CN105046913A - 远程环境监测数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程环境监测数据采集系统，包括：多个RS-485总线，其上均挂接有多个数据采集器，所述数据采集器用于采集数据采集器所在地的环境参数数据；多个网关，其分别与一个RS-485总线连接，用于接收所述环境参数数据并发送至本地服务器。本发明能够实现数据采集器的快速安装和调试，快速采集各种环境参数数据并发送至本地服务器供用户使用，而且能够进行远程固件升级。
Description
技术领域
本发明涉及远程数据采集领域。更具体地说，本发明涉及一种远程环境监测数据采集系统。
背景技术
随着人类社会的发展，远程环境监测越来越重要，给人类带来了许多便利，用户在电脑前就可以随时检测远处的温度、湿度、风向、风速和雨量等环境参数数据，并用来指导人类生活和农业生产。但是目前大部分的远程环境监测数据采集系统都不带传感器扩展功能，传感器直接通过电路板接入，电路板接入接口有限，当用户需要增加传感器时需要重新购买包括传输在内的整套设备，增加了用户实施成本，而且现有的远程环境监测数据采集系统基本不带远程固件升级的功能。另外，现有的远程环境监测数据采集系统还具有智能性不够，不能与地理位置结合使用，能量消耗快等问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种远程环境监测数据采集系统，其能够快速采集各种环境参数数据，而且能够进行远程固件升级，并能实现短信修改地址，获取指定位置的环境参数数据，订阅指定时间段的环境参数数据，进行短信预警等功能。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种远程环境监测数据采集系统，包括：
多个RS-485总线，其上均挂接有多个数据采集器，所述数据采集器用于采集数据采集器所在地的环境参数数据；
多个网关，其分别与一个RS-485总线连接，用于接收所述环境参数数据并发送至本地服务器。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，所述网关包括GPRS模块，所述网关通过所述GPRS模块将接收到的环境参数数据发送至运营商基站，所述运营商基站将接收到的环境参数数据并发送至运营商服务器，所述运营商服务器通过互联网将环境参数数据发送至本地服务器。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，
本地服务器中储存有每个网关的地址，每个网关中均储存有与其相连的每个数据采集器的地址，每个网关中均储存有本地服务器的地址；
本地服务器根据用户指令向指定地址的网关发送采集指令，该网关根据所述采集指令使与该网关相连的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关根据本地服务器的地址将采集到的环境参数数据发送至本地服务器。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，
本地服务器根据待升级数据采集器的地址向所述待升级数据采集器发送升级请求，所述待升级数据采集器收到升级请求后向本地服务器响应升级请求，本地服务器将固件升级文件发送至所述待升级数据采集器，完成所述待升级数据采集器的固件升级。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，
每个网关均通过GPRS模块与移动终端通信连接，所述移动终端向指定网关发送短信将储存在该网关中的本地服务器的旧地址修改为新地址，以使该网关将采集到的环境参数数据发送至处于新地址的本地服务器。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，每个数据采集器上均设有GPS定位模块，网关通过所述GPS定位模块实时更新与其连接的数据采集器的位置信息；
移动终端向网关发送短信询问指定位置的环境参数数据，该网关根据短信使与该网关相连的指定位置的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关通过短信将采集到的环境参数数据发送至移动终端。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，移动终端通过短信向网关订阅指定时间段的环境参数数据，该网关使与该网关相连的数据采集器在指定时间段进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关将在指定时间段采集到的环境参数数据发送至移动终端。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，为每个数据采集器设定预警值，当数据采集器采集到的环境参数数据达到预警值，与该数据采集器相连的网关将该环境参数数据发送至位于该网关附近的移动终端。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，所述网关还包括控制器，所述控制器用于扫描与所述网关相连的数据采集器以获取相应的环境参数数据；
当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值达到或超过第一阈值时，所述控制器以第一频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值小于或等于第二阈值时，所述控制器以第二频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，所述控制器以第三频率扫描与所述网关相连的数据采集器；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第三频率大于第二频率，且小于第一频率。
优选的是，所述的远程环境监测数据采集系统，所述多个数据采集器包括温度采集器、湿度采集器、风向采集器、风速采集器、雨量采集器、光照度采集器和土壤湿度采集器。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明能够实现数据采集器的快速安装和调试，快速采集各种环境参数数据并发送至本地服务器供用户使用，而且能够进行远程固件升级，并能实现短信修改地址，获取指定位置的环境参数数据，订阅指定时间段的环境参数数据和进行短信预警等功能。本发明可以根据采集到的环境参数数据的最大差值来调整控制器扫描该数据采集器的频率，最大差值越小，采用的扫描频率越小，即将能量用在重要的时间段，以节约能量。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
