一種超低功耗工業無線數據采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于數據采集技術領域，具體涉及一種超低功耗工業無線數據采集系統。
【背景技術】
[0002]工業數據采集是現場自動化控制設備與管理層之間的信息紐帶，建立和完善自動數據采集系統已成為制造工業企業信息化建設的重點。
[0003]目前，許多企業在數據采集的各環節工作中，通常使用傳感器加采集設備，采集到的數據通常由線纜傳送至計算機終端，數據具有滯后性，起不到實時報警功能，線纜布線安裝繁瑣、擴展性差、成本高。
[0004]另外，由于工業數據采集設備的安裝條件限制較多，無法在任何地方都使用輸電線供電，所以數據采集設備通常采用電池供電，而安裝條件的限制會導致更換電池非常困難，所以這就對數據采集設備功耗提出了更高的要求。
【實用新型內容】
[0005]為了有效解決上述問題，本實用新型提供一種實時數據采集、實時報警、無線數據傳輸以及低功耗的數據采集系統。
[0006]一種超低功耗工業無線數據采集系統，所述采集系統包括無線數據采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無線數據采集單元通過433MHz無線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過2.4GHz無線射頻連接操作室內的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機；
[0007]所述簇頭單元組件包括無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元；所述匯聚單元組件包括無線匯聚單元及冗余匯聚單元。
[0008]進一步地，所述無線數據采集單元包括數據采集傳感器、數據采集單片機、數據采集單元的433M射頻模塊及電池，所述數據采集傳感器通過I/O 口連接數據采集單片機，所述數據采集單片機連接數據采集單元的433M射頻模塊；所述數據采集單元的433M射頻模塊與簇頭單元組件連接。
[0009]進一步地，所述無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元均包括簇頭單元Mash模塊、簇頭單元433M射頻模塊、簇頭單元單片機及簇頭單元電源接口，所述簇頭單元433M射頻模塊與無線數據采集單元的433M射頻模塊連接通信，所述簇頭單元433M射頻模塊通過串口連接所述簇頭單元單片機；所述簇頭單元單片機通過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]進一步地，所述無線匯聚單元及冗余匯聚單元均包括匯聚單元Mesh模塊、串轉網模塊、匯聚單元433M射頻模塊、匯聚單元單片機、匯聚單元電源接口及網口，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分別與匯聚單元Mesh模塊、串轉網模塊一端及匯聚單元433M射頻模塊連接；串轉網模塊另一端與網口連接。
[0011]本實用新型的有益效果:通過設置多個無線接收單元擴大了天線傳輸的覆蓋范圍，同時通過多種不同的傳輸方式，多種傳輸方式相互不影響，使得整個系統更加穩定，應用I/o引腳供電，可控制外設的工作和停止，降低了功耗。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的無線簇頭單元的結構及數據流向示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的無線匯聚結點的結構及數據流向示意圖；
[0015]圖4為本實用新型的無線匯聚單元-無線簇頭單元頻分協議示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]相反，本實用新型涵蓋任何由權利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。
[0018]如圖1所示，為本實用新型提供的一種超低功耗工業無線數據采集系統，所述系統包括無線數據采集單元1、簇頭單元組件2及匯聚單元組件3，其中所述無線數據采集單元I將采集到的數據通過433MHz無線射頻發送到簇頭單元組件2，所述簇頭單元組件2將接收到的數據通過2.4GHz無線射頻發送到操作室內的匯聚單元組件3上，所述匯聚單元組件3將接收到的數據通過網絡傳給上位機。
[0019]所述無線數據采集單元I位于工業生產中所需要采集數據的裝置上，具有N個測點，測點可以有N個，無線數據采集單元將采集數據、單元號、組號、采集周期等數據傳輸到簇頭單元組件；所述簇頭單元組件包括無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元，其中一個無線簇頭單元大約管理N/L個無線數據采集單元I，總體分為L個簇；所述簇頭單元組件2位于被檢測裝置附近的位置，便于收集附近的無線數據采集單元I發送的數據；所述匯聚單元組件3位于操作室內，所述匯聚單元組件3包括冗余匯聚單元及無線匯聚單元。
