基于ZigBee网络与GPRS的数据采集传输系统设计

付金勇，郭爱文

（武汉大学动力与机械学院自动化系，湖北武汉430072）

随着工业的发展，系统规模的增大，测量参数趋于多样化，迫切需要适合此状况的采集与传输系统来完成参数的收集与传送。然而传统的有线传输技术存在安装复杂，布线成本高，限制了工业通信技术的发展，虽然在有些工业情况下，单纯用GPRS进行数据传递可满足一定的工业要求，但是花费太高，并且不能排除信号采集现场没有运营商信号覆盖的可能性。工业生产现场的数据采集迫切需要一种简单的、低成本、高效率的数据采集系统。笔者采用新兴起的ZigBee短程无线传输技术与GPRS远程通信技术结合来设计满足这一需求的数据采集传输系统。

1 系统结构与原理

1.1 系统组成

系统的结构原理图如图1所示。

图1 系统的结构原理图Fig.1 Schematic structure of the system

在传感器终端，采用ZigBee无线传输系统，能够将多样化的测量变量进行收集，然后通过ZigBee网络传送到协调器节点，然后协调器节点通过GPRS模块发送，经过GPRS协议与TCP/IP协议转换，完成与Internet的连接，监控中心可以通过Internet网络进行信号的收集，完成数据的远程采集与传输过程。

1.2 ZigBee无线网络

1.2.1 Z igBee技术特点

ZigBee是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线组网技术。数据传输距离依赖于输出功率和信道环境，一般在百米左右；通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30 ms，休眠激活的时延是15 ms，活动设备信道接入的时延为15 ms，因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制（如工业控制场合等）应用；……