Zigbee無線網關的制作方法

2018-11-24 admin 184

本發明涉及樓宇對講系統,特別涉及一種Zigbee網關無線技術應用在智能家居的自動化控制網絡的可視對講系統。

目前的可視對講系統中,利用ZigBee技術自組織組網能力主要是應用在單一的子系統網絡內,子網之間不存在信號沖突的問題,主要采取點對點綁定的方式進行相關控制關系的建立,因此其存在如下的缺點一方面操作復雜,無人性化的人機界面;另一方面無法實現復雜的控制關系。

發明內容
為解決上述的不足,本發明采用結合現有的CAN總線的智能家居控制系統和ZigBee網關無線技術,配合簡易的人工干預,既可以進行有效的組網能力,又可以通過ZigBee無線網關進行復雜控制關系的配置,保持原有總線系統的人機操作的便利性和直觀性;完美地解決了現有技術的智能家居控制系統中存在的標準操作需要復雜的控制關系的綁定步驟的問題,同時也解決了其總線和無線設備之間的無縫控制的問題。本發明是這樣實現的一種Zigbee無線網關,其特征在于所述ZigBee無線網關包括SOC控制單元、RF通信模塊、電源電路、總線接口、USB接口、KEY/LED模塊和總線通信模塊,其中S0C控制單元,主要負責總線數據的收發、處理,以及RF通信模塊的控制;RF通信模塊,連接至SOC控制單元,作為實現ZigBee的無線射頻電路;電源電路,連接SOC控制單元和總線接口,為其他模塊提供電源供電;總線接口,連接總線通信模塊和電源電路,用于提供用戶與外部連接的接口 ;USB接口,連接至SOC控制單元,作為上位機應用軟件的配置接口 ;KEY/LED模塊,連接至SOC控制單元,作為實現組網操作和狀態指示;總線通信模塊,連接至SOC控制單元和總線接`口,采用標準的總線CAN通信模塊。所述SOC控制單元的通信芯片采用TI公司的ZigBee芯片CC2531,主要負責CAN總線通信數據的處理和無線通信的控制及處理。所述RF通信模塊,主要包括RF無線通信的濾波電路和F型PCB天線。所述電源電路,是將直流24V的總線電源電壓經過DC-DC電源轉換芯片MC34063得到5V電壓,再經過LDO電源轉換芯片RT9167得到3. 3V,用這兩個電壓為整個電路提供電源。所述總線接口,采用標準的4線總線接口。所述USB接口,采用標準的MiniUSB的接口電路。所述KEY/LED模塊,主要包括一個按鍵和兩個LED顯示,實現組網操作和狀態指
/Jn ο所述總線通信模塊包含二級防雷浪涌電路和PCA82C250T芯片,用來進行CAN信號和RS232信號的轉換。
應用本發明所述的Zigbee無線網關,結合現有的CAN總線的智能家居控制系統和ZigBee無線技術,可以實現既保持原有總線系統的人機操作的便利性和直觀性,又具備人工半干預的自組織組網能力,并且通過該Zigbee無線網關,可以配置原有總線的所有參數,實現一致的功能。


