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专利号: 2021108435694
申请人: 中南民族大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、ZigBee设备开机入网后,对外发送地址帧,ZigBee设备包括ZigBee路由节点和ZigBee终端节点;

步骤2、主机接收地址帧并且进行帧解析,构建入网设备拓扑图;

步骤3、ZigBee路由节点周期性组播发送路由命令帧给ZigBee终端节点;

步骤4、ZigBee终端节点接收到路由命令帧后测量体温数据,并进行体温数据帧的封装;

步骤5、ZigBee路由节点接收所有ZigBee终端节点发送的体温数据帧后开始进行体温数据帧的整合,生成整合体温数据帧并发送到主机;

步骤6、主机接收整合体温数据帧并解析,若整合体温数据帧校验合格,则继续步骤7,否则继续步骤8;

步骤7、主机发送包含主机确认整合体温数据帧接收无误的信息的主机命令帧到整合体温数据帧对应的ZigBee路由节点;

步骤8、主机发送包含主机确认整合体温数据帧接收有误的信息的主机命令帧到整合体温数据帧对应的ZigBee路由节点,请求ZigBee路由节点重传整合体温数据帧。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤1包括以下步骤:步骤1.1、ZigBee设备开机入网后,ZigBee设备设置地址帧的帧头字段;

步骤1.2、ZigBee设备设置地址帧的帧类型字段;

步骤1.3、如果ZigBee设备为ZigBee路由节点,将地址帧的节点类型字段设置为0x01,如果ZigBee设备为ZigBee终端节点,将地址帧的节点类型字段设置为0x02;

步骤1.4、如果ZigBee设备为ZigBee路由节点,查询设备按键设置的病房号数据,将病房号数据置于地址帧的病房号字段,如果ZigBee设备为ZigBee终端节点,查询设备按键设置的病床号信息,将病床号信息置于地址帧的病床号字段,步骤1.5、将入网的ZigBee设备的父节点网络地址置于地址帧的父节点网络地址字段,若ZigBee设备为ZigBee终端节点,则对应的父节点网络地址为ZigBee路由节点网络地址;

若ZigBee设备为ZigBee路由节点,则对应的父节点网络地址为ZigBee协调器网络地址;

步骤1.6、将入网的ZigBee设备的节点网络地址置于地址帧的本节点网络地址字段;

步骤1.7、将入网的ZigBee设备的节点物理地址置于地址帧的本节点物理地址字段;

步骤1.8、设置地址帧的帧尾字段;

步骤1.9、将地址帧的帧头字段,帧类型字段,节点类型字段,病房/病床号字段,父节点网络地址字段,本节点网络地址字段,本节点物理地址字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值并填入地址帧的校验字段;

步骤1.10、入网的ZigBee设备将地址帧封装完毕并发送到主机。

3.根据权利要求2所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤2包括以下步骤:步骤2.1、当主机接收从串口获得的地址帧,判断地址帧的完整性;

步骤2.2、主机解析获取节点类型字段内容,获取发送当前地址帧的ZigBee设备对应的节点类型;

步骤2.3、如果解析节点类型字段内容为ZigBee路由节点,则存储记录当前地址帧的病房号字段信息,如果解析节点类型字段内容为ZigBee终端节点,则存储记录当前地址帧的病床号字段信息;

步骤2.4、主机解析获取当前地址帧的父节点网络地址,在数据库中进行记录;

步骤2.5、主机解析获取当前地址帧的节点网络地址,在数据库中进行记录;

步骤2.6、主机解析获取当前地址帧的节点物理地址,在数据库中进行记录;

步骤2.7、主机通过数据库中记录的父节点网络地址、节点网络地址和节点物理地址,构建入网设备拓扑图。

4.根据权利要求3所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤3包括以下步骤:步骤3.1、设置路由命令帧的帧头字段;

步骤3.2、将路由命令帧的帧序号字段设置为本次发送的路由命令帧的序号;

步骤3.3、设置路由命令帧的帧类型字段;

步骤3.4、设置路由命令帧的路由命令字段;

步骤3.5、设置路由命令帧的帧尾字段;

步骤3.6、将路由命令帧的帧头字段,帧序号字段,帧类型字段,路由命令字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值并填入地址帧的校验字段;

步骤3.7、ZigBee路由节点通过组播向ZigBee终端节点发送路由命令帧。

5.根据权利要求4所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤4包括以下步骤:步骤4.1、设置体温数据帧的帧头字段;

步骤4.2、将体温数据帧的帧序号字段设置为对应路由命令帧的帧序号字段内容;

步骤4.3、设置体温数据帧的帧类型字段;

步骤4.4、读取ZigBee终端节点对应的病床号信息设置于体温数据帧的病床号字段;

步骤4.5、在体温数据帧中的体温数据字段中添加当前采集的体温数据;

步骤4.6、设置体温数据帧的帧尾字段;

步骤4.7、将体温数据帧的帧头字段,帧序号字段,帧类型字段,病床号字段,体温数据字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值并填入体温数据帧的校验字段;

步骤4.8、ZigBee终端节点将体温数据帧发送到ZigBee路由节点,ZigBee路由节点接收到体温数据帧后存储在存储器中。

6.根据权利要求5所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤5包括以下步骤:步骤5.1、ZigBee路由节点从存储器中取出所有存储的体温数据帧;

步骤5.2、将各个体温数据帧进行拆解,获取病床号信息和对应的体温数据进行记录;

步骤5.3、设置整合体温数据帧的帧头字段;

步骤5.4、将整合体温数据帧的帧序号字段设置为路由命令帧的帧序号字段的内容;

步骤5.5、设置整合体温数据帧的帧类型字段;

步骤5.6、将ZigBee路由节点对应的病房号信息设置于整合体温数据帧的病房号字段;

步骤5.7、获取读取体温数据帧的病床数目,将病床数目置于整合病床数字段;

步骤5.8、进行整合体温数据帧的体温数据字段内容的设置,整合体温数据帧的整合体温数据字段为每个病床对应的体温数据分配2个字节单元,每2个字节单元存储测量体温数据以及对应的病床号;

步骤5.9、设置整合体温数据帧的帧尾字段;

步骤5.10、将整合体温数据帧的帧头字段,帧序号字段,帧类型字段,病房号字段,整合病床数字段,整合体温数据字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值并填入整合体温数据帧的校验字段;

步骤5.11、ZigBee路由节点将整合体温数据帧通过ZigBee网络发送至ZigBee协调器,ZigBee协调器通过串口再将整合体温数据帧发送至主机。

7.根据权利要求6所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤7包括以下步骤:步骤7.1、主机将对应病房号和病床号测量得到的体温数据存储在数据库中;

步骤7.2、设置主机命令帧的帧头字段;

步骤7.3、将主机命令帧的帧序号字段设置为对应整合体温数据帧的帧序号字段内容;

步骤7.4、设置主机命令帧的帧类型字段;

步骤7.5、将主机命令帧的主机命令字段设置为0x01,0x01表示是主机确认整合体温数据帧的接收无误;

步骤7.6、设置主机命令帧帧尾字段;

步骤7.7、将主机命令帧的帧头字段,帧序号字段,帧类型字段,主机命令字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值,将异或值置于主机命令帧的校验字段;

步骤7.8,主机通过ZigBee协调器将主机命令帧发送至发送整合体温数据帧的ZigBee路由节点。

8.根据权利要求7所述的基于ZigBee的体温数据采集与主机的串口通信方法,其特征在于,所述的步骤8包括以下步骤:步骤8.1、设置主机命令帧的帧头字段;

步骤8.2、将主机命令帧的帧序号字段设置为对应整合体温数据帧的帧序号字段内容;

步骤8.3、将主机命令帧的帧类型字段设置为0x04,0x04表示是主机命令帧;

步骤8.4、将主机命令帧的主机命令字段设置为0x02,0x02表示主机接收整合体温数据帧出现错误;

步骤8.5、设置主机命令帧帧尾字段;

步骤8.6、将主机命令帧的帧头字段,帧序号字段,帧类型字段,主机命令字段,以及帧尾字段所有设置内容进行异或计算,计算得到异或值并填入主机命令帧校验字段;

步骤8.7、主机将主机命令帧通过ZigBee协调器发送至ZigBee路由节点。

步骤8.8、ZigBee路由节点接收主机命令帧,ZigBee路由节点将对应整合体温数据帧的帧序号的整合体温数据帧进行重传。