一种远程环境监测数据采集系统，包括：
多个RS-485总线，其上均挂接有多个数据采集器，所述数据采集器用于采集数据采集器所在地的环境参数数据；
多个网关，其分别与一个RS-485总线连接，用于接收所述环境参数数据并发送至本地服务器。
在上述技术方案中，远程环境监测数据采集系统包括多个RS-485总线和多个网关，多个RS-485总线上均挂接多个数据采集器，这样就形成了一个由网关和数据采集器形成的网。这里的数据采集器可以是各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、风速、风向传感器等。由于使用了RS-485总线，这使增添数据采集器非常方便，由于不用购买增加的传感器的其它辅助设置，这就降低用户成本，增加设备的灵活性。而且RS-485总线可挂接的数据采集器多，也解决了电路板上接口不足的问题。在这里，数据采集器采集各种环境参数数据并发送至网关，网关再发送至本地服务器，完成数据采集。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，所述网关包括GPRS模块，所述网关通过所述GPRS模块将接收到的环境参数数据发送至运营商基站，所述运营商基站将接收到的环境参数数据并发送至运营商服务器，所述运营商服务器通过互联网将环境参数数据发送至本地服务器。
在上述技术方案中，提供了一种将采集到的数据发回本地服务器的方式，即通过运营商的基站和运营商服务器将采集到的环境参数数据首先发到运营商服务器中，然后通过互联网发回本地服务器。由于运营商的基站分布广，因此可以将网关和数据采集器安放在很偏远的地区，实现偏远地区的环境参数数据采集。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，
本地服务器中储存有每个网关的地址，每个网关中均储存有与其相连的每个数据采集器的地址，每个网关中均储存有本地服务器的地址；
本地服务器根据用户指令向指定地址的网关发送采集指令，该网关根据所述采集指令使与该网关相连的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关根据本地服务器的地址将采集到的环境参数数据发送至本地服务器。
在上述技术方案中，提供了一种采集特定地址的数据采集器的环境参数数据的方案，这里，地址可以是公网的IP地址，系统中可以根据地址来查询每个数据采集器采集的环境参数数据，非常方便。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，
本地服务器根据待升级数据采集器的地址向所述待升级数据采集器发送升级请求，所述待升级数据采集器收到升级请求后向本地服务器响应升级请求，本地服务器将固件升级文件发送至所述待升级数据采集器，完成所述待升级数据采集器的固件升级。
无论是网关模块还是数据采集器，都有自己的CPU在负责本模块的工作，而CPU的固件程序，在后期将避免不了进行升级。如果系统实际安装完成后，对固件进行升级时，还要求将产品返厂进行升级，将会给后期的维护带来很大的困难，而且也回增加维护成本，浪费人力和物力。上述方案提供了一种远程固件升级的方案，有助于降低成本，增加系统使用的便利性
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，
每个网关均通过GPRS模块与移动终端通信连接，所述移动终端向指定网关发送短信将储存在该网关中的本地服务器的旧地址修改为新地址，以使该网关将采集到的环境参数数据发送至处于新地址的本地服务器。
系统搭建完成后，在实际的应用过程以及后期的建设，服务器的地址是有可能会变的，这时，网关与服务器间将不能正常通讯，上述方案提供了一种通过短信来修改网关中储存的本地服务器地址的方法，加强了系统使用的便利性和灵活性。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，每个数据采集器上均设有GPS定位模块，网关通过所述GPS定位模块实时更新与其连接的数据采集器的位置信息；
移动终端向网关发送短信询问指定位置的环境参数数据，该网关根据短信使与该网关相连的指定位置的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关通过短信将采集到的环境参数数据发送至移动终端。
手机、电脑等移动终端便于携带，已经是人们必不可少的工具，如果能在移动终端获得环境参数数据将更增加本系统的便利性，这里提供了一种通过短信的方式获取环境参数数据的方案。更重要的是由于数据采集器与GPS定位系统联用，数据采集器与位置一一对应，数据采集器采集的环境参数数据也就是该位置的环境参数数据，用户只需要在本地服务器上查询位置即可收到该位置的环境参数数据。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，移动终端通过短信向网关订阅指定时间段的环境参数数据，该网关使与该网关相连的数据采集器在指定时间段进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关将在指定时间段采集到的环境参数数据发送至移动终端。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，为每个数据采集器设定预警值，当数据采集器采集到的环境参数数据达到预警值，与该数据采集器相连的网关将该环境参数数据发送至位于该网关附近的移动终端。
这里提供了一种预警功能，例如为温度采集器设定35度为预警值，当温度采集器采集到的温度值达到35度，网关即将该温度自动发送给该数据采集器附近1000米以内的移动终端。这是一种自动功能，提高了系统的智能性和易用性。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，所述网关还包括控制器，所述控制器用于扫描与所述网关相连的数据采集器以获取相应的环境参数数据；
