CN103413422A - 一种传感器信息采集集成开发平台 - Google Patents

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CN103413422A CN2013103152764A CN201310315276A CN103413422A CN 103413422 A CN103413422 A CN 103413422A CN 2013103152764 A CN2013103152764 A CN 2013103152764A CN 201310315276 A CN201310315276 A CN 201310315276A CN 103413422 A CN103413422 A CN 103413422A
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付耀先
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Abstract

本发明涉及一种传感器信息采集集成开发平台，包括相互连接的信号采集回放设备与计算机，所述信号采集回放设备包括电源模块、传感器接入转换模块和信号采集模块；所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压；所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器，并接收传感器信号；所述信号采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计算机；所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号，并存储、显示和处理采集到的数据。本发明实现多路传感器信息采集、存储、仿真、回放功能，为信息处理提供重要参考数据。

Description

一种传感器信息采集集成开发平台
技术领域
本发明涉及无线传感网技术领域，特别是涉及一种传感器信息采集集成开发平台。
背景技术
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称“WSN”）是涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。
对于智能化传感器而言，其传感器的信息处理功能是决定其最终功能及性能的重要因素。目前对于传感器的信号采集而言，传感器往往独立存在，需要外部供电或简单处理后才能工作，实际应用下，独立信号采集系统无法考虑传感器供电等因素，因此往往需要针对不同的传感器设计不同的外部供电方式。同时传感器的输出信号往往和环境相关联，不同环境下，传感器的输出性能不一致，亦会导致信号处理的不一致。因此，能建立与环境关联性的信号采集处理系统成为进行传感器信号分析的利器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种传感器信息采集集成开发平台，实现多路传感器信息采集、存储、仿真、回放功能，为信息处理提供重要参考数据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种传感器信息采集集成开发平台，包括相互连接的信号采集回放设备与计算机，所述信号采集回放设备包括电源模块、传感器接入转换模块和信号采集模块；所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压，用于接入不同电压的传感器；所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器，并接收传感器信号，实现多类传感器信号接入功能；所述信号采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计算机，实现传感器数据的采集；所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号，并存储、显示和处理采集到的数据，实现传感器数据的记录。
所述计算机还用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据进行关联。
所述传感器接入转换模块输入端包括数字接口和模拟接口；所述数字接口通过数字通道转换为USB接口或网口；所述模拟接口通过模拟通道与所述信号采集模块相连。
所述传感器接入转换模块通过由计算机控制的选择开关选择一路或几路信号接通。
所述信号采集模块通过USB接口与所述计算机相连。
所述信号采集回放设备还包括模拟回放模块；所述模拟回放模块与所述计算机通过USB接口相连，所述计算机通过USB接口将数据传送到模拟回放模块，确认回放时钟，按该时钟将数字信号转为模拟信号，并对其进行滤波处理，模拟真实模拟信号，实现传感器数据的回放。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明可以采集并存储传感器数据为计算机端进行传感器信号分析提供了便利，并且可在不同环境下采集的数据，可通过回放功能提供模拟真实信号，为传感器信号板级处理提供传感器。
本发明提供了对传感器信息采集的集成开发环境，传感器信息采集设备具有传感器信息采集、记录、回放功能，其中信号采集功能提供了多种传感器接口，为传感器提供工作所需电压以保障其正常工作，可将数字传感器信号传至计算机，亦可将模拟信号经采样后传至计算机，其中记录功能主要在计算机上提供与环境关联的信号存储，并可调用计算机端软件进行信号处理显示，其中回放功能可将样本库中存储的传感器采集数据以采样时钟回放，模拟传感器信号源，为其它设备提供开发调试参考。
附图说明
图1是本发明的结构方框图；
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种传感器信息采集集成开发平台，如图1所示，包括相互连接的信号采集回放设备与计算机，所述信号采集回放设备包括电源模块、传感器接入转换模块和信号采集模块；所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压；所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器，并接收传感器信号；所述信号采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计算机；所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号，并存储、显示和处理采集到的数据；所述计算机还用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据进行关联。
信号回放设备具有多种传感器接口，支持多类传感器的接入，包括不同电压的、不同接口的传感器，包括数据采集卡，可采集模拟传感器信号，并传送至计算机，同时具有多种数字传感器接口转换功能，可将不同种类的数字传感器接口转换为USB或网口信号，并传送至计算机，可将数据专为模拟数据，仿真真实采集效果，为传感器信号处理开发提供信号源。
传感器接入转换模块具有SPI口、I2C口、RS232接口等常见传感器数字接口，也具有支持不同电压的模拟接口，模拟接口为传感器供电，并取得传感器输出的模拟信号。传感器接入转换模块具有输入通道选择功能，可通过由计算机控制的选择开关选择某路信号接通。传感器接入转换模块对于数字信号和模拟信号区别对待。对于数字信号，传感器接入转换模块可将接通数字通道的数字信号转为USB口或网口。对于模拟信号，传感器接入转换模块通过模拟通道将其提供给信号采集模拟使用，亦可将其直接输出，供其他处理设备使用。
电源模块具有3.6V、5V、12V、24V等常见传感器供电电压，分别为不同的传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压，驱使传感器工作。
信息采集模块具有AD转换器，可将模拟信号转为数字信号，并通过USB口传送到计算机。
模拟回放模块具有DA转换器，计算机可通过USB口将数据传送到模拟回放模块，确认其回放时钟，按该时钟将数字信号转为模拟信号，并对其进行滤波处理，模拟真实模拟信号。并可将该信号输出，供其他处理设备使用。
计算机端软件可存储显示采集到的数据，并可通过视频录像等方式记录传感器信号发生变化时的环境，还可关联数据产生时的外部条件，主要为视频音频信息，还可可将保存的数据回传至信号采集回放设备。
如图2所示，本发明的工作模式如下：将传感器依据对应供电电压接入信息采集回放设备，输出模拟或数字信号。对于模拟信号，送入信号采集模块，信号采集模块将数据采集后通过USB口或网口送至计算机。对于数字信号，送入传感器接入转换模块，将SPI口、I2C口等传感器接口转为USB口或网口送至计算机或其它设备。
计算机端的软件具有保存、显示采样信号或数字传感器信号的功能，同时可调用Matlab等算法处理软件，对数据进行处理。同时，计算机端可记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据关联。计算机端的软件包含原始采样信号、并同步采样信号发生时的视频影像，经处理后的数据亦可同时进行播放，以观察效果。对于录制的信息，可依据关键字进行选择调用。
不难发现，本发明可以采集并存储传感器数据为计算机端进行传感器信号分析提供了便利，并且可在不同环境下采集的数据，可通过回放功能提供模拟真实信号，为传感器信号板级处理提供传感器。

