CN105577212A - 集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，包括网络路由接口、数据控制处理模块、路由模块、通讯接口模块和电源模块，还包括电气设备数据采集接口，电气设备数据采集接口通过数据总线经过通讯接口模块与控制模块相连接。所设计数据信息枢纽器装置，集电气设备数据采集功能与数据传输功能于一体；本发明还涉及针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，克服了现有技术的缺点，大大提高了实际应用中的工作效率。

Description

集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置及应用方法

技术领域

本发明涉及集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置及应用方法，属于工业设备数据采集处理技术领域。

背景技术

目前的工业设备及产业缺乏与互联网联接的便捷模式，使得针对设备数据的采集变得十分不方便，另外对于数据而言，现有技术无法便捷及低成本地进行数据传输，大大影响了实际的工作效率，以及限制了实际使用范围，并且依靠现有网络接入设备进行传输，存在严重的网络带宽问题，大大影响了数据的传输效率，甚至在实际应用中，影响到数据传输的准确性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，采用全新结构设计，集电气设备数据采集功能与数据传输功能于一体，大大提高了工作效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，包括网络路由接口、数据控制处理模块、路由模块、通讯接口模块和电源模块，数据控制处理模块经数据总线分别与电源模块、路由模块、通讯接口模块相连接，网络路由接口通过数据总线经过通讯接口模块与路由模块相连接；还包括电气设备数据采集接口，电气设备数据采集接口通过数据总线经过通讯接口模块与控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括收发天线，以及经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的天线功率控制模块，收发天线通过通讯接口模块经过数据总线与所述路由模块相连接，同时，所述数据控制处理模块通过数据总线经过天线功率控制模块与收发天线相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的卫星定位模块。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括经所述数据总线与所述控制模块相连接的存储模块。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括扩展接口，所述数据总线为开放式扩展总线，扩展接口经过开放式扩展总线与所述控制模块相连接。

本发明所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)本发明所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，采用全新结构设计，集电气设备数据采集功能与数据传输功能于一体，能够自动针对电气设备实现数据采集，并且基于所设计路由模块，能够方便所接入设备针对所采集电气设备数据的实时读取，实现了工业设备及产业与网络环境的便捷式连接；并且基于多个数据信息枢纽器装置之间通过所设计路由模块所构成的组网环境，能够大大提高节点之间数据的传输速率，有效克服了现有技术中基于互联网数据传输的瓶颈，提高了实际的工作效率；以及整个设计数据信息枢纽器装置的架构模式，具有成本低，实现方便的优点，使得实际应用范围变得更加广泛；

(2)本发明所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置中，还设计包括收发天线，以及经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的天线功率控制模块，收发天线通过通讯接口模块经过数据总线与所述路由模块相连接，同时，所述数据控制处理模块通过数据总线经过天线功率控制模块与收发天线相连接；由此为接入数据信息枢纽器装置的设备提供了更多的接入方式，让实际的使用变得更加便捷，更加人性化；

(3)本发明所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置中，还设计包括经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的卫星定位模块，使得所设计数据信息枢纽器装置在实际应用中具有自动定位功能，大大方便了数据信息枢纽器装置组网中节点之间的互访效率，以及接入设备针对数据信息枢纽器装置组网中指定节点所对应电气设备数据的获取，进一步提高了实际应用中的工作效率；

(4)本发明所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置中，还设计包括经所述数据总线与所述控制模块相连接的存储模块，便于针对所获电气设备数据的存储，能够提高实际应用中，接入设备针对电气设备数据的获取效率，提供了实际工作效率；不仅如此，还设计包括扩展接口，所述数据总线为开放式扩展总线，扩展接口经过开放式扩展总线与所述控制模块相连接，使得所设计数据信息枢纽器装置在实际应用中具有更多的后期扩展功能，能够满足实际应用中的不同需求。

与此相应，针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是还提供一种针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，基于本发明所设计的数据信息枢纽器装置，针对实际应用，提供多种设计方法，有效应对实际工作中的数据采集与传输应用，保证实际工作效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间的组网方法，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行：

步骤a01.指定数据信息枢纽器装置开机工作，其中，数据控制处理模块通过数据信息枢纽器模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线，以广播信号形式扫描周围是否存在与其具有相同协议的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤a02，否则指定路由装置组网失败，组网结束；

