CN101882354A - 一种动态计算传感器物理量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态计算传感器物理量的装置和方法；方法包括：为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；保存所设置的对应关系；接收无线传感器节点测得的物理量信号值，并选择性地接收无线传感器节点标识；根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值。本发明的技术方案可以在不用重新编译上位机程序的情况下动态增加或更换传感器电路板。

Description

一种动态计算传感器物理量的装置和方法

技术领域

本发明涉及测控领域，尤其涉及一种动态计算传感器物理量的装置和方法。

背景技术

在工业领域中，目前有越来越多的企业使用无线传感器网络作为安全生产的有力保障。而无线传感器网络中传感器节点采集到的物理量数据在很多情况下需要经过变换和校准。

现有技术的缺点存在成本高，效率低，耗时间等类似问题；一旦无线传感器节点的某一标准4-20mA或者某一标准0-10V接口上换装了测量其它类型物理量的传感器电路板，或是要增加传感器节点，或是要调整转换公式，就需要把运行中的传感器监测系统停下来，修改并重新编译无线传感器上位机程序；这个过程需要耗费大量的编码测试成本和运行成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种动态计算传感器物理量的装置和方法，使得可以在不用重新编译上位机程序的情况下动态增加或更换传感器电路板。

为了解决上述问题，本发明提供了一种动态计算传感器物理量的装置，包括：存储模块；

配置模块，用于为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；将设置的对应关系保存在所述存储模块中；

接收模块，用于从所述协议驱动模块接收无线传感器节点测得的物理量信号值；其中选择性地携带无线传感器节点标识；

计算模块，用于根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值，发送给所述节点数据报处理模块。

进一步地，所述配置模块为一数据库管理模块，还用于删除和修改已有的对应关系；

所述配置模块将所述对应关系保存为一数据库中的公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段。

进一步地，所述计算模块根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体是指：

所述计算模块先根据无线传感器节点标识和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

进一步地，所述计算模块还用于当根据无线传感器节点标识和物理量信号，或仅根据物理量信号字段都查找不到对应的公式配置项时，直接把收到的数据发到节点数据报处理模块。

进一步地，所述公式配置项为JavaScript脚本；

所述计算模块根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体是指：

所述计算模块将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

本发明还提供了一种动态计算传感器物理量的方法，包括：

为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；

保存所设置的对应关系；

接收无线传感器节点测得的物理量信号值，并选择性地接收无线传感器节点标识；

根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值。

进一步地，所述对应关系保存为数据库中一公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段。

进一步地，根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体包括：

先根据无线传感器节点标识和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

进一步地，如果根据无线传感器节点标识和物理量信号，或仅根据物理量信号字段都查找不到对应的公式配置项，则直接发送接收到的物理量信号值。

进一步地，所述公式配置项为JavaScript脚本；

根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体包括：

将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

本发明的技术方案由于实现了实时动态配置公式，使得在不降低系统性能的前提下，可在上位机运行的时候动态调整将物理量信号值转换为真实的物理量测量值的参数，而无须更改上位机程序，因此可降低成本，提高效率；而且在增加传感器节点，或更换部分传感器电路板时无需停止上位机的工作，因此不会对其它运行中的其它节点做出任何影响。另外，本发明采用JavaScript脚本来完成具体转换功能，JavaScript是一种面向对象的、函数式脚本语言，是一种动态、弱类型、基于原型的语言，内置支持类，可以提高易读性，降低编码成本。

附图说明

图1是无线传感器网络结构示意图；

图2是实施例一的动态计算传感器物理量的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

首先，介绍一下无线传感器网络的结构，如图1所示，包括上位机、无线网关、若干个无线中继和若干个无线传感器节点。

各所述无线传感器节点用于检测相应的物理量，得到物理量信号值，封装成数据报文后通过无线中继或直接上传给所述无线网关；无线网关将所述数据报文汇集后通过网络接口(比如串口)发送给上位机。

上位机中包括：

协议驱动模块，用于从数据报文中取出无线传感器节点测得的标准0-20mA或者0-10V的标准物理量信号值，亦或非标准信号值；

物理量计算装置，用于根据所述物理量信号值计算出物理量真实值；

节点数据报处理模块，用于根据所述物理量真实值进行相应的显示、告警判断或者保存等操作。

为了克服现有技术中，当更换传感器电路板时无法动态计算物理量的问题，针对物理量计算装置及其处理流程提出了本发明。

实施例一，一种动态计算传感器物理量的装置，如图2所示，包括：存储模块；

配置模块，用于为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；将设置的对应关系保存在所述存储模块中。

接收模块，用于从所述协议驱动模块接收无线传感器节点测得的物理量信号值；还可以选择性地携带无线传感器节点标识。

计算模块，用于根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值，发送给所述节点数据报处理模块。

这样就实现了物理量的动态计算，当增加传感器节点时，或是当传感器节点换装了测量其它类型物理量的传感器电路板时，只要根据物理量信号值查找对应的公式配置量即可，可以不用停止并调整上位机程序。

所述公式配置项可以为现有的将物理量信号值转换为物理量测量值的公式，或根据该公式变形为相应的脚本来获得。

本实施例中，所述配置模块还可以用于删除和修改已有的对应关系，这样当需要修改公式配置项时，可以不用停止并调整上位机程序。

本实施例中，所述配置模块可以但不限于将对应关系保存为一数据库中的公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段，通过物理量信号值可以查找到其对应的公式配置项；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段，通过无线传感器节点标识和物理量信号值，可以查找到其组合对应的公式配置项。

