[发明专利]基于Zigbee技术的设备维护与配置系统及其通信方法

说明书

技术领域

   本发明涉及一种设备维护与配置的通信方法，尤其是一种基于Zigbee技术的设备维护与配置置系统及其通信方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

   ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的双向无线通讯网络技术，采取了IEEE 802.15.4协议的物理层和MAC层，并在此基础上增加了网络层、网络安全和应用层。

Zigbee网络由三种网络节点组成：网络协调器、路由节点、终端节点。网络协调器包含所有的网络消息，存储容量大、计算能力最强，发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不间断地接收消息；路由节点是网络中的中继，连接网络各个节点，延伸和扩展网络的覆盖范围和网络规模。终端节点是只能直接发消息给网络协调器和路由节点，所有采集的数据信息都经过该节点而进入Zigbee通信网络，对处理能力和内存的需求低。

设备在出厂前会经过调试与检测，在出厂前的调试与检测基本上都是通过网口、串口或光口进行，即外接网线、串口线或光纤至调试、检测与配置的主机，由主机来对设备进行调试与配置。然而当设备出厂给用户之后，设备很有可能运行在比较苛刻的环境下，一旦安装后，人力比较难以触及，对现场设备的升级、配置以及调试将非常困难，需要人工触及设备，接上网线、串口线或光纤拉出来，才能进行调试、维护与配置。但是危险往往发生在人工触及设备，接上网线、串口线或光纤拉出来的过程中，同时在用户体验上也比较差。

   比如说电力系统中用于城乡电网的户外开关远方终端装置，该装置负责柱上开关等开关设备的开关量及测量量的采集，馈电线路的故障识别、故障定位、故障隔离。该装置安装在杆塔上，用户对该设备的维护与配置，需要爬上杆塔，接上很长的网线，然后再回到地面上，将网口接入计算机进行现场维护与配置，爬杆拉网线的过程就是比较危险的过程。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，即设备现场运行在比较复杂的条件下时，采用有线的方式对设备进行调试、维护与配置，需要人工将线连上设备与计算机，而人工连线这个过程很可能是比较危险的，而且也降低用户体验。

本发明采用的技术方案为：

一种基于Zigbee技术的设备维护与配置系统，包括Zigbee网络中的终端节点和网络协调器，其特征在于：终端节点与设备相连接，网络协调器与计算机或手持维护终端连接，由网络协调器和终端节点所形成的网络来承载设备与计算机之间传递的调试、维护与配置数据。

前述的基于Zigbee技术的设备维护与配置系统，其特征在于：终端节点与被维护设备间的连接包括两种方式，一种方式直接将终端节点做成一块电路板，由设备来进行供电，然后通过引脚相联，设备与终端节点之间采用串行异步通信方式；另一种方式将终端节点封装成微型装置，微型装置与设备间采用有线连接，接口可采用RS232、RS485或网口等多种形式。

网络协调器与计算机之间采用USB接口，当其与计算机连上后，自动将USB接口映射成COM串口，与计算机上的设备管理应用程序之间通信遵循通用的RS232接口协议；网络协调器通过计算机的USB接口进行供电。

一种基于Zigbee技术的设备维护与配置系统的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在终端节点实现Zigbee协议栈，终端节点与被维护设备之间通过引脚直接相连或串口线相连，在该引脚或串口线上实现UART通信；

2)在网络协调器实现Zigbee协议栈，在网络协调器与计算机之间采用USB接口相连；

3)由网络协调器首先建立某一信道的Zigbee网络，终端节点搜查到该网络后，进行网络加入申请；

4)对终端节点进行安全认证，认证通过，两点无线通道建立；

5)被维护设备从UART接口发送和接收数据，管理应用程序从USB接口接收和发送数据,被维护设备与管理应用程序之间的调试数据、配置数据以及版本数据都将通过该Zigbee的无线通道进行传输。

本发明技术方案的显著性进步和特点主要体现在：充分利用Zigbee技术低功耗、低复杂度和短距离等特点，将其应用于现场设备的维护与配置中；不再采用有线方式来承载调试、配置与软件版本数据，而采用无线的方式进行承载，大大增加了维护的方便性、增强了用户体验，用户甚至可以直接在车内进行设备维护的工作，无需在恶劣的设备运行环境下进行维护与配置工作。

附图说明

   附图1为本发明的设备维护与配置方法对比示意图；