本申請是申請日為2014年05月31日，申請?zhí)枮?01410240899.4，發(fā)明名稱為“地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器”的分案申請。

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，特別涉及一種地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度越來越大，表現(xiàn)之一就是道路建設(shè)。但是由于道路建設(shè)周期一般較長，其增長遠遠跟不上車輛的急劇增長，使得交通狀況日益惡化，這幾乎成為所有城市的通病。改變這種交通現(xiàn)狀的有效解決辦法就是在城市交通管理部門建立完善的交通監(jiān)控系統(tǒng)。交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要目標(biāo)是適應(yīng)動態(tài)交通狀況的變化。即通過采集交通數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)浇煌ü芾碇行模谥行倪M行分析，根據(jù)分析結(jié)果，中心通過控制車輛出入和信號燈，從而更好地管制交通；中心還可以利用這些數(shù)據(jù)在發(fā)生交通事故時迅速采取措施。同時管理中心可把采集的交通數(shù)據(jù)傳給司機，這有助于減緩交通擁擠，優(yōu)化行車路線。運用交通監(jiān)控系統(tǒng)可以提高現(xiàn)有道路的通行能力，協(xié)調(diào)處理突發(fā)性交通事件，緩和交通阻塞，從而改善交通狀況。

地磁傳感器，或稱為地磁終端，可用于檢測車輛的存在和車型識別。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在交通監(jiān)控系統(tǒng)中起著非常重要的作用，地磁傳感器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，傳感器的性能對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的準(zhǔn)確性起決定作用。地磁接收器主要是用來和地磁終端配合，完成數(shù)據(jù)的接收和處理。

現(xiàn)有技術(shù)中，中國發(fā)明專利申請公開了一種地磁數(shù)據(jù)接收器，只是單純的接收數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不能夠滿足現(xiàn)在對數(shù)據(jù)處理的要求，另外接收器需要長期不間斷工作，對能源消耗比較大。其主要缺陷在于，功能有限，適用范圍小，工作效率低，能源消耗大。所需要配備的電池容量大，難以勝任長時間的數(shù)據(jù)接收工作。因此限制了現(xiàn)有的地磁數(shù)據(jù)接收器的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)耗電量大，無法長時間工作的缺點，提供了一種地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)，通過不斷地對數(shù)據(jù)發(fā)送接收裝置進行通斷操作實現(xiàn)節(jié)點的目的，同時還配備相應(yīng)的太陽能電池，以提高工作持續(xù)時間。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器，包括電源裝置、mcu裝置、無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置；

電源裝置包括mcu電源以及設(shè)備電源；

所述mcu電源與mcu裝置相連接，并為mcu裝置提供持續(xù)不間斷的電力；所述設(shè)備電源分別連接無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置；

所述mcu裝置用于控制無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備電源的通斷；

所述無線傳輸裝置使用內(nèi)置的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ieee802.11協(xié)議棧以及tcp/ip協(xié)議棧實現(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)至無線傳輸數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換；

所述gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置用于接收或者發(fā)送gprs數(shù)據(jù)，并可以將gprs數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)，或者將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為gprs數(shù)據(jù)；

所述地磁數(shù)據(jù)接收裝置用于接收地磁終端發(fā)送的車輛檢測數(shù)據(jù)，并通過有線或者無線連接方式將車輛檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置或者gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置；

其中，所述mcu裝置采用以下具體步驟實現(xiàn)無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備電源的通斷：

啟動步驟：mcu裝置向設(shè)備電源發(fā)送啟動命令，所述啟動命令包括設(shè)備關(guān)鍵字，所述設(shè)備關(guān)鍵字為唯一地與無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置進行對應(yīng)的字符串；設(shè)備電源接收啟動命令后，打開與無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置之間的連接，開始提供電力，同時向mcu裝置返回初始化命令；

準(zhǔn)備步驟：所述mcu裝置接收初始化命令后，由內(nèi)置的eeprom讀取配置數(shù)據(jù)，并將配置數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置完成初始化；繼續(xù)由eeprom讀取用戶配置接口模式數(shù)據(jù)，用戶配置接口模式數(shù)據(jù)包括至少一組的模式標(biāo)識符以及設(shè)備關(guān)鍵字，所述模式標(biāo)識符用于表示工作模式或者配置模式，當(dāng)模式標(biāo)識符表示為工作模式時，mcu裝置向設(shè)備關(guān)鍵字所對應(yīng)的無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令；

所述準(zhǔn)備步驟還包括：當(dāng)模式標(biāo)識符表示為配置模式時，mcu裝置將配置數(shù)據(jù)通過i/o設(shè)備輸出，用于對配置數(shù)據(jù)進行更改；更改完成后，將更改后的配置數(shù)據(jù)存入eeprom，并將更改后的配置數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置完成初始化；

