CN103745586A - 数据采集装置 - Google Patents

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张俊辉
解立兰
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WUXI BICHUANG SENSING TECHNOLOGY Co Ltd
BEIJING BEETECH TECHNOLOGY Inc
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WUXI BICHUANG SENSING TECHNOLOGY Co Ltd
BEIJING BEETECH TECHNOLOGY Inc
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Abstract

本发明公开了一种数据采集装置，包括：电源管理模块、以及由所述电源管理模块供电的无线通信模块和采集处理模块；所述采集处理模块控制所述电源管理模块以上传频率周期性地对所述无线通信模块供电，以将采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。本发明的数据采集装置可以通过采集处理模块控制电源管理模块周期性地给无线通信模块供电，在上传数据时使无线通信模块通电，在空闲时使无线通信模块断电，从而在实现通过无线通信模块主动上传数据的同时，降低功耗。

Description

数据采集装置
技术领域
本发明涉及监测设备技术领域，尤其涉及一种数据采集装置。
背景技术
随着大量新能源的开发，有很多石油、天然气等新管线的安装需要通过数据采集装置进行压力、温度等参数的监测。由于野外环境恶劣且复杂，给采集数据带来了很多的不便。现有技术中，一般采用在检测设备中加入GSM或CDMA模块的方式来解决此问题。
现有的方式一般为：
（1）实时采集数据，并通过GSM或CDMA模块实时上传。此种方式下，数据采集设备的功耗太大，不适合安装在环境恶劣、供电难度大的地方，且数据传输费用大。
（2）通过GSM或CDMA短信主动询问采集。此种方式下，虽然使数据采集设备的功耗减小，但是对采集的数据没有周期性的跟踪，不利于技术人员掌握所测物体的情况。
综上所述，现有的数据采集装置均未能兼顾解决降低功耗和周期性主动上传数据的问题。
另外，上述两种方式下的数据采集装置中均只能采集数据和上传数据，对其自身的工作参数的改变还需要人工去现场配置，维护不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种数据采集装置，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种数据采集装置，包括：电源管理模块、以及由所述电源管理模块供电的无线通信模块和采集处理模块；
所述采集处理模块控制所述电源管理模块以上传频率周期性地对所述无线通信模块供电，以将采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
优选地，所述采集处理模块判断所述采样数据是否超过报警阈值，如果超过，则实时将该所述采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
优选地，本实施例的数据采集装置进一步包括：由所述电源管理模块供电的数据采集模块；
所述采集处理模块控制所述电源管理模块以采样频率周期性地对所述数据采集模块供电，以采集数据；
所述数据采集模块用于将感测到的信号转换为对应的数字信号，并传输给所述采集处理模块。
优选地，所述数据采集模块通过A/D转换模块与所述采集处理模块连接，以将所述数据采集模块采集到的信号转换为对应的所述数字信号。
优选地，所述无线通信模块用于接收来自所述外部服务器的配置信息并传至所述采集处理模块。
优选地，所述配置信息包括所述采样频率、所述上传频率、所述报警阈值、所述外部服务器的地址和所述的用户密码。
优选地，所述采集处理模块具有与其他的数据采集装置互连的总线接口，用以供所述其他数据采集装置通过所述总线接口复用所述无线通信模块。
优选地，所述采集处理模块为单片机。
优选地，本实施例的数据采集装置还包括：用以根据所述采样数据进行显示的显示模块。
优选地，本实施例的数据采集装置还包括：存储所述配置信息的存储模块。
本发明的数据采集装置可以通过采集处理模块控制电源管理模块周期性地给无线通信模块供电，在上传数据时使无线通信模块通电，在空闲时使无线通信模块断电，从而在实现通过无线通信模块主动上传数据的同时，降低功耗。
