:::warning RS485转ZigBee透传模块设计 :::

一、面向领域

本方案面向对通信稳定性、响应速度和和通信距离有较高要求的工业物联网领域。

二、技术方案原理简述

技术方案原理图如下所示：

RS485转ZigBee透传模块设计 - 图1
本系统由透传模块和集线器两部分组成，其中透传模块具有两种工作模式，分别是信息采集终端模式、协调器模式组成，其技术原理概述：

  1. 信息采集终端和协调器搭载了ZigBee 3.0 云模组，因而具备ZigBee通信能力
  2. 信息采集终端和协调器搭载了RS232串口通信模块和RS485模块，因此具备相应串口通信能力
  3. 集线器支持将多路RS485通信链路转换为一路能够顺序发送报文的RS485通信链路
  4. 信息采集终端支持通过RS232接口输入多个传感器信息，包括温湿度传感器、雨量传感器
  5. 信息采集终端支持支持ZigBee无线信号的可用性和信号强度、电池电压和系统内存占用
  6. 信息采集终端支持统计系统正常运行时长、所发送的数据次数
  7. 信息采集终端支持将上述数据以及当前时间整合成一条数据并且以恒定的时间间隔通过ZigBee无线网络或者RS485发送到协调器中，具体的数据格式待定
  8. 信息采集终端到协调器间的通信链路策略：优先使用ZigBee无线网络发送，当设备检测到ZigBee网络不通畅的情况再使用RS485发送（RS485链路如上图蓝色线所示）。终端通过向协调器发送连通测试报文来检测ZigBee网络链路是否连通，如果在发送连通测试报文后的500ms内接收到协调器的应答报文，则认为网络链路连通。如果在发送第1个通测试报文后的500ms内没有接收到协调器的应答报文，则发送第2个连通测试报文；如仍未在500ms内收到应答报文，则发送第3个连通测试报文；如仍未在500ms内收到应答报文，则认为ZigBee网络链路不连通，转而使用RS485来发送数据，如下图所示
  9. 协调器支持通过ZigBee无线网络或者RS495接收从信息采集终端发送过来的数据，并且支持以RS232的方式实时将数据输出
  10. 信息采集终端和协调器支持保存一个月的数据记录，并且支持以RS485的方式导出

RS485转ZigBee透传模块设计 - 图2

三、主要硬件组成

  • Zigbee 无线 MCU：TI CC2530F256

    四、主要技术参数

  • ZigBee 无线通信距离：空旷空间下相邻节点的通信距离约为250米

  • ZigBee 无线通信速率：240kb/s（理论值）
  • ZigBee 电磁波频率：2.4GHz
  • ZigBee 应用协议版本：ZigBee 3.0
  • ZigBee 核心协议版本：ZigBee 2007 Pro

  • ZigBee 无线通信时延：<= 1秒

    六、相关开发环境

  • 主要开发语言：C/C++

  • TI ZigBee官方开发工具：IAR
  • 编程器软件：IARSmartRF Flash Programmer
  • 友善串口调试助手
  • 程序编辑器和代码浏览器：SourceInsight

  • 代码编辑器：Sublime Text

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