步骤a02.指定数据信息枢纽器装置中数据控制处理模块通过路由模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线与该具有相同协议的路由装置建立通信链路，并进行信息交互，彼此获知对方IP地址和空间地理坐标，实现指定路由装置与该具有相同协议的路由装置之间的组网。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间组网的联合定位方法，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行：

步骤b01.指定路由装置中数据控制处理模块控制与之相连的卫星定位模块开始工作进行定位，若定位成功，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束；若定位不成功，则进入步骤b02；

步骤b02.指定数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04；否则进入步骤b03；

步骤b03.分别针对该各个相邻的数据信息枢纽器装置，数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04，否则重复步骤b03；

步骤b04.通过定位成功数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，以及其与指定数据信息枢纽器装置之间的距离，获得指定数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括指定数据信息枢纽器装置之间的通信链路建立方法，即建立指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的通信链路，包括如下步骤：

步骤c01.指定数据信息枢纽器装置通过互联网接入或者内置地图获得目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，并进入步骤c02；

步骤c02.指定数据信息枢纽器装置根据其自身空间地理坐标和目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，在其所在组网中，获得指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的最短路径，并进入步骤c03；

步骤c03.指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间以最短路径建立通信链路。

本发明所述针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明所设计针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间的组网方法、联合定位方法，以及组网中指定节点间通信链路的建立方法，通过多种方法的设计，在实际应用中，能够有效实现电气设备实现数据采集与获取，并且在多个数据信息枢纽器装置之间的组网中，不仅能够大大提高数据传输的效率，而且使得任何接入设备均能快速便捷的经本地节点获取指定节点所对应的电气设备实现数据，大大提高了实际应用中的工作效率。

附图说明

图1是本发明设计一种集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计的一种集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，包括网络路由接口、数据控制处理模块、路由模块、通讯接口模块和电源模块，数据控制处理模块经数据总线分别与电源模块、路由模块、通讯接口模块相连接，网络路由接口通过数据总线经过通讯接口模块与路由模块相连接；还包括电气设备数据采集接口，电气设备数据采集接口通过数据总线经过通讯接口模块与控制模块相连接。上述技术方案所设计的集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，采用全新结构设计，集电气设备数据采集功能与数据传输功能于一体，能够自动针对电气设备实现数据采集，并且基于所设计路由模块，能够方便所接入设备针对所采集电气设备数据的实时读取，实现了工业设备及产业与网络环境的便捷式连接；并且基于多个数据信息枢纽器装置之间通过所设计路由模块所构成的组网环境，能够大大提高节点之间数据的传输速率，有效克服了现有技术中基于互联网数据传输的瓶颈，提高了实际的工作效率；以及整个设计数据信息枢纽器装置的架构模式，具有成本低，实现方便的优点，使得实际应用范围变得更加广泛。

基于上述所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：设计包括收发天线，以及经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的天线功率控制模块，收发天线通过通讯接口模块经过数据总线与所述路由模块相连接，同时，所述数据控制处理模块通过数据总线经过天线功率控制模块与收发天线相连接；由此为接入数据信息枢纽器装置的设备提供了更多的接入方式，让实际的使用变得更加便捷，更加人性化；还有设计包括经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的卫星定位模块，使得所设计数据信息枢纽器装置在实际应用中具有自动定位功能，大大方便了数据信息枢纽器装置组网中节点之间的互访效率，以及接入设备针对数据信息枢纽器装置组网中指定节点所对应电气设备数据的获取，进一步提高了实际应用中的工作效率；而且还设计包括经所述数据总线与所述控制模块相连接的存储模块，便于针对所获电气设备数据的存储，能够提高实际应用中，接入设备针对电气设备数据的获取效率，提供了实际工作效率；不仅如此，还设计包括扩展接口，所述数据总线为开放式扩展总线，扩展接口经过开放式扩展总线与所述控制模块相连接，使得所设计数据信息枢纽器装置在实际应用中具有更多的后期扩展功能，能够满足实际应用中的不同需求。

