CN104298160B - 一种无线双核数据采集装置及采集方法 - Google Patents

一种无线双核数据采集装置及采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线双核数据采集装置及采集方法，由于分别在无线射频部分和数据处理部分设置了单独的微控制单元，因此可以提高无线数据采集装置的采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及扩展能力；同时，由于无线射频部分的微控制单元中的时钟电路模块向数据处理部分中的采集电路模块提供时钟信号，由此实现了同步采集。

Description

一种无线双核数据采集装置及采集方法
技术领域
本发明涉及无线测控领域，尤其涉及一种无线双核数据采集装置及采集方法。
背景技术
传统无线数据采集装置如图1所示，包括一个微控制单元(MCU)，以及与微控制单元连接的无线射频单元和数据采集单元。其中，数据采集单元用于在微控制单元控制下进行数据采集，微控制单元对采集到的数据进行数据处理，无线射频单元用于在为控制单元控制下降数据处理结果进行发送。但是，由于现有的无线数据采集装置中仅具备单微控制单元，因此，其在采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及系统的扩展能力都很有限。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无线双核数据采集装置及采集方法，以提高无线数据采集装置的采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及扩展能力。
本发明采用的技术手段如下：一种无线双核数据采集装置，其特征在于，包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和射频芯片，所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；所述数据处理部分包括第二微控制单元，所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块、第二数据处理电路模块和采集电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块分别与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；所述采集电路模块还与所述第二数据处理电路模块连接。
进一步，所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
本发明还提供了一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，所述无线双核数据采集装置包括无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和射频芯片，所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；所述数据处理部分包括第二微控制单元，所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块、第二数据处理电路模块和采集电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块分别与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；所述采集电路模块还与所述第二数据处理电路模块连接；
所述方法包括：
所述第一数据处理电路模块通过所述射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在所述采集时间点，所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据所述第一时钟信号，所述采集电路模块在所述采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二数据处理电路模块根据所述第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块根据所述第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
本发明还提供了一种无线双核数据采集装置，包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和与所述第一微控制单元连接的射频芯片；所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；
所述数据处理部分包括第二微控制单元和与第二微控制单元连接的采集电路模块；所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块和第二数据处理电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接。
进一步，所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
本发明还提供了一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，所述无线双核数据采集装置包括无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和与所述第一微控制单元连接的射频芯片；所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；
所述数据处理部分包括第二微控制单元和与第二微控制单元连接的采集电路模块；所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块和第二数据处理电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；
所述方法包括：
所述第一数据处理电路模块通过所述射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在所述采集时间点，所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据所述第一时钟信号，所述采集电路模块在所述采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二数据处理电路模块根据所述第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块根据所述第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
本发明所提供的无线双核数据采集装置及采集方法，由于分别在无线射频部分和数据处理部分设置了单独的微控制单元，因此可以提高无线数据采集装置的采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及扩展能力；同时，由于无线射频部分的微控制单元中的时钟电路模块向数据处理部分中的采集电路模块提供时钟信号，由此实现了同步采集。
附图说明
图1为现有技术中无线数据采集装置结构示意图；
图2为本发明无线双核数据采集装置的一实施例的结构示意图；
图3为基于图2的无线双核数据采集装置的采集方法流程示意图；
图4为本发明无线双核数据采集装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明是基于以下构思：
对于现有技术中无线数据采集装置的单微控制单元存在的采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及系统的扩展能力都很有限的问题，最直接的方式是增加微控制单元的个数，并指定不同的微控制单元完成不同的工作，如分别负责射频通信及数据采集运算等等。但是，由于现有的微控制单元内部均各自集成有时钟电路模块，且不同的微控制单元其各自的时钟电路模块之间存在计时、频率的偏差，而无线数据采集装置进行数据采集时，由于计时、频率的偏差会导致数据采集的延迟，从而使得采集的数据并不是实际期望的数据。而针对这个数据采集同步的问题，现有技术均是利用算法将不同的时钟电路模块进行同步设置，然后再进行数据采集，这无疑会增加无线数据采集装置的复杂性及成本。
本发明正是针对现有技术的上述缺陷提出的基于现有微处理器的结构，通过改变连接关系及设置，在提高系统的扩展能力的同时实现了同步的采集。
实施例一、如图2所示的本发明无线双核数据采集装置的一实施例的结构示意图，包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元MCU1和射频芯片，所述第一微控制单元MCU1包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；所述数据处理部分包括第二微控制单元，所述第二微控制单元MCU2包括第二时钟电路模块、第二数据处理电路模块和采集电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块分别与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；所述采集电路模块还与所述第二数据处理电路模块连接。
所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
在本实施例中，无线射频部分中的射频芯片可以是低功耗射频芯片(MC13192等zigbee芯片)，第一微控制单元MCU1可以是带时钟的低功耗单片机(MC9S08GB60A等低功耗单片机)；
数据处理部分中的第二微控制单元MCU2可以是带A/D采集电路模块及内部时钟的单片机(MSP430系列或STM32系列)。
由于将带时钟的低功耗单片机(MC9S08GB60A等低功耗单片机)中的时钟信号提供给带A/D采集电路模块的单片机(MSP430系列或STM32系列)中的A/D采集电路模块，由此实现了同步采集。
基于实施例一提供的结构，本发明对应的提供了一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，如图3所示，包括：
第一数据处理电路模块通过所述射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在采集时间点，第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据第一时钟信号，采集电路模块在所述采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
第二数据处理电路模块根据第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
第一数据处理电路模块根据所述第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对运算结果进行调制形成数据包，并通过射频芯片发送所述数据包。
实施例二、如图4所示，无线双核数据采集装置包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元MCU1和与所述第一微控制单元MCU1连接的射频芯片；所述第一微控制单元MCU1包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；
所述数据处理部分包括第二微控制单元MCU2和与第二微控制单元连接的采集电路模块；所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块和第二数据处理电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接。
所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
在本实施例中，无线射频部分中的射频芯片可以是低功耗射频芯片(MC13192等zigbee芯片)，第一微控制单元MCU1可以是带时钟的低功耗单片机(MC9S08GB60A等低功耗单片机)；
数据处理部分中的第二微控制单元MCU2可以是低功耗单片机(MSP430F169)，采集电路模块可以是A/D采样芯片(ADS1248)。
由于将带时钟的低功耗单片机(MC9S08GB60A等低功耗单片机)中的时钟信号提供给A/D采样芯片(ADS1248)，由此实现了同步采集。
基于实施例二提供的结构，本发明对应的提供了一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，包括：
第一数据处理电路模块通过射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在采集时间点，第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据第一时钟信号，采集电路模块在采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
第二数据处理电路模块根据第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
第一数据处理电路模块根据第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对运算结果进行调制形成数据包，并通过射频芯片发送所述数据包。
采用本发明所提供的无线双核数据采集装置及采集方法，由于分别在无线射频部分和数据处理部分设置了单独的微控制单元，因此可以提高无线数据采集装置的采集能力、数据处理能力、数据的传输能力以及扩展能力；同时，由于无线射频部分的微控制单元中的时钟电路模块向数据处理部分中的采集电路模块提供时钟信号，由此实现了同步采集。
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 (6)