數(shù)據(jù)傳輸步驟：無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置在接收到數(shù)據(jù)傳輸指令后，開始搜索連接信號，與無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置建立連接并開始傳輸數(shù)據(jù)；

中斷步驟：所述mcu裝置向無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置發(fā)送中斷命令；無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置接收中斷命令后，如果處于發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，則將尚未發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)送至mcu裝置；如果處于接收數(shù)據(jù)的過程中，則將已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送至mcu裝置；完成向mcu裝置的數(shù)據(jù)包發(fā)送后，向mcu裝置發(fā)送完成中斷命令并停止數(shù)據(jù)傳輸；

空閑步驟：無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置空閑后，向mcu裝置發(fā)送一個不包括任何數(shù)據(jù)的空數(shù)據(jù)包，并向mcu裝置發(fā)送完成中斷命令并停止數(shù)據(jù)傳輸；

停止步驟：所述mcu裝置接收到無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包以及完成中斷命令后，將數(shù)據(jù)包存入eeprom，并向設(shè)備電源發(fā)送斷電命令，所述斷電命令包括與無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置相對應(yīng)的設(shè)備關(guān)鍵字；設(shè)備電源接收到斷電命令后，切斷與設(shè)備關(guān)鍵字相對應(yīng)的無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置的電力供應(yīng)；

電源裝置包括太陽能電池部分、電源適配器以及用于隔離所述太陽能電池部分和電源適配器的肖特基二極管。

于本發(fā)明的實施例中，還包括充電裝置，所述充電裝置分別與太陽能電池以及電源適配器相連接。

于本發(fā)明的實施例中，所述配置數(shù)據(jù)包括用戶配置接口以及工作模式選擇接口，所述用戶配置接口包括無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置的配置參數(shù)，所述工作模式接口包括模式標(biāo)識符；還包括以下的具體步驟：mcu裝置接收到完成中斷命令后，由eeprom讀取所屬配置數(shù)據(jù)，并將模式標(biāo)識符以及與所述模式標(biāo)識符相對應(yīng)的設(shè)備關(guān)鍵字寫入eeprom的用戶配置接口模式數(shù)據(jù)中。

本發(fā)明具有以下的顯著技術(shù)效果：

采用低功耗芯片和太陽能電池，環(huán)保節(jié)能。實現(xiàn)wifi、gprs和串口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，使用范圍廣。

進一步地，通過快速地實現(xiàn)對無線傳輸裝置、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置的導(dǎo)通以及切斷，不僅可以節(jié)省電力的消耗，還可以減少數(shù)據(jù)傳輸量，mcu裝置可以將其內(nèi)置的eeprom作為臨時的緩存空間以實現(xiàn)減少數(shù)據(jù)傳輸量的目的。

附圖說明

圖1為地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為mcu裝置的控制步驟示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

實施例1

一種地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器，如圖1所示，電源裝置100、mcu裝置200、無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500；

電源裝置100包括mcu電源以及設(shè)備電源；

所述mcu電源與mcu裝置200相連接，并為mcu裝置200提供持續(xù)不間斷的電力；所述設(shè)備電源分別連接無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500，設(shè)備電源可以在mcu裝置200的控制下，實現(xiàn)對無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500的通斷，以實現(xiàn)節(jié)能，減少不必要的能源消耗，并通過dc-dc芯片lm2596進行相應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換，以保證滿足不同裝置的電壓需求。

所述mcu裝置200用于控制無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500之間的數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備電源的通斷，通過快速地切斷并且重新連通上述無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500以實現(xiàn)節(jié)能；由于所需功耗低，因此mcu裝置200采用低功耗工業(yè)級16位微處理器，即能夠滿足產(chǎn)品對節(jié)能和性能的要求。

所述無線傳輸裝置300，通常采用uart-wifi模塊，使用內(nèi)置的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ieee802.11協(xié)議棧以及tcp/ip協(xié)議棧實現(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)至無線傳輸數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換；

所述gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400用于接收或者發(fā)送gprs數(shù)據(jù)，并可以將gprs數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)，或者將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為gprs數(shù)據(jù)；gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400內(nèi)部封裝了ppp撥號協(xié)議以及tcp/ip協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式pc與無線gprsmodem的結(jié)合；它具備gprs撥號上網(wǎng)以及tcp/ip數(shù)據(jù)通信的功能。gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400提供了串行通信接口，包括rs232、rs485、rs422等都屬于常用的串行通信方式，而且gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400在設(shè)計上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計成“透明轉(zhuǎn)換”的方式，也就是說gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成tcp/ip數(shù)據(jù)包進行傳送，而不需要改變原有的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此，gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進行連接，而且不需要對用戶設(shè)備作改動。同時，gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400支持gprs終端設(shè)備永久在線，包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線當(dāng)長時間沒有數(shù)據(jù)通信時，移動網(wǎng)關(guān)將斷開gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400與mcu裝置200的連接。gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400還支持根據(jù)用戶設(shè)備串口的實際參數(shù)對dtu端進行相應(yīng)設(shè)置，保證用戶設(shè)備的正常通信和可靠數(shù)據(jù)傳輸。

