基于ZigBee的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ZigBee的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和前端采集節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控中心與前端采集節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，監(jiān)控中心包括相連的PC機(jī)及ZigBee協(xié)調(diào)器，每個(gè)前端采集節(jié)點(diǎn)包括相連的數(shù)字示波器及ZigBee無線終端，所有ZigBee無線終端與ZigBee協(xié)調(diào)器構(gòu)成星狀網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)對數(shù)字示波器的監(jiān)測，并可以進(jìn)行示波器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理功能，以拓展了數(shù)字示波器在各領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的方便了使用者。系統(tǒng)采用了低功耗的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能的目的，該數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于zigbee的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，屬于數(shù)字示 波器應(yīng)用領(lǐng)域。 基于ZigBee的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 示波器是電子測量行業(yè)最常用的測量儀器儀表之一，示波器廣泛應(yīng)用于國防、科 研、教育及生產(chǎn)等領(lǐng)域。隨著數(shù)字處理電路和液晶屏的采用，電子工程師日常使用的數(shù)字示 波器作為工程師進(jìn)行性能檢測、故障檢測的常用測試工具適合于多種應(yīng)用，從軟件調(diào)試到 機(jī)械控制信號及視頻信號的測量等。
[0003] 人們用示波器直接觀察波形也只是它的一方面；有時(shí)在電子測試、電子工程設(shè)計(jì)、 研究、論文寫作時(shí)需要以書面的形式記錄波形和存儲波形。數(shù)字示波器因具有波形觸發(fā)、存 儲、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，并可利用外部計(jì)算機(jī)，方便進(jìn)行分析、存檔、 打印和其他的處理，其使用日益普及。
[0004] 數(shù)字存儲示波器除了可以準(zhǔn)確捕獲各種周期信號、非周期信號或單次沖擊信號， 還具有很多優(yōu)良性能，如多種觸發(fā)類型、波形參數(shù)的測量、波形處理及數(shù)學(xué)運(yùn)算等，已成為 科研實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目中各類信號采集、記錄和分析的最主要設(shè)備之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展，使用遠(yuǎn)程控制技術(shù)對數(shù)字存儲示波器的輸出信號進(jìn)行采集分析成為 當(dāng)前的測試技術(shù)熱點(diǎn)。
[0005] 在很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目中，出于安全考慮，不允許操作人員在現(xiàn)場，或者需要 利用現(xiàn)場示波器取得的信號參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，以便指導(dǎo)下一步的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn) 場各種設(shè)備的控制，這就需要把現(xiàn)場示波器與控制室的中央處理機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場信 號的遠(yuǎn)程控制實(shí)時(shí)采集和處理，對示波器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，因而遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)示波器的各項(xiàng)功能 已成為很多科研實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目必需的環(huán)節(jié)。
[0006] 但目前通過計(jì)算機(jī)獲取數(shù)字示波器上的數(shù)據(jù)，還只能通過有線的方式進(jìn)行一對一 的數(shù)據(jù)獲取。而在一些實(shí)驗(yàn)室、監(jiān)測中心、工廠生產(chǎn)線等，需要在監(jiān)測中心一臺或多臺微機(jī) 上同時(shí)控制一臺或多臺的示波器數(shù)據(jù)，并且為了避免布線的繁瑣，需要通過無線的方式進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型的目的提供一種能夠?qū)⑹静ㄆ饕詿o線的方式進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種基于ZigBee的數(shù)字示 波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控中心和前端采集節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控中心與前端采 集節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，監(jiān)控中心包括相連的PC機(jī)及ZigBee協(xié)調(diào)器， 每個(gè)前端采集節(jié)點(diǎn)包括相連的數(shù)字示波器及ZigBee無線終端，所有ZigBee無線終端與 ZigBee協(xié)調(diào)器構(gòu)成星狀網(wǎng)絡(luò)。
[0009] 監(jiān)控中心的PC機(jī)通過LABVIEW的VISA串口實(shí)現(xiàn)用戶指令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的接收， 前端采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)字示波器接收監(jiān)控中心PC機(jī)發(fā)送過來的指令，并通過它們本身的CPU進(jìn) 行指令的翻譯執(zhí)行來響應(yīng)用戶指令，并將數(shù)據(jù)送到緩沖區(qū)或內(nèi)存以供監(jiān)控中心PC機(jī)的讀 取做進(jìn)一步的處理。這樣，用戶可在監(jiān)控中心PC端進(jìn)行波形顯示、波形數(shù)據(jù)的時(shí)域頻域分 析、波形數(shù)據(jù)存儲等等。該系統(tǒng)還具有良好的可拓展性，對不同型號的數(shù)字示波器，只需修 改其對應(yīng)控制指令的通信協(xié)議，即可進(jìn)行系統(tǒng)的移植。
