维护网络地址表的信息，实现网络的自组织功能。

[0036] 在一些实施例中，还包括工业子网络模块，工业子网络模块与无线网关模块以及工业设备节点模块连接，用于将各个设备节点之间进行连接。无线网关模块在本设计中充当网络接口单元的作用，它既可以与工业子网中的设备进行直接通信，还能与外部Internet进行直接的连接。

[0037] 在一些实施例中，无线网关模块包括无线网关软件模块，无线网关软件模块包括用户界面模块和程序模块，程序模块用于对整个系统的功能进行划分和实现，并为用户界面模块提供接口支持。无线网关模块将外部网络中发送的控制命令通过工业子网传递到相应的工业设备.在其中起到信息通道的作用。它可以从不同的外部网络接收通讯信号，通过工业网络传递信号给某个终端设备。无线网关模块并不只是一个简单的协议转换设备，更是一个对外的工业内部网络控制接口，从结构看，无线网关是工业外部TCP/IP网络和局部工业网络之间的连接点。无线网关软件主要分为用户界面和程序模块两部分，程序模块主要完成对整个系统功能的模块划分及实现，并为用户界面提供接口支持；这样的划模块设计使得整个系统具有更强的扩展性和更清晰的结构。

[0038] 在一些实施例中，用户终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机或者智能手表中的一种或多种。

[0039] 在一些实施例中，用户终端通过无线网络与无线网关模块连接。

[0040] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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