本发明所设计集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置在实际应用过程当中，包括网络路由接口、数据控制处理模块、路由模块、通讯接口模块、收发天线、天线功率控制模块、卫星定位模块、存储模块、扩展接口、电气设备数据采集接口和电源模块，数据控制处理模块经开放式扩展总线分别与电源模块、路由模块、通讯接口模块、天线功率控制模块、卫星定位模块、存储模块、扩展接口相连接，网络路由接口通过开放式扩展总线经过通讯接口模块与路由模块相连接；收发天线通过通讯接口模块经过数据总线与所述路由模块相连接，同时，所述数据控制处理模块通过开放式扩展总线经过天线功率控制模块与收发天线相连接；电气设备数据采集接口通过开放式扩展总线经过通讯接口模块与控制模块相连接。这里在实际应用过程中，数据控制处理模块可以采用安卓主机，标准安全的安卓软件，可以嵌入认可的通用APP应用软件；集成特有的包含工业/民用组态软件开发的各种行业应用软件，支持主流通讯协议的软硬件接口，支持DEVICENET,MODBUS,PRIFINET,ETHERNET，CAN,以太网等协议；对于电源模块，可以设计采用外部电源加电池的结构，保证达到不低于30天供电；对于天线功率控制模块而言，可针对由收发天线释放出的无线信号，设计实现半径30米到500米覆盖功率可调工作模式；还有对于通讯接口模块，设计采用RS232、RS485、以太网、USB和I/O接口等等；卫星定位模块可以采用GPS卫星定位技术、北斗定位技术或是伽利略卫星定位技术等。上述所具体设计的数据信息枢纽器装置在实际应用中，数据信息枢纽器装置经过电气设备数据采集接口采集获取电气设备数据，并存储与存储模块中，与此同时，数据信息枢纽器装置中数据控制处理模块通过路由模块采用网络路由接口和收发天线释放出，该数据信息枢纽器装置所对应的网络，接入设备可以接入该网络中，并获取该数据信息枢纽器装置所获的电气设备数据；不仅如此，对于本发明所设计数据信息枢纽器装置来说，可以通过如下步骤实现多个数据信息枢纽器装置之间的组网，其中，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行：

步骤a01.指定数据信息枢纽器装置开机工作，其中，数据控制处理模块通过数据信息枢纽器模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线，以广播信号形式扫描周围是否存在与其具有相同协议的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤a02，否则指定路由装置组网失败，组网结束；

步骤a02.指定数据信息枢纽器装置中数据控制处理模块通过路由模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线与该具有相同协议的路由装置建立通信链路，并进行信息交互，彼此获知对方IP地址和空间地理坐标，实现指定路由装置与该具有相同协议的路由装置之间的组网。

当多个数据信息枢纽器装置之间实现组网后，各个数据信息枢纽器装置作为节点来看，节点上接入设备即可通过节点之间的数据传输，实现不同节点上所获电气设备数据的互访，而且这种数据完全基于所设计数据信息枢纽器装置的带宽进行传输，完全避免了互联网的介入，大大提高了实际的数据传输效率；这其中对于不同节点上所获电气设备数据的互访来说，就需要节点自身的定位信息，即空间地理坐标，由于各个数据信息枢纽器装置中均设计有卫星定位模块，因此，可以通过数据信息枢纽器装置中的卫星定位模块实现定位，但是众所周知，若卫星定位模块受到物体遮挡的话，就有可能影响到定位精度，甚至无法实现定位，这就需要本发明所设计的定位方法了，具体包括如下步骤，其中，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行。

步骤b01.指定路由装置中数据控制处理模块控制与之相连的卫星定位模块开始工作进行定位，若定位成功，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束；若定位不成功，则进入步骤b02；

步骤b02.指定数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04；否则进入步骤b03；

步骤b03.分别针对该各个相邻的数据信息枢纽器装置，数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04，否则重复步骤b03；

步骤b04.通过定位成功数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，以及其与指定数据信息枢纽器装置之间的距离，获得指定数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束。

通过上述所设计定位方法，即可获得数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，基于数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，即可实现指定数据信息枢纽器装置之间的通信链路建立方法，即建立指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的通信链路，包括如下步骤：

步骤c01.指定数据信息枢纽器装置通过互联网接入或者内置地图获得目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，并进入步骤c02；

步骤c02.指定数据信息枢纽器装置根据其自身空间地理坐标和目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，在其所在组网中，获得指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的最短路径，并进入步骤c03；