1.一种无线双核数据采集装置，其特征在于，包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和射频芯片，所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；所述数据处理部分包括第二微控制单元，所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块、第二数据处理电路模块和采集电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块分别与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；所述采集电路模块还与所述第二数据处理电路模块连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
3.一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，其特征在于，所述无线双核数据采集装置包括无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和射频芯片，所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；所述数据处理部分包括第二微控制单元，所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块、第二数据处理电路模块和采集电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块分别与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；所述采集电路模块还与所述第二数据处理电路模块连接；
所述方法包括：
所述第一数据处理电路模块通过所述射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在所述采集时间点，所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据所述第一时钟信号，所述采集电路模块在所述采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二数据处理电路模块根据所述第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块根据所述第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
4.一种无线双核数据采集装置，其特征在于，包括：无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和与所述第一微控制单元连接的射频芯片；所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；
所述数据处理部分包括第二微控制单元和与第二微控制单元连接的采集电路模块；所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块和第二数据处理电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一时钟电路模块用于向第一数据处理电路模块提供第一时钟信号，以及在采集时间点向采集电路模块提供第一时钟信号；
所述采集电路模块用于根据所述第一时钟信号在采集时间点进行数据采样，并将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二时钟电路模块用于向第二数据处理电路模块提供第二时钟信号；所述第二数据处理电路模块用于根据第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块用于通过所述射频芯片接收包括所述采集时间点的采集指令，并于采集启动时间点控制所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供所述第一时钟信号；以及用于根据第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
6.一种无线双核数据采集装置的数据采集方法，其特征在于，所述无线双核数据采集装置包括无线射频部分和数据处理部分；
其中，所述无线射频部分包括第一微控制单元和与所述第一微控制单元连接的射频芯片；所述第一微控制单元包括第一时钟电路模块和第一数据处理电路模块；
所述数据处理部分包括第二微控制单元和与第二微控制单元连接的采集电路模块；所述第二微控制单元包括第二时钟电路模块和第二数据处理电路模块；
所述第一时钟电路模块分别与第一数据处理电路模块和采集电路模块连接；所述第一数据处理电路模块与所述第二数据处理电路模块和射频芯片连接；所述第二时钟电路模块与第二数据处理电路模块连接；
所述方法包括：
所述第一数据处理电路模块通过所述射频芯片接收包括采集时间点的同步采集指令；
在所述采集时间点，所述第一时钟电路模块向所述采集电路模块提供第一时钟信号；
根据所述第一时钟信号，所述采集电路模块在所述采集时间点进行数据采集，将得到的采样数据发送至第二数据处理电路模块；
所述第二数据处理电路模块根据所述第二时钟电路模块提供的第二时钟信号对所述采样数据进行运算，并将运算结果发送至第一数据处理电路模块；
所述第一数据处理电路模块根据所述第一时钟电路模块提供的第一时钟信号和预置的网络协议对所述运算结果进行调制形成数据包，并通过所述射频芯片发送所述数据包。
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