一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)數(shù)據(jù)采集是現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制設(shè)備與管理層之間的信息紐帶，建立和完善自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成為制造工業(yè)企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)。
[0003]目前，許多企業(yè)在數(shù)據(jù)采集的各環(huán)節(jié)工作中，通常使用傳感器加采集設(shè)備，采集到的數(shù)據(jù)通常由線纜傳送至計(jì)算機(jī)終端，數(shù)據(jù)具有滯后性，起不到實(shí)時(shí)報(bào)警功能，線纜布線安裝繁瑣、擴(kuò)展性差、成本高。
[0004]另外，由于工業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的安裝條件限制較多，無(wú)法在任何地方都使用輸電線供電，所以數(shù)據(jù)采集設(shè)備通常采用電池供電，而安裝條件的限制會(huì)導(dǎo)致更換電池非常困難，所以這就對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備功耗提出了更高的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了有效解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)報(bào)警、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸以及低功耗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0006]一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)433MHz無(wú)線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過(guò)2.4GHz無(wú)線射頻連接操作室內(nèi)的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機(jī)；
[0007]所述簇頭單元組件包括無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元；所述匯聚單元組件包括無(wú)線匯聚單元及冗余匯聚單元。
[0008]進(jìn)一步地，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)采集傳感器、數(shù)據(jù)采集單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊及電池，所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過(guò)I/O 口連接數(shù)據(jù)采集單片機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集單片機(jī)連接數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊；所述數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊與簇頭單元組件連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元均包括簇頭單元Mash模塊、簇頭單元433M射頻模塊、簇頭單元單片機(jī)及簇頭單元電源接口，所述簇頭單元433M射頻模塊與無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊連接通信，所述簇頭單元433M射頻模塊通過(guò)串口連接所述簇頭單元單片機(jī)；所述簇頭單元單片機(jī)通過(guò)另一串口連接簇頭單元Mesh模塊；簇頭單元Mesh模塊與匯聚單元組件連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述無(wú)線匯聚單元及冗余匯聚單元均包括匯聚單元Mesh模塊、串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊、匯聚單元433M射頻模塊、匯聚單元單片機(jī)、匯聚單元電源接口及網(wǎng)口，所述匯聚單元Mesh模塊與簇頭單元Mesh模塊連接；所述匯聚單元單片機(jī)分別與匯聚單元Mesh模塊、串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊一端及匯聚單元433M射頻模塊連接；串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊另一端與網(wǎng)口連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:通過(guò)設(shè)置多個(gè)無(wú)線接收單元擴(kuò)大了天線傳輸?shù)母采w范圍，同時(shí)通過(guò)多種不同的傳輸方式，多種傳輸方式相互不影響，使得整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，應(yīng)用I/o引腳供電，可控制外設(shè)的工作和停止，降低了功耗。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的無(wú)線簇頭單元的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流向示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型的無(wú)線匯聚結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流向示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型的無(wú)線匯聚單元-無(wú)線簇頭單元頻分協(xié)議示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0017]相反，本實(shí)用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有更好的了解，在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。
[0018]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元1、簇頭單元組件2及匯聚單元組件3，其中所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)433MHz無(wú)線射頻發(fā)送到簇頭單元組件2，所述簇頭單元組件2將接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)2.4GHz無(wú)線射頻發(fā)送到操作室內(nèi)的匯聚單元組件3上，所述匯聚單元組件3將接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳給上位機(jī)。
[0019]所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I位于工業(yè)生產(chǎn)中所需要采集數(shù)據(jù)的裝置上，具有N個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)可以有N個(gè)，無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元將采集數(shù)據(jù)、單元號(hào)、組號(hào)、采集周期等數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱仡^單元組件；所述簇頭單元組件包括無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元，其中一個(gè)無(wú)線簇頭單元大約管理N/L個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I，總體分為L(zhǎng)個(gè)簇；所述簇頭單元組件2位于被檢測(cè)裝置附近的位置，便于收集附近的無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述匯聚單元組件3位于操作室內(nèi)，所述匯聚單元組件3包括冗余匯聚單元及無(wú)線匯聚單元。