[0010] 本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)對數(shù)字示波器的監(jiān)測，并可以進(jìn)行示波器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采 集、傳輸和處理功能，以拓展了數(shù)字示波器在各領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的方便了使用者。系統(tǒng)采 用了低功耗的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能的目的，該數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為系統(tǒng)框圖；
[0012] 圖2為數(shù)據(jù)傳輸模型。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0014] 需設(shè)計(jì)的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)在硬件上由若干個(gè)前端采集點(diǎn)的多功能 混合數(shù)字儲存示波器（如LDS31010F)、采用ZigBee無線通信技術(shù)的XBee/XBee Pro通信模 塊和監(jiān)控中心的PC機(jī)組成，系統(tǒng)中的每臺數(shù)字示波器均為智能儀器，即含有微型計(jì)算機(jī)的 儀器，而且這些設(shè)備均具有RS232接口。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上，要求監(jiān)控中心PC機(jī)與各臺數(shù) 字示波器之間都能夠相互通信。
[0015] 如圖1所示，本系統(tǒng)分為監(jiān)控中心和前端采集節(jié)點(diǎn)兩級結(jié)構(gòu)。所述兩級結(jié)構(gòu)之間 通過zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。
[0016] 第一級：監(jiān)控中心；一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)通過串口與PC機(jī)相連，作為協(xié)調(diào)器，主要負(fù) 責(zé)網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)創(chuàng)建和給其它終端節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址，并作為無線接受端讀取數(shù)字示波器的 波形數(shù)據(jù)。
[0017] 第二級：前端采集節(jié)點(diǎn)；監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的每個(gè)數(shù)字示波器為一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，連接一個(gè) ZigBee終端節(jié)點(diǎn)，數(shù)字示波器接收到監(jiān)控中心PC機(jī)發(fā)來的指令后進(jìn)行響應(yīng)，返回?cái)?shù)據(jù)先通 過RS232接口傳輸至ZigBee節(jié)點(diǎn)，再通過天線發(fā)出。
[0018] 其中將ZigBee協(xié)調(diào)器配置成ZIGBEE COORDINATOR API/AT方式，ZigBee路由器配 置成 ZIGBEE ROUTER API/AT 方式，ZigBee 終端配置成 ZIGBEE ENDDEVICE API/AT。
[0019] 現(xiàn)場采集節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器之間通過路由節(jié)點(diǎn)連接并交換無線數(shù)據(jù)?？紤]把監(jiān)控中心 PC機(jī)和每臺數(shù)字示波器組成的星狀結(jié)構(gòu)ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互之間的通信，即多個(gè)前端采 集節(jié)點(diǎn)ZigBee終端直接與ZigBee數(shù)據(jù)管理終端通信并交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)處匯 聚并傳至監(jiān)控中心PC機(jī)，可根據(jù)具體的環(huán)境特點(diǎn)安裝中繼路由節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多跳傳遞至 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)處。中繼節(jié)點(diǎn)的功能是接收、分析處理和轉(zhuǎn)發(fā)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)給匯聚節(jié) 點(diǎn)，不需要傳感器模塊，只保留無線傳感器節(jié)點(diǎn)的其他核心電路。
[0020] 如圖2每個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的一對一傳輸模型，也就是每個(gè)前端采集節(jié)點(diǎn) 由信號發(fā)生器-數(shù)字示波器-ZigBee通信終端構(gòu)成，信號發(fā)生器產(chǎn)生測試信號，數(shù)字示波 器發(fā)出測量信號，并通過輸出接口 RS232接口連接ZigBee通信終端。監(jiān)控中心：PC機(jī)通過
【權(quán)利要求】
1. 一種基于ZigBee的數(shù)字示波器數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控中心和前 端采集節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控中心與前端采集節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，監(jiān)控中心包括 相連的PC機(jī)及ZigBee協(xié)調(diào)器，每個(gè)前端采集節(jié)點(diǎn)包括相連的數(shù)字示波器及ZigBee無線終 端，所有ZigBee無線終端與ZigBee協(xié)調(diào)器構(gòu)成星狀網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號】H04W84/18GK203884000SQ201420172615
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王少華, 仇潤鶴 申請人:東華大學(xué)