所述地磁數(shù)據(jù)接收裝置500用于接收地磁終端發(fā)送的車輛檢測數(shù)據(jù)，并通過有線或者無線連接方式將車輛檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置300或者gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400。

其中，所述mcu裝置200采用以下具體步驟實現(xiàn)無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500之間的數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備電源的通斷，如圖2所示：

啟動步驟：mcu裝置200向設(shè)備電源發(fā)送啟動命令，所述啟動命令包括設(shè)備關(guān)鍵字，所述設(shè)備關(guān)鍵字為唯一地與無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500進行對應(yīng)的字符串；設(shè)備電源接收啟動命令后，打開與無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500之間的連接，開始提供電力，同時向mcu裝置200返回初始化命令；

準(zhǔn)備步驟：所述mcu裝置200接收初始化命令后，由內(nèi)置的eeprom讀取配置數(shù)據(jù)，并將配置數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500完成初始化；繼續(xù)由eeprom讀取用戶配置接口模式數(shù)據(jù)，用戶配置接口模式數(shù)據(jù)包括至少一組的模式標(biāo)識符以及設(shè)備關(guān)鍵字，所述模式標(biāo)識符用于表示工作模式或者配置模式，當(dāng)模式標(biāo)識符表示為工作模式時，mcu裝置200向設(shè)備關(guān)鍵字所對應(yīng)的無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令；

數(shù)據(jù)傳輸步驟800：無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500在接收到數(shù)據(jù)傳輸指令后，開始搜索連接信號，與無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500建立連接并開始傳輸數(shù)據(jù)；

中斷步驟900：所述mcu裝置200向無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500發(fā)送中斷命令；無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500接收中斷命令后，如果處于發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，則將尚未發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)送至mcu裝置200；如果處于接收數(shù)據(jù)的過程中，則將已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送至mcu裝置200；完成向mcu裝置的數(shù)據(jù)包發(fā)送后，向mcu裝置發(fā)送完成中斷命令并停止數(shù)據(jù)傳輸；

空閑步驟1000：無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500空閑后，向mcu裝置發(fā)送一個不包括任何數(shù)據(jù)的空數(shù)據(jù)包，并向mcu裝置200發(fā)送完成中斷命令并停止數(shù)據(jù)傳輸；

停止步驟1100：所述mcu裝置200接收到無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500發(fā)送的數(shù)據(jù)包以及完成中斷命令后，將數(shù)據(jù)包存入eeprom，并向設(shè)備電源發(fā)送斷電命令，所述斷電命令包括與無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500相對應(yīng)的設(shè)備關(guān)鍵字；設(shè)備電源接收到斷電命令后，切斷與設(shè)備關(guān)鍵字相對應(yīng)的無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500的電力供應(yīng)。

所述電源裝置100包括太陽能電池部分、電源適配器以及用于隔離所述太陽能電池部分和電源適配器的肖特基二極管。

地磁數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)器還包括充電裝置1200，所述充電裝置1200分別與太陽能電池部分以及電源適配器相連接。

所述準(zhǔn)備步驟700還包括：當(dāng)模式標(biāo)識符表示為配置模式時，mcu裝置200將配置數(shù)據(jù)通過i/o設(shè)備輸出，用于對配置數(shù)據(jù)進行更改；更改完成后，將更改后的配置數(shù)據(jù)存入eeprom，并將更改后的配置數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400或者地磁數(shù)據(jù)接收裝置500完成初始化。

所述配置數(shù)據(jù)包括用戶配置接口以及工作模式選擇接口，所述用戶配置接口包括無線傳輸裝置300、gprs數(shù)據(jù)傳輸裝置400以及地磁數(shù)據(jù)接收裝置500的配置參數(shù)，所述工作模式接口包括模式標(biāo)識符；還包括以下的具體步驟：mcu裝置200接收到完成中斷命令后，由eeprom讀取所屬配置數(shù)據(jù)，并將模式標(biāo)識符以及與所述模式標(biāo)識符相對應(yīng)的設(shè)備關(guān)鍵字寫入eeprom的用戶配置接口模式數(shù)據(jù)中。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。