下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。圖1是應用本發明所述的Zigbee無線網關的可視對講系統的整體結構框圖。圖2是所述Zigbee無線網關的整體結構框圖。圖3是所述Zigbee無線網關的SOC控制單元的電路連接圖。圖4是所述Zigbee無線網關的RF通信模塊的電路連接圖。 圖5是所述Zigbee無線網關的電源電路的連接圖。圖6是所述Zigbee無線網關的USB接口的電路連接圖。圖7是所述Zigbee無線網關的KEY/LED模塊的電路連接圖。圖8是所述Zigbee無線網關的總線通信模塊的電路連接圖。
具體實施例方式請參閱圖1,一種應用本發明所述的Zigbee無線網關的可視對講系統,包括TA-BUS系統、ZigBee無線網關和各種ZigBee無線面板(ZigBee無線開關面板、ZigBee無線調光面板、ZigBee無線窗簾面板、ZigBee無線情景面板等);所述TA-BUS系統是CAN總線的智能家居控制系統;ZigBee無線網關是總線系統和無線系統之間的媒體介質,主要負責有線信號和無線信號之間信號的轉換。各種ZigBee無線面板,是ZigBee無線系統內的網絡節點;所有ZigBee網絡節點(包括無線網關),都是利用上位機配置軟件通過USB接口進行ZigBee網絡相關參數的配置。而所有ZigBee無線面板的控制功能,是利用原有的總線系統的配置工具通過總線接口進行總線系統的參數配置。用戶無需進行ZigBee技術標準的綁定操作,繼承了原有總線系統的配置方法。請參閱圖2,是所述Zigbee無線網關的整體結構框圖。所述ZigBee無線網關包括SOC控制單元、RF通信模塊、電源電路、總線接口、USB接口、KEY/LED模塊和總線通信模塊,SOC控制單元,主要負責總線數據的收發、處理,以及RF通信模塊的控制;RF通信模塊,連接至SOC控制單元,作為實現ZigBee的無線射頻電路;電源電路,連接SOC控制單元和總線接口,為其他模塊提供電源供電;總線接口,連接總線通信模塊和電源電路,用于提供用戶與外部連接的接口 ;USB接口,連接至SOC控制單元,作為上位機應用軟件的配置接口 ;KEY/LED模塊,連接至SOC控制單元,作為實現組網操作和狀態指示;總線通信模塊,連接至SOC控制單元和總線接口,采用標準的總線CAN通信模塊。請參閱圖3,是所述Zigbee無線網關的SOC控制單元的電路連接圖。SOC控制單元作為主控無線模塊,通信芯片采用TI公司的ZigBee芯片CC2531,主要負責CAN總線通信數據的處理和無線通信的控制及其相關處理。請參閱圖4,是所述Zigbee無線網關的RF通信模塊的電路連接圖,主要包括RF無線通信的濾波電路和F型PCB天線。
請參閱圖5,是所述Zigbee無線網關的電源電路的連接圖,其中,總線電源電壓是直流24V,經過DC-DC電源轉換芯片MC34063得到5V電壓,再經過LDO電源轉換芯片RT9167得到3.3V。這兩個電壓為整個電路提供電源。請參閱圖6,是所述Zigbee無線網關的USB接口的電路連接圖,采用標準的MiniUSB的接口電路。請參閱圖7,是所述Zigbee無線網關的KEY/LED模塊的電路連接圖,主要提供一個按鍵和兩個LED顯示,用于實現組網操作和狀態指示。請參閱圖8,是所述Zigbee無線網關的總線通信模塊的電路連接圖,所述總線通信模塊是具有二級防雷防靜電保護的can驅動通信模塊,CAN通信總線經過二級防雷浪涌電路,經過CAN驅動芯片PCA82C250T,進行CAN信號和RS232信號的轉換。所述總線接口,采用標準的4線總線接口。所述應用本發明所述的Zigbee無線網關的可視對講系統的配置方法如下
(1)通過總線系統的配置工具對ZigBee無線網關模塊進行總線參數的配置;
(2)通過ZigBee無線系統的配置工具對ZigBee無線網關模塊以及ZigBee無線開關面板的無線網絡參數的配置;
(3)在上述正確配置的情況下,首先按下無線網關模塊上的允許其他網絡節點加入的按鍵,網絡指示燈閃爍表示正在監聽其他網絡節點的請求加入;
(4)打開其他需要加入該無線網關模塊無線開關面板的電源,自動加入該父節點;
(5)同樣操作加入其他無線開關面板,最多支持6個子節點;
(6)取消無線網關模塊允許加入網絡的功能,接下來可以啟用剛才已加入無線網關模塊的開關面板作為下一級的理由器,操作方式類似;
(7)這樣,逐級建立整個無線網絡的拓撲結構,并按這種拓撲進行相應位置的安裝;
(8)整個系統重新上電,原有的已建立的網絡拓撲依然存在,不會改變,除非主動清除該節點的網絡參數,并按前面的步驟重新加入網絡;
(9)到此,無線系統的組網結束,在各個節點有效的通信距離內,任何節點之間都可以通信,用戶無需關系路由關系;
(10)之后,可以利用總線系統的配置工具通過無線網關模塊,對下屬的所有無線開關面板進行總線參數的配置。
權利要求
1.一種ZigBee無線網關,其特征在于所述ZigBee無線網關包括SOC控制單元、RF通信模塊、電源電路、總線接口、USB接口、KEY/LED模塊和總線通信模塊,其中S0C控制單元,主要負責總線數據的收發、處理,以及RF通信模塊的控制;RF通信模塊,連接至SOC控制單元,作為實現ZigBee的無線射頻電路;電源電路,連接SOC控制單元和總線接口,為其他模塊提供電源供電;總線接口,連接總線通信模塊和電源電路,用于提供用戶與外部連接的接口 ;USB接口,連接至SOC控制單元,作為上位機應用軟件的配置接口 ;KEY/LED模塊,連接至SOC控制單元,作為實現組網操作和狀態指示;總線通信模塊,連接至SOC控制單元和總線接口,采用標準的總線CAN通信模塊。
2.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述SOC控制單元的通信芯片采用TI公司的ZigBee芯片CC2531,主要負責CAN總線通信數據的處理和無線通信的控制及處理。
3.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述RF通信模塊,主要包括RF無線通信的濾波電路和F型PCB天線。
4.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述電源電路,是將直流24V的總線電源電壓經過DC-DC電源轉換芯片MC34063得到5V電壓,再經過LDO電源轉換芯片RT9167得到3. 3V,用這兩個電壓為整個電路提供電源。
5.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述總線接口,采用標準的4線總線接口。
6.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述USB接口,采用標準的MiniUSB的接口電路。
7.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述KEY/LED模塊,主要包括一個按鍵和兩個LED顯示,實現組網操作和狀態指示。
8.根據權利要求1所述的Zigbee無線網關,其特征在于所述總線通信模塊包含二級防雷浪涌電路和PCA82C250T芯片,用來進行CAN信號和RS232信號的轉換。
全文總結
本發明涉及一種ZigBee無線網關,包括SOC控制單元、RF通信模塊、電源電路、總線接口、USB接口、KEY/LED模塊和總線通信模塊。采用本發明所述的ZigBee無線網關結合現有的CAN總線的智能家居控制系統和ZigBee網關無線技術,配合簡易的人工干預,既可以進行有效的組網能力,又可以通過ZigBee無線網關進行復雜控制關系的配置,保持原有總線系統的人機操作的便利性和直觀性;完美地解決了現有技術的智能家居控制系統中存在的標準操作需要復雜的控制關系的綁定步驟的問題,同時也解決了其總線和無線設備之間的無縫控制的問題。


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