[发明专利]一种支持Zigbee协议和GPRS通信标准的无线传感器网络网关设备

说明书

技术领域

本发明涉及ZigBee低速率无线个域网通信技术领域、GPRS(General Packet Radio Service：通用分组无线业务)广域网通信技术领域及无线传感器网络应用领域，尤其涉及一种支持个域网与广域网通信的、符合Zigbee协议和GPRS标准的无线传感器网络网关设备。

背景技术

随着无线通信技术、传感器技术和网络技术的不断发展，无线传感器网络作为一种多学科交叉技术得到了学术界和工业界的广泛关注。无线传感器网络将各种传感器纳入网络，构成了Internet的神经末梢，将网络终端由原来的PC机(Personal Computer)延伸到各种微小的传感器，被视为下一代互联网络。无线传感器网络被美国“技术周刊”评定为未来影响人类生活的十大技术之一，它具有自组织、低成本、低功耗的优点，目前被广泛的应用于环境监控、智能交通、工业控制、智能家居等领域。

无线传感器网络是一种近距离个域网络，传感器数据多为少量数据，低速率传输是其主要特征。Zigbee标准是一种低速率、高可靠个域网无线通信标准，基于IEEE 802.15.4MAC(Media Access Control)层协议实现，支持Mesh网络。目前Zigbee联盟已有数百个成员，由全球著名IC(Integrated Circuit)发起。基于Zigbee协议构建无线传感器网络已被广泛采用。

无线传感器网络接入技术是将传感器节点纳入广域网络的关键技术，也是当前无线传感网络研究中的热点领域。目前，其实现方式可分为两类，一类是实现一种个域网与IP(Internet Protocol)网互联的网关没备，直接将传感器接入Internet。另一类是实现一种个域网与2.5G或3G无线广域网互联的网关设备，将传感器信息发送到手机或PDA(Personal Digital Assistant)用户终端，实现一种传感器数据采集和控制的一体化无线解决方案。

目前，在无线传感器网络产品中，无线通信模块以及实现个域网与Internet互联的网关设备已出现，如TI(德州仪器)公司生产的CC2430的模块，Freescale公司的MC13213模块，美国Digi公司的ConnectPort X系列产品等，国内专注于Zigbee产品研发的上海顺舟科技有限公司、成都无线龙科技有限公司等公司也有类似产品。但是实现个域网与2.5G或3G无线广域网互联的网关设备目前还没有出现，本发明针对当前工业和家居应用无线一体化解决方案需求，实现了一种支持Zigbee协议和GPRS通信标准的无线传感器网络网关设备，提供一种无线个域网与无线广域网无缝连接的网关设备，在工业控制、智能家居、智能交通、安防报警等领域有着广泛的应用前景。

发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种能够创建Zigbee网络、具有本地存储功能、具有各种输入/输出接口、支持Zigbee与GPRS数据透明传输的无线传感网络网关设备。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供的一种支持Zigbee协议和GPRS通信标准的无线传感器网络网关设备，包括：微处理器单元，Zigbee通信单元，GPRS(General Packet Radio Service)通信单元，本地存储单元，输入/输出接口单元和液晶、按键等外设接口单元。其中，微处理器单元由C8051F3408位双串口微处理器实现，微处理器单元与Zigbee通信单元通过RS232串口相连，本地存储单元通过IIC(Inter-Integrated-Circuit)接口与微处理器单元相连，GPRS通信单元通过RS232串口与微处理器单元相连，微处理器单元通过GPIO(General-Purpose Input/Output)、AD(Analog toDigital)接口与输入/输出单元相连，按键、液晶等外设单元与微处理器单元通过GPIO相连。

其中，所述Zigbee通信单元基于XBee芯片实现，符合Zigbee规范，可作为协调器节点构建无线传感器网络。

所述GPRS通信单元基于MC55模块实现，支持三频工作模式，具有语音和数据传输功能，可作为移动节点接入GPRS蜂窝网络。

所述本地存储单元，基于16M串行固件Flash存储器AT26DF1芯片实现，具有实时时钟控制、低功耗等优点。

所述输入/输出单元，具有GPIO，AD、USB(Universal Serial Bus)等接口，可驱动继电器，支持各种传感器数据的输入与输出。