[0020]如圖2所示，為本實(shí)用新型系統(tǒng)中無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I包括數(shù)據(jù)采集傳感器14、數(shù)據(jù)采集單片機(jī)12、數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊13及電池11，所述電池11進(jìn)行對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元I進(jìn)行供電，所述數(shù)據(jù)采集傳感器14采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)I/O 口傳給數(shù)據(jù)采集單片機(jī)12 ;數(shù)據(jù)采集單片機(jī)12通過(guò)串口與射頻進(jìn)行通信并將采集到的數(shù)據(jù)或報(bào)警值發(fā)送給數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊13 ;數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊13使用433MHz頻率與無(wú)線簇頭單元433M射頻模塊21進(jìn)行通信并發(fā)送從數(shù)據(jù)采集單片機(jī)12接收到的數(shù)據(jù)和報(bào)警值。
[0021]如圖3所示，為本實(shí)用新型系統(tǒng)中無(wú)線簇頭單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無(wú)線簇頭單元包括簇頭單元Mash模塊24、簇頭單元433M射頻模塊21、簇頭單元單片機(jī)22及簇頭單元電源接口 23，簇頭單元433M射頻模塊21使用433MHz頻率與數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊13進(jìn)行通信將接收到的數(shù)據(jù)或報(bào)警值通過(guò)串口傳送給簇頭單元單片機(jī)22 ;簇頭單元單片機(jī)22通過(guò)串口與簇頭單元Mesh模塊24進(jìn)行通信并將采集到的數(shù)據(jù)或報(bào)警值發(fā)送給簇頭單元Mesh模塊24 ;簇頭單元Mesh模塊24使用2.4GHz頻率與無(wú)線匯聚單元中的匯聚單元Mesh模塊36進(jìn)行通信并發(fā)送從簇頭單元單片機(jī)22中接收到的數(shù)據(jù)或報(bào)警值。
[0022]所述冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元與無(wú)線簇頭單元結(jié)構(gòu)相同，其區(qū)別在于所述冗余簇頭單元用于備份，無(wú)線報(bào)警單元用于報(bào)警；所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元在高溫情況下，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)設(shè)置簡(jiǎn)單的觸發(fā)反射，切換信道，向無(wú)線報(bào)警單元發(fā)送數(shù)據(jù)，無(wú)線報(bào)警單元再把數(shù)據(jù)傳給無(wú)線匯聚單元實(shí)現(xiàn)報(bào)警。
[0023]如圖4所示，為本實(shí)用新型系統(tǒng)中無(wú)線匯聚單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無(wú)線匯聚單元包括匯聚單元Mesh模塊36、串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊35、匯聚單元433M射頻模塊31、匯聚單元單片機(jī)32、匯聚單元電源接口 33及網(wǎng)口 34，所述匯聚單元Mesh模塊36使用2.4GHz頻率與簇頭單元Mesh模塊24進(jìn)行通信接收其發(fā)送的數(shù)據(jù)或報(bào)警值；匯聚單元單片機(jī)32通過(guò)串口與匯聚單元Mesh模塊36進(jìn)行通信并接收匯聚單元Mesh模塊36發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)和其他信息；串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊35通過(guò)串口與匯聚單元單片機(jī)32，接收匯聚單元單片機(jī)32發(fā)送的數(shù)據(jù)或報(bào)警值并通過(guò)以太網(wǎng)口 34和網(wǎng)線傳送到上位機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)433MHz無(wú)線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過(guò)2.4GHz無(wú)線射頻連接操作室內(nèi)的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機(jī)； 所述簇頭單元組件包括無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元；所述匯聚單元組件包括無(wú)線匯聚單元及冗余匯聚單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)采集傳感器、數(shù)據(jù)采集單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊及電池，所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過(guò)I/O 口連接數(shù)據(jù)采集單片機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集單片機(jī)連接數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊；所述數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊與簇頭單元組件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元均包括簇頭單元Mash模塊、簇頭單元433M射頻模塊、簇頭單元單片機(jī)及簇頭單元電源接口，所述簇頭單元433M射頻模塊與無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元的433M射頻模塊連接通信，所述簇頭單元433M射頻模塊通過(guò)串口連接所述簇頭單元單片機(jī)；所述簇頭單元單片機(jī)通過(guò)另一串口連接簇頭單元Mesh模塊；簇頭單元Mesh模塊與匯聚單元組件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線匯聚單元及冗余匯聚單元均包括匯聚單元Mesh模塊、串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊、匯聚單元433M射頻模塊、匯聚單元單片機(jī)、匯聚單元電源接口及網(wǎng)口，所述匯聚單元Mesh模塊與簇頭單元Mesh模塊連接；所述匯聚單元單片機(jī)分別與匯聚單元Mesh模塊、串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊一端及匯聚單元433M射頻模塊連接；串轉(zhuǎn)網(wǎng)模塊另一端與網(wǎng)口連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低功耗工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無(wú)線數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)無(wú)線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過(guò)另一無(wú)線射頻連接操作室內(nèi)的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機(jī)；所述簇頭單元組件包括無(wú)線簇頭單元、冗余簇頭單元及無(wú)線報(bào)警單元；所述匯聚單元組件包括無(wú)線匯聚單元及冗余匯聚單元，本實(shí)用新型的有益效果：通過(guò)設(shè)置多個(gè)無(wú)線接收單元擴(kuò)大了天線傳輸?shù)母采w范圍，同時(shí)通過(guò)多種不同的傳輸方式，多種傳輸方式相互不影響，使得整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
【IPC分類(lèi)】G08C17-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204516019
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520146595
【發(fā)明人】張曉彤, 田野, 萬(wàn)亞?wèn)|, 王鵬
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日