Claims (6)

1.一种传感器信息采集集成开发平台，包括相互连接的信号采集回放设备与计算机，其特征在于，所述信号采集回放设备包括电源模块、传感器接入转换模块和信号采集模块；所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压，用于接入不同电压的传感器；所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器，并接收传感器信号，实现多类传感器信号接入功能；所述信号采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计算机，实现传感器数据的采集；所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号，并存储、显示和处理采集到的数据，实现传感器数据的记录。
2.根据权利要求1所述的传感器信息采集集成开发平台，其特征在于，所述计算机还用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据进行关联。
3.根据权利要求1所述的传感器信息采集集成开发平台，其特征在于，所述传感器接入转换模块输入端包括数字接口和模拟接口；所述数字接口通过数字通道转换为USB接口或网口；所述模拟接口通过模拟通道与所述信号采集模块相连。
4.根据权利要求3所述的传感器信息采集集成开发平台，其特征在于，所述传感器接入转换模块通过由计算机控制的选择开关选择一路或几路信号接通。
5.根据权利要求1所述的传感器信息采集集成开发平台，其特征在于，所述信号采集模块通过USB接口与所述计算机相连。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的传感器信息采集集成开发平台，其特征在于，所述信号采集回放设备还包括模拟回放模块；所述模拟回放模块与所述计算机通过USB接口相连，所述计算机通过USB接口将数据传送到模拟回放模块，确认回放时钟，按该时钟将数字信号转为模拟信号，并对其进行滤波处理，模拟真实模拟信号，实现传感器数据的回放。
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