而且，基于同样的原理，在采集数据时，通过采集处理模块控制电源管理模块给数据采集模块通电，在空闲时，控制电源管理模块给数据采集模块断电，以实现降低功耗。
另外，通过无线通信模块接收外部服务器的配置信息，可以实现在服务器端通过发送配置信息的方式进行本装置工作参数的配置，从而避免了人工去现场配置，方便维护。
另外，本装置通过总线接口与其余数据采集装置的连接，可以使其余数据采集装置与本装置共同复用同一无线通信模块，以节省成本。
附图说明
图1为本发明实施例的数据采集装置的结构框图；
图2为本发明实施例的数据采集装置在采集数据时的流程图；
图3为本发明实施例的数据采集装置在上传数据时的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一种数据采集装置，如图1所示，包括：电源管理模块、以及由所述电源管理模块供电的无线通信模块和采集处理模块；
所述采集处理模块控制所述电源管理模块以上传频率周期性地对所述无线通信模块供电，以将采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
优选地，本实施例中的无线通信模块为GSM或CDMA通信模块，所述数据报文为短信报文；所述GSM或CDMA通信模块中还设有SIM卡，以与手机或短信服务器进行短信报文的收发。本实施例中，采集处理模块与GSM或CDMA通信模块通过UART接口相连接。
本发明的数据采集装置可以通过采集处理模块控制电源管理模块周期性地给无线通信模块供电，在上传数据时使无线通信模块通电，在空闲时使无线通信模块断电，从而在实现通过无线通信模块主动上传数据的同时，降低功耗。
进一步地，采集处理模块接收到数据后，为了判断采集到的数据是否异常，在采集数据后，所述采集处理模块接收到采样数据后，会判断采样数据是否超过报警阈值，如果超过，则实时控制所述电源管理模块给所述无线通信模块供电，并将所述采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
另外，为了采集数据，本装置还进一步包括：由所述电源管理模块供电的数据采集模块；所述采集处理模块控制所述电源管理模块以采样频率周期性地对所述数据采集模块供电，以采集数据；所述数据采集模块用于将感测到的信号转换为对应的数字信号，并传输给所述采集处理模块。
而且，基于同样的原理，在采集数据时，通过采集处理模块控制电源管理模块给数据采集模块通电，在空闲时，控制电源管理模块给数据采集模块断电，以实现降低功耗。其中，数据采集模块可以为但不限于压力传感器、温度传感器等。使用时，将压力传感器或温度传感器安装在管线上，以采集数据。
一般地，传感器采集到的均为模拟信号，所以在数据采集模块和采集处理模块之间，还连接有A/D转换模块，以将传感器采集到的信号转换为对应的数字信号。此模块也由所述电源管理模块供电，并在采集数据时，与数据采集模块一起由电源管理模块供电以工作，并在采样时间结束后，与数据采集模块一起被停止供电。本实施例中，A/D转换模块与采集处理模块通过SPI接口连接，以实现高速率的传输。且为了保证采集数据的精确，使用高精度的24位A/D转换器对模拟量输入信号进行实时采集。
进一步地，为了解决现有技术中的维护不便的问题，本实施例中的无线通信模块还接收来自所述外部服务器的配置信息并传至所述采集处理模块，以实现在服务器端通过发送配置信息的方式进行本装置工作参数的配置，从而避免了人工去现场配置，方便维护。其中，配置信息包括但不限于所述采样频率、所述上传频率、所述报警阈值、所述外部服务器的地址和所述的用户密码等。
优选地，为了降低功耗，本实施例中的采集处理模块为超低功耗单片机，例如MSP430、PIC等。这样在空闲时，本单片机就会处于休眠状态，节省耗电量。
进一步地，本装置还包括与所述采集处理模块连接的存储模块；该存储模块用以存储配置信息，采集处理模块进行数据的采集及处理都是以该配置数据中的参数来进行。。本实施例中，存储模块和采集处理模块通过I2C总线连接。
其中，采样频率和上传频率可以一致，也可以不一致。例如，选取采样频率为30分钟一次，而上传频率为1小时一次。这样，本实施例中的装置会将1小时内两次采集到的数据同时上传。
另外，本装置不仅可以通过数据采集模块采集信号，还可以通过设于采集处理模块上的总线接口（如485接口）与其余的数据采集装置连接，以供所述其他数据采集装置通过所述总线接口复用该无线通信模块。这样，可以多个装置采集数据，并共同使用本实施例中的装置中的无线通信模块进行数据的发送，这样可以节省成本。
进一步地，为了现场显示采集结果以及异常报警，本实施例的数据采集装置还包括用以根据所述采样数据进行显示的显示模块。本实施例中，显示模块为LCD液晶显示器，用以现场显示采集结果以及异常报警。LCD显示器与采集处理模块通过I2C总线连接，以保证较高的传输速率。
以下以压力传感器为例，来对采集数据和上传数据的过程进行详细的说明。
如图2所示，采集数据时：
a1、所述采集处理模块在预设的采样周期内控制所述电源管理模块给压力传感器和A/D转换器供电；
a2、压力传感器采集压力信号，并通过A/D转换器转换为数字信号传至采集处理模块。
a3、所述采集处理模块接收压力数字信号，通过压力运算公式计算出实际压力值，并在LCD显示器中显示。
a4、采样完毕后，采集处理模块控制电源管理模块停止给压力传感器及A/D转换器供电。
如图3所示，在上传数据内：
b1、采集处理模块首先判断接收到的采样数据是否超过报警阈值，如果超过，则进入步骤b2；如果没超过，则进入步骤b4；
b2、采集处理模块实时控制电源管理模块给GSM/CDMA模块供电，并将采样数据通过GSM/CDMA模块发送至短信服务器；
b3、发送完毕后，采集处理模块读取GSM/CDMA模块中的短信，查看是否有设置短信，如果没有则控制电源管理模块停止给GSM/CDMA模块供电；否则处理该短信并存储设置参数到存储模块，并回复应答短信给短信服务器，然后控制电源管理模块停止给GSM/CDMA模块供电；
b4、按照预设的上传频率，采集处理模块控制电源管理模块给GSM/CDMA模块供电，并将采样数据通过GSM/CDMA模块发送至短信服务器；
b5、发送完毕，采集处理模块读取GSM/CDMA模块中的短信，查看是否有设置短信，如果没有则控制电源管理模块停止给GSM/CDMA模块供电；否则处理该短信并存储设置参数到存储模块，并回复应答短信给短信服务器，然后控制电源管理模块停止给GSM/CDMA模块供电。
进一步地，为了实现维护方便，以实现在服务器端通过发送配置信息的方式进行本装置工作参数的配置，从而避免了人工去现场配置，在步骤b4后，还包括：
b41、GSM/CDMA模块接收配置数据，并将所述配置数据经由所述采集处理模块发送至所述存储模块存储。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种数据采集装置，其特征在于，包括：电源管理模块、以及由所述电源管理模块供电的无线通信模块和采集处理模块；
所述采集处理模块控制所述电源管理模块以上传频率周期性地对所述无线通信模块供电，以将采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
2.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述采集处理模块判断所述采样数据是否超过报警阈值，如果超过，则实时将该所述采样数据通过所述无线通信模块上传至外部服务器。
3.根据权利要求2所述的数据采集装置，其特征在于，进一步包括：由所述电源管理模块供电的数据采集模块；
所述采集处理模块控制所述电源管理模块以采样频率周期性地对所述数据采集模块供电，以采集数据；
所述数据采集模块用于将感测到的信号转换为对应的数字信号，并传输给所述采集处理模块。
4.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集模块通过A/D转换模块与所述采集处理模块连接，以将所述数据采集模块采集到的信号转换为对应的所述数字信号。
5.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述无线通信模块用于接收来自所述外部服务器的配置信息并传至所述采集处理模块。
6.根据权利要求5所述的数据采集装置，其特征在于，所述配置信息包括所述采样频率、所述上传频率、所述报警阈值、所述外部服务器的地址和所述的用户密码。
7.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述采集处理模块具有与其他的数据采集装置互连的总线接口，用以供所述其他数据采集装置通过所述总线接口复用所述无线通信模块。
8.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述采集处理模块为单片机。
9.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，还包括：用以根据所述采样数据进行显示的显示模块。
10.根据权利要求5所述的数据采集装置，其特征在于，还包括：存储所述配置信息的存储模块。
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