此时，所述配置模块可为一数据库管理模块。

本实施例中，无线传感器节点标识可以是无线传感器节点的编号或其它能唯一代表该无线传感器节点的信息。

本实施例中，如果将对应关系保存为一数据库中的公式配置表，则所述计算模块可以通过配置模块在所述公式配置表中进行查找；如果计算模块中包括数据库管理部件，则也可以直接在所述公式配置表中进行查找。

本实施例中，所述计算模块根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体可以是指：

所述计算模块先根据无线传感器节点标识和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

本实施例中，所述公式配置项为JavaScript脚本；

所述计算模块根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体可以是指：

所述计算模块将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

本实施例中，公式配置项中的JavaScript脚本的公式计算函数统一为形如

function evaluate(x){

...

return result；

}

的指定函数入口(evaluate)的单参数的一段代码片段。evaluate为代码片段的入口，函数名evaluate不能改变。在片段中可以定义自己的子函数和变量。在evaluate函数中必须有个返回值，这个返回值必须可以识别为整形或者是浮点型。一旦这个函数计算失败或者返回值转换失败，则所述计算模块在接到抛出的异常后直接把从协议驱动模块接收的物理量信号值原封不动地传给所述节点数据报处理模块。

其中，所述计算模块还用于当查找不到对应的公式配置项时，不对收到的信号值进行转换，直接把收到的物理量信号值发到节点数据报处理模块。

实施例二，一种动态计算传感器物理量的方法，包括：

为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；

保存所设置的对应关系；

接收无线传感器节点测得的物理量信号值，并选择性地接收无线传感器节点标识；

根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值。

这样就实现了物理量的动态计算，当增加传感器节点时，或是当传感器节点换装了测量其它类型物理量的传感器电路板时，只要根据物理量信号值查找对应的公式配置量即可，可以不用停止并调整上位机程序。

本实施例中，所述对应关系可以但不限于保存为数据库中一公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段，通过物理量信号值可以查找到其对应的公式配置项；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段，通过无线传感器节点标识和物理量信号值，可以查找到其组合对应的公式配置项。

可以在公式配置表中删除和修改已有的对应关系，这样当需要修改公式配置项时，可以不用停止并调整上位机程序。

本实施例中，无线传感器节点标识可以是无线传感器节点的编号或其它能唯一代表该无线传感器节点的信息。

本实施例中，根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体可以是指：

先根据无线传感器节点标识和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

本实施例中，所述公式配置项为JavaScript脚本；根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体可以包括：

将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

本实施例中，公式配置项中的JavaScript脚本的公式计算函数统一为形如

function evaluate(x){

...

return result；

}

的指定函数入口(evaluate)的单参数的一段代码片段。evaluate为代码片段的入口，函数名evaluate不能改变。在片段中可以定义自己的子函数和变量。在evaluate函数中必须有个返回值，这个返回值必须可以识别为整形或者是浮点型。一旦这个函数计算失败或者返回值转换失败，则在接到抛出的异常后直接把协议驱动模块送上来的物理量信号值原封不动地传给所述节点数据报处理模块。

本实施例中，如果查找不到对应的公式配置项，则不对收到的信号值进行转换，直接发送接收到的物理量信号值。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种动态计算传感器物理量的装置，其特征在于，包括

存储模块；

配置模块，用于为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；将设置的对应关系保存在所述存储模块中；

接收模块，用于从所述协议驱动模块接收无线传感器节点测得的物理量信号值；其中选择性地携带无线传感器节点标识；

计算模块，用于根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值，发送给所述节点数据报处理模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述配置模块为一数据库管理模块，还用于删除和修改已有的对应关系；

所述配置模块将所述对应关系保存为一数据库中的公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计算模块根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所述存储模块保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体是指：

所述计算模块先根据无线传感器标识编号和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

4.如权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于：

所述计算模块还用于当根据无线传感器节点标识和物理量信号，或仅根据物理量信号字段都查找不到对应的公式配置项时，直接把收到的数据发到节点数据报处理模块。

5.如权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于：

所述公式配置项为JavaScript脚本；

所述计算模块根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体是指：

所述计算模块将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

6.一种动态计算传感器物理量的方法，包括：

为各物理量信号值设置对应的公式配置项，或是分别针对不同无线传感器节点，为各物理量信号值设置对应的公式配置项；

保存所设置的对应关系；

接收无线传感器节点测得的物理量信号值，并选择性地接收无线传感器节点标识；

根据所述物理量信号值，或是根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项；找到对应的公式配置项后，根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述对应关系保存为数据库中一公式配置表；如果所述对应关系是各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括物理量信号值字段和公式配置项字段；如果所述对应关系是不同无线传感器节点中各物理量信号值和公式配置项之间的，则所述公式配置表中包括无线传感器节点标识字段、物理量信号值字段和公式配置项字段。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述无线传感器节点标识和物理量信号值，从所保存的所述对应关系中查找对应的公式配置项具体包括：

先根据无线传感器节点标识和物理量信号，从公式配置表中搜索对应的公式配置项；如果找不到，则仅根据物理量信号字段在公式配置表中搜索对应的公式配置项。

9.如权利要求6到8中任一项所述的方法，其特征在于：

如果根据无线传感器节点标识和物理量信号，或仅根据物理量信号字段都查找不到对应的公式配置项，则直接发送接收到的物理量信号值。

10.如权利要求6到8中任一项所述的方法，其特征在于：

所述公式配置项为JavaScript脚本；

根据该公式配置项所表示的公式计算出真实的物理量测量值具体包括：

将该公式配置项中的JavaScript脚本取出，以所述物理量信号值为参数进行计算，得出真实的物理量测量值。

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