步骤c03.指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间以最短路径建立通信链路。

由此，指定数据信息枢纽器装置即可通过上述设计方法与目的数据信息枢纽器装置之间建立通信链路，然后指定数据信息枢纽器装置上的接入设备即可通过该通信链路访问获取目的数据信息枢纽器装置中的电气设备数据。

综上，本发明所设计针对集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间的组网方法、联合定位方法，以及组网中指定节点间通信链路的建立方法，通过多种方法的设计，在实际应用中，能够有效实现电气设备实现数据采集与获取，并且在多个数据信息枢纽器装置之间的组网中，不仅能够大大提高数据传输的效率，而且使得任何接入设备均能快速便捷的经本地节点获取指定节点所对应的电气设备实现数据，大大提高了实际应用中的工作效率。

上面结合说明书附图针对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，包括网络路由接口、数据控制处理模块、路由模块、通讯接口模块和电源模块，数据控制处理模块经数据总线分别与电源模块、路由模块、通讯接口模块相连接，网络路由接口通过数据总线经过通讯接口模块与路由模块相连接；其特征在于：还包括电气设备数据采集接口，电气设备数据采集接口通过数据总线经过通讯接口模块与控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，其特征在于：还包括收发天线，以及经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的天线功率控制模块，收发天线通过通讯接口模块经过数据总线与所述路由模块相连接，同时，所述数据控制处理模块通过数据总线经过天线功率控制模块与收发天线相连接。

3.根据权利要求2所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，其特征在于：还包括经所述数据总线与所述数据控制处理模块相连接的卫星定位模块。

4.根据权利要求3所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，其特征在于：还包括经所述数据总线与所述控制模块相连接的存储模块。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置，其特征在于：还包括扩展接口，所述数据总线为开放式扩展总线，扩展接口经过开放式扩展总线与所述控制模块相连接。

6.一种针对权利要求3所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，其特征在于，包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间的组网方法，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行：

步骤a01.指定数据信息枢纽器装置开机工作，其中，数据控制处理模块通过数据信息枢纽器模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线，以广播信号形式扫描周围是否存在与其具有相同协议的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤a02，否则指定路由装置组网失败，组网结束；

步骤a02.指定数据信息枢纽器装置中数据控制处理模块通过路由模块，经通讯接口模块，利用网络路由接口或者收发天线与该具有相同协议的路由装置建立通信链路，并进行信息交互，彼此获知对方IP地址和空间地理坐标，实现指定路由装置与该具有相同协议的路由装置之间的组网。

7.根据权利要求6所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，其特征在于，还包括至少两个所述数据信息枢纽器装置之间组网的联合定位方法，各个数据信息枢纽器装置分别按如下步骤进行执行：

步骤b01.指定路由装置中数据控制处理模块控制与之相连的卫星定位模块开始工作进行定位，若定位成功，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束；若定位不成功，则进入步骤b02；

步骤b02.指定数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04；否则进入步骤b03；

步骤b03.分别针对该各个相邻的数据信息枢纽器装置，数据信息枢纽器装置和组网中与其相邻的所有数据信息枢纽器装置进行通信，判断该所有相邻的数据信息枢纽器装置中，是否存在定位成功的数据信息枢纽器装置，是则进入步骤b04，否则重复步骤b03；

步骤b04.通过定位成功数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，以及其与指定数据信息枢纽器装置之间的距离，获得指定数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，则指定数据信息枢纽器装置更新其空间地理坐标，并将其空间地理坐标与其IP地址建立关联，定位结束。

8.根据权利要求6所述集数据采集和处理功能的数据信息枢纽器装置的应用方法，其特征在于，还包括指定数据信息枢纽器装置之间的通信链路建立方法，即建立指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的通信链路，包括如下步骤：

步骤c01.指定数据信息枢纽器装置通过互联网接入或者内置地图获得目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，并进入步骤c02；

步骤c02.指定数据信息枢纽器装置根据其自身空间地理坐标和目的数据信息枢纽器装置的空间地理坐标，在其所在组网中，获得指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间的最短路径，并进入步骤c03；

步骤c03.指定数据信息枢纽器装置与目的数据信息枢纽器装置之间以最短路径建立通信链路。