專利名稱：一種基于rf射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，尤其涉及無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從目前無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，只有少量產(chǎn)品投入使用，種類較少，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸距離較近，且價(jià)格高昂，供貨周期長(zhǎng)。且大部分使用的數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)設(shè)備主要是基于第二代和第三代傳感器網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)功耗普遍偏大，不能滿足野外無(wú)交流供電的傳感器采集應(yīng)用場(chǎng)合。在許多數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用中，需要先將分布在微區(qū)域范圍內(nèi)的多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)匯集到就近的數(shù)據(jù)采集器，然后再通過(guò)SMS、GPRS或VHF網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼緮?shù)據(jù)采集平臺(tái)上。由于施工困難，比如需要穿越公路、橋梁，設(shè)備安全(比如防盜、防雷)以及其他因素，不適合采用有線傳輸方式。因此，RF射頻技術(shù)得到了發(fā)展，RF為射頻，是Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱。在電磁波頻率低于IOOWiz 時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于IOOWiz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，這種具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，為第二代和第三代有線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)據(jù)采集器提供一種低功耗、高可靠性、系統(tǒng)創(chuàng)建及維護(hù)成本低的接入方式，為微區(qū)域范圍內(nèi)不適合采用有線傳輸方式的傳感器數(shù)據(jù)采集提供了一種可行的無(wú)線采集的技術(shù)方案。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，包含
數(shù)據(jù)采集器，
非采樣時(shí)間處于休眠狀態(tài)的RF無(wú)線適配器控制單元和RF無(wú)線適配器采集單元； 所述RF無(wú)線適配器控制單元與所述數(shù)據(jù)采集器相連接，接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的采集命令，
所述RF無(wú)線適配器采集單元設(shè)置在各傳感器附近，采集各傳感器數(shù)據(jù)， 所述RF無(wú)線適配器控制單元和所述RF無(wú)線適配器采集單元之間通過(guò)外置RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。一個(gè)所述RF無(wú)線適配器控制單元可以與一個(gè)或多個(gè)所述RF無(wú)線適配器采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。一個(gè)所述RF無(wú)線適配器控制單元可以同時(shí)管理多個(gè)RF無(wú)線適配器采集單元，與多個(gè)所述RF無(wú)線適配器采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
一個(gè)所述RF無(wú)線適配器控制單元最多可以同時(shí)管理八個(gè)RF無(wú)線適配器采集單元，與八個(gè)所述RF無(wú)線適配器采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。所述RF無(wú)線適配器采集單元包含SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口。所述RF無(wú)線適配器采集單元定時(shí)采集所述SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口的傳感器數(shù)據(jù)。所述RF無(wú)線適配器采集單元采用12V蓄電池加太陽(yáng)能電池板供電。所述RF無(wú)線適配器控制單元和所述RF無(wú)線適配器采集單元按照設(shè)定的采樣間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，非采樣時(shí)間處于休眠狀態(tài)。休眠功耗低于100uA。所述RF無(wú)線適配器采集單元和所述RF無(wú)線適配器控制單元時(shí)鐘自動(dòng)同步。所述RF無(wú)線適配器采集單元的采樣間隔與所述數(shù)據(jù)采集器的測(cè)量間隔時(shí)間相同，并可按要求設(shè)置。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，它支持組建點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)，可以把微區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器同時(shí)接入一個(gè)數(shù)據(jù)采集中，為微區(qū)域范圍內(nèi)不適合采用有線傳輸方式的傳感器數(shù)據(jù)采集提供了一種可行的無(wú)線采集解決方案，降低了新建遙測(cè)站或拉長(zhǎng)電纜線(<3000米)的施工成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效
■、Λ
frff. ο本發(fā)明選用了低功耗器件，且采用了多重低功耗設(shè)計(jì)，因此控制單元和采集單元平時(shí)處于休眠狀態(tài)，可按照設(shè)定的定時(shí)間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，二者的休眠功耗都低于lOOuA。 由于RF無(wú)線適配器采集單元和RF無(wú)線適配器控制單元提供了都提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，可根據(jù)控制單元與采集單元之間的距離和地形選擇符合通信傳輸要求的RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，這就為組網(wǎng)帶來(lái)了方便，可以大大提高點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信距離，拓寬了系統(tǒng)的使用范圍。


圖1為本發(fā)明的無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。按圖1所示搭建本發(fā)明的傳感器無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明的基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置包含RF無(wú)線適配器控制單元1和RF無(wú)線適配器采集單元2， 都采用低功耗設(shè)計(jì)。RF無(wú)線適配器控制單元1安裝在數(shù)據(jù)采集器設(shè)備箱中。RF無(wú)線適配器控制單元 1通過(guò)SDI-12總線與數(shù)據(jù)采集器設(shè)備箱中的數(shù)據(jù)采集器3相連接，接收數(shù)據(jù)采集器3發(fā)送的采集命令。數(shù)據(jù)采集器3通過(guò)SMS、GPRS等網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼居?jì)算機(jī)5的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)上。RF無(wú)線適配器采集單元2與各傳感器4對(duì)應(yīng)設(shè)置，安裝在各傳感器4附近，用于采集各傳感器4數(shù)據(jù)，包含了 SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口。采用12V蓄電池加太陽(yáng)能電池板供電，定時(shí)采集SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口的傳感器數(shù)據(jù)。無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用廣播方式傳輸，可配置成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)。RF無(wú)線適配器控制單元1和RF無(wú)線適配器采集單元2之間通過(guò)外置RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互?？筛鶕?jù)RF無(wú)線適配器控制單元與RF無(wú)線適配器采集單元之間的距離和地形選擇符合通信傳輸要求的RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。一個(gè)RF無(wú)線適配器控制單元 1最多可以同時(shí)管理八個(gè)RF無(wú)線適配器采集單元2。圖中僅以采用了三個(gè)傳感器4及與其對(duì)應(yīng)的三個(gè)RF無(wú)線適配器采集單元2為例。系統(tǒng)搭建好后需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。RF無(wú)線適配器控制單元1的參數(shù)設(shè)置包含源地址、目的地址和傳感器參數(shù)列表的設(shè)置；RF無(wú)線適配器采集單元2的參數(shù)設(shè)置包含源地址、目的地址、采樣間隔和傳感器參數(shù)列表的設(shè)置，其中采樣間隔的設(shè)置必須與數(shù)據(jù)采集器 3的測(cè)量間隔相同，可以支持1分鐘 360分鐘。設(shè)置完成后，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)按照數(shù)據(jù)采集器 3的測(cè)量間隔周期性采集數(shù)據(jù)。RF無(wú)線適配器控制單元1和RF無(wú)線適配器采集單元2非采樣時(shí)間處于休眠狀態(tài)， 可按照設(shè)定的采樣間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，二者的休眠功耗都低于lOOuA。RF無(wú)線適配器采集單元2可以自動(dòng)的和RF無(wú)線適配器控制單元1進(jìn)行時(shí)鐘同步， 并且根據(jù)自身所攜帶的傳感器的測(cè)量所需時(shí)間決定自己在系統(tǒng)中的工作偏置時(shí)間，通過(guò)這種時(shí)間同步機(jī)制，既保證了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也使各傳感器節(jié)點(diǎn)的工作時(shí)間減到最小，從而節(jié)省了功耗。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，包含數(shù)據(jù)采集器，非采樣時(shí)間處于休眠狀態(tài)的RF無(wú)線適配器控制單元和RF無(wú)線適配器采集單元； 所述RF無(wú)線適配器控制單元與所述數(shù)據(jù)采集器相連接，接收所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的采集命令，所述RF無(wú)線適配器采集單元設(shè)置在各傳感器附近，采集各傳感器數(shù)據(jù)， 所述RF無(wú)線適配器控制單元和所述RF無(wú)線適配器采集單元之間通過(guò)外置RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，一個(gè)所述RF無(wú)線適配器控制單元可以與一個(gè)或多個(gè)所述RF無(wú)線適配器采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，一個(gè)所述RF無(wú)線適配器控制單元最多可以同時(shí)與八個(gè)所述RF無(wú)線適配器采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器采集單元包含SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器采集單元定時(shí)采集所述SDI-12總線、RS485總線或模擬量接口的傳感器數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器采集單元采用12V蓄電池加太陽(yáng)能電池板供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器控制單元和所述RF無(wú)線適配器采集單元按照設(shè)定的采樣間隔時(shí)間采集數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，休眠功耗低于100uA。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器采集單元和所述RF無(wú)線適配器控制單元時(shí)鐘自動(dòng)同止少ο
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述RF無(wú)線適配器采集單元的采樣間隔時(shí)間與所述數(shù)據(jù)采集器的測(cè)量間隔時(shí)間相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于RF射頻技術(shù)的微功耗無(wú)線數(shù)據(jù)采集裝置，包含數(shù)據(jù)采集器，RF無(wú)線適配器控制單元與數(shù)據(jù)采集器相連接，RF無(wú)線適配器采集單元設(shè)置在各傳感器附近，RF無(wú)線適配器控制單元和RF無(wú)線適配器采集單元通過(guò)外置RF無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明支持組建點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)，為微區(qū)域范圍內(nèi)不適合采用有線傳輸方式的傳感器數(shù)據(jù)采集提供了一種無(wú)線采集解決方案，降低了新建遙測(cè)站或拉長(zhǎng)電纜線的施工成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益?？刂茊卧筒杉瘑卧綍r(shí)處于休眠狀態(tài)，降低了功耗?？筛鶕?jù)控制單元與采集單元之間的距離和地形選擇符合要求的RF通信設(shè)備，為組網(wǎng)帶來(lái)了方便，提高點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信距離，拓寬了系統(tǒng)的使用范圍。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102201157SQ20111013331
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者姚峰, 安保慶, 景波云, 熊光亞, 王銘業(yè), 陳向飛 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院