[0020]如圖2所示，為本實用新型系統中無線數據采集單元的結構示意圖，所述無線數據采集單元I包括數據采集傳感器14、數據采集單片機12、數據采集單元的433M射頻模塊13及電池11，所述電池11進行對無線數據采集單元I進行供電，所述數據采集傳感器14采集到的數據通過I/O 口傳給數據采集單片機12 ;數據采集單片機12通過串口與射頻進行通信并將采集到的數據或報警值發送給數據采集單元的433M射頻模塊13 ;數據采集單元的433M射頻模塊13使用433MHz頻率與無線簇頭單元433M射頻模塊21進行通信并發送從數據采集單片機12接收到的數據和報警值。
[0021]如圖3所示，為本實用新型系統中無線簇頭單元的結構示意圖，所述無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頻率與數據采集單元的433M射頻模塊13進行通信將接收到的數據或報警值通過串口傳送給簇頭單元單片機22 ;簇頭單元單片機22通過串口與簇頭單元Mesh模塊24進行通信并將采集到的數據或報警值發送給簇頭單元Mesh模塊24 ;簇頭單元Mesh模塊24使用2.4GHz頻率與無線匯聚單元中的匯聚單元Mesh模塊36進行通信并發送從簇頭單元單片機22中接收到的數據或報警值。
[0022]所述冗余簇頭單元及無線報警單元與無線簇頭單元結構相同，其區別在于所述冗余簇頭單元用于備份，無線報警單元用于報警；所述無線數據采集單元在高溫情況下，通過單片機內設置簡單的觸發反射，切換信道，向無線報警單元發送數據，無線報警單元再把數據傳給無線匯聚單元實現報警。
[0023]如圖4所示，為本實用新型系統中無線匯聚單元的結構示意圖，所述無線匯聚單元包括匯聚單元Mesh模塊36、串轉網模塊35、匯聚單元433M射頻模塊31、匯聚單元單片機32、匯聚單元電源接口 33及網口 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進行通信接收其發送的數據或報警值；匯聚單元單片機32通過串口與匯聚單元Mesh模塊36進行通信并接收匯聚單元Mesh模塊36發送的溫度數據和其他信息；串轉網模塊35通過串口與匯聚單元單片機32，接收匯聚單元單片機32發送的數據或報警值并通過以太網口 34和網線傳送到上位機。
【主權項】
1.一種超低功耗工業無線數據采集系統，其特征在于，所述采集系統包括無線數據采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無線數據采集單元通過433MHz無線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過2.4GHz無線射頻連接操作室內的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機； 所述簇頭單元組件包括無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元；所述匯聚單元組件包括無線匯聚單元及冗余匯聚單元。
2.根據權利要求1所述的采集系統，其特征在于，所述無線數據采集單元包括數據采集傳感器、數據采集單片機、數據采集單元的433M射頻模塊及電池，所述數據采集傳感器通過I/O 口連接數據采集單片機，所述數據采集單片機連接數據采集單元的433M射頻模塊；所述數據采集單元的433M射頻模塊與簇頭單元組件連接。
3.根據權利要求2所述的采集系統，其特征在于，所述無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元均包括簇頭單元Mash模塊、簇頭單元433M射頻模塊、簇頭單元單片機及簇頭單元電源接口，所述簇頭單元433M射頻模塊與無線數據采集單元的433M射頻模塊連接通信，所述簇頭單元433M射頻模塊通過串口連接所述簇頭單元單片機；所述簇頭單元單片機通過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.根據權利要求3所述的采集系統，其特征在于，所述無線匯聚單元及冗余匯聚單元均包括匯聚單元Mesh模塊、串轉網模塊、匯聚單元433M射頻模塊、匯聚單元單片機、匯聚單元電源接口及網口，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分別與匯聚單元Mesh模塊、串轉網模塊一端及匯聚單元433M射頻模塊連接；串轉網模塊另一端與網口連接。
【專利摘要】本實用新型屬于數據采集技術領域，具體涉及一種超低功耗工業無線數據采集系統，所述采集系統包括無線數據采集單元、簇頭單元組件及匯聚單元組件，所述無線數據采集單元通過無線射頻連接簇頭單元組件，所述簇頭單元組件通過另一無線射頻連接操作室內的匯聚單元組件上，所述匯聚單元組件連接上位機；所述簇頭單元組件包括無線簇頭單元、冗余簇頭單元及無線報警單元；所述匯聚單元組件包括無線匯聚單元及冗余匯聚單元，本實用新型的有益效果：通過設置多個無線接收單元擴大了天線傳輸的覆蓋范圍，同時通過多種不同的傳輸方式，多種傳輸方式相互不影響，使得整個系統更加穩定。
【IPC分類】G08C17-02
【公開號】CN204516019
【申請號】CN201520146595
【發明人】張曉彤, 田野, 萬亞東, 王鵬
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月16日