当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值达到或超过第一阈值时，所述控制器以第一频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值小于或等于第二阈值时，所述控制器以第二频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，所述控制器以第三频率扫描与所述网关相连的数据采集器；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第三频率大于第二频率，且小于第一频率。
网关中含有GPRS模块，该模块电流相对较大，电流大了就易发热，发热可能导致网关损坏。网关具有一个控制器，该控制器以一定的频率扫描与该网关相连的数据采集器，以获得数据采集器采集到的环境参数数据。为了减小能耗，为控制器设置第一阈值和第二阈值，以10次扫描的最大差值为基准，当10次扫描的最大差值大于第一阈值，这表明10次中数据值的波动较大，即采用较快的第一频率扫描，当10次扫描的最大差值小于第二阈值，这表明10次中数据值的波动较小，即采用最慢的第二频率扫描，当10次扫描的最大差值在第一阈值与第二阈值之间，这表明10次中数据值的波动适中，即采用适中的第三频率扫描；因此，将能量都用在数据波动较大的时间，这就比较节约能量。
在另一种实例中，所述的远程环境监测数据采集系统，所述多个数据采集器包括温度采集器、湿度采集器、风向采集器、风速采集器、雨量采集器、光照度采集器和土壤湿度采集器。这里提供了数据采集器的优选项，使系统更利于指导偏远地区的农业生产。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。
Claims (10)
1.一种远程环境监测数据采集系统，其特征在于，包括：
多个RS-485总线，其上均挂接有多个数据采集器，所述数据采集器用于采集数据采集器所在地的环境参数数据；
多个网关，其分别与一个RS-485总线连接，用于接收所述环境参数数据并发送至本地服务器。
2.如权利要求1所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，所述网关包括GPRS模块，所述网关通过所述GPRS模块将接收到的环境参数数据发送至运营商基站，所述运营商基站将接收到的环境参数数据并发送至运营商服务器，所述运营商服务器通过互联网将环境参数数据发送至本地服务器。
3.如权利要求1或2所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，
本地服务器中储存有每个网关的地址，每个网关中均储存有与其相连的每个数据采集器的地址，每个网关中均储存有本地服务器的地址；
本地服务器根据用户指令向指定地址的网关发送采集指令，该网关根据所述采集指令使与该网关相连的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关根据本地服务器的地址将采集到的环境参数数据发送至本地服务器。
4.如权利要求3所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，
本地服务器根据待升级数据采集器的地址向所述待升级数据采集器发送升级请求，所述待升级数据采集器收到升级请求后向本地服务器响应升级请求，本地服务器将固件升级文件发送至所述待升级数据采集器，完成所述待升级数据采集器的固件升级。
5.如权利要求3所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，
每个网关均通过GPRS模块与移动终端通信连接，所述移动终端向指定网关发送短信将储存在该网关中的本地服务器的旧地址修改为新地址，以使该网关将采集到的环境参数数据发送至处于新地址的本地服务器。
6.如权利要求5所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，每个数据采集器上均设有GPS定位模块，网关通过所述GPS定位模块实时更新与其连接的数据采集器的位置信息；
移动终端向网关发送短信询问指定位置的环境参数数据，该网关根据短信使与该网关相连的指定位置的数据采集器进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关通过短信将采集到的环境参数数据发送至移动终端。
7.如权利要求6所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，移动终端通过短信向网关订阅指定时间段的环境参数数据，该网关使与该网关相连的数据采集器在指定时间段进行环境参数数据采集，然后发送至该网关，该网关将在指定时间段采集到的环境参数数据发送至移动终端。
8.如权利要求7所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，为每个数据采集器设定预警值，当数据采集器采集到的环境参数数据达到预警值，与该数据采集器相连的网关将该环境参数数据发送至位于该网关附近的移动终端。
9.如权利要求1所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，所述网关还包括控制器，所述控制器用于扫描与所述网关相连的数据采集器以获取相应的环境参数数据；
当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值达到或超过第一阈值时，所述控制器以第一频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值小于或等于第二阈值时，所述控制器以第二频率扫描与所述网关相连的数据采集器，当10次扫描得到的环境参数数据的最大差值处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，所述控制器以第三频率扫描与所述网关相连的数据采集器；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第三频率大于第二频率，且小于第一频率。
10.如权利要求1所述的远程环境监测数据采集系统，其特征在于，所述多个数据采集器包括温度采集器、湿度采集器、风向采集器、风速采集器、雨量采集器、光照度采集器和土壤湿度采集器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151111 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |