CN107123249A - 一种基于物联网的传感器数据转发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的传感器数据转发装置，其结构特点是：传感器连接信号采集器，信号采集器连接数据转换装置，数据转换装置连接主控制器，主控制器分别连接数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；所述第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器分别通过物联网连接数据接收装置，数据接收装置连接计算机。本发明的技术效果是：本装置适配于不同种类的传感器，并通过物联网进行通信，远距离的获取数据，实现数据共享；由于采用市电供电和太阳能供电互补的供电方式，不会由于市电供电停止而影响工作；由于其中的数据转换单元采用了滤波电路和抗干扰电路，装置工作更加稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器数据转发装置，更具体的说，涉及一种基于物联网的传感器数据转发装置。
背景技术
目前，物联网技术应用日益广泛，″物联网技术″的核心和基础仍然是″互联网技术″，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。但是数据传输到物联网时，有时会存在数据发送部分因为一些原因而损坏或停止工作，在这种情况下，数据就无法传输到物联网，影响了对数据的检测，影响了生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的传感器数据转发装置，克服现有技术的缺点，获得传感器数据共享，适配于不同种类的传感器。
本发明是这样来实现的，一种基于物联网的传感器数据转发装置，主要包括传感器、信号采集器、数据转换装置、主控制器、数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；其特征在于：传感器连接信号采集器，信号采集器连接数据转换装置，数据转换装置连接主控制器，主控制器分别连接数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；所述第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器分别通过物联网连接数据接收装置，数据接收装置连接计算机；所述数据接收装置包括无线接收器、副控制器和数据输出接口，无线接收器连接副控制器，副控制器连接数据输出接口，数据输出接口连接计算机。
本发明所述传感器数据转发装置包括有市电供电装置、太阳能供电装置，市电供电装置、太阳能供电装置分别连接主控制器，所述太阳能供电装置为在市电供电装置对本发明装置不供电的情况下进行。
本发明所述传感器数据转发装置包括有实时钟装置，所述实时钟装置与所述主控制器连接，实时钟装置提供当前的实时钟。
本发明所述传感器数据转发装置包括有温度补偿装置，所述温度补偿装置与所述主控制器连接，温度补偿装置提供温度补偿信息。
本发明所述传感器数据转发装置还包括有电源适配装置，电源适配装置一端分别连接市电供电装置、太阳能供电装置，另一端分别连接主控制器。
本发明所述传感器为模拟数据采集类型的传感器。
本发明所述信号采集器包括与不同类型传感器匹配的传感器适配模块。
本发明所述数据转换装置设有模数转换电路、滤波电路、信号放大电路及抗干扰电路。
本发明所述所述数据存储器为FLASH存储器或E2PROM存储器的数据存储器。
本发明所述所述数据输出接口为USB接口。
本发明的技术效果是：(1)本装置适配于不同种类的传感器，并通过物联网进行通信，远距离的获取数据，实现数据共享；(2)由于采用市电供电和太阳能供电互补的供电方式，不会由于市电供电停止而影响工作；(3)由于其中的数据转换单元采用了滤波电路和抗干扰电路，装置工作更加稳定可靠；(4)设置了三个无线发射器，可以保证物联网工作可靠性。
附图说明
图1为本发明的数据转发装置的结构示意图。
图2为本发明的数据接收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明是这样来工作和实施的，一种基于物联网的传感器数据转发装置，主要包括传感器、信号采集器、数据转换装置、主控制器、数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；其特征在于：传感器连接信号采集器，信号采集器连接数据转换装置，数据转换装置连接主控制器，主控制器分别连接数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；所述第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器分别通过物联网连接数据接收装置，数据接收装置连接计算机；所述数据接收装置包括无线接收器、副控制器和数据输出接口，无线接收器连接副控制器，副控制器连接数据输出接口，数据输出接口连接计算机。
本发明所述传感器数据转发装置包括有市电供电装置、太阳能供电装置，市电供电装置、太阳能供电装置分别连接主控制器，所述太阳能供电装置为在市电供电装置对本发明装置不供电的情况下进行，二者进行供电互补，保证供电的可靠性；所述传感器数据转发装置包括有实时钟装置，所述实时钟装置与所述主控制器连接，实时钟装置提供当前的实时钟；所述传感器数据转发装置包括有温度补偿装置，所述温度补偿装置与所述主控制器连接，温度补偿装置提供温度补偿信息；所述传感器数据转发装置还包括有电源适配装置，电源适配装置一端分别连接市电供电装置、太阳能供电装置，另一端分别连接主控制器。
传感器为模拟数据采集类型的传感器。
信号采集器包括与不同类型传感器匹配的传感器适配模块。
数据转换装置设有模数转换电路、滤波电路、信号放大电路及抗干扰电路，所述数据转换单元将传感器采集到的模拟信号进行模数转换和滤波、放大等处理。
所述数据存储器为FLASH存储器或E2PROM存储器的数据存储器，可以使数据稳定的存储。所述数据存储单元用以将数据转换单元转换后的数据进行存储。
所述数据输出接口为USB接口。
数据发送器和数据接收器之间的通信协议是基于ZIGBEE的通讯协议。
第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器在发送数据到物联网时，只有一个在工作，保证数据传输到物联网的可靠性。
主处理器是基于32位RISC的嵌入式处理机，由RISC机核和FLASH、RAM、EEPROM等组成，其作用是将信号采集器采集的数据进行A/D采样，保持处理，从而得到有用的数字信号。
无线发送器内置ZIGBEE认证堆栈和无线电，可配置的器件类型和网络设置，通过SPI接口与主控制器进行通讯，将主控制器传送的数字信号传送至物联网。
实时钟装置用于产生实时时间，主控制器对实时钟模块进行读写控制，使实时钟模块按照国家标准时间进行运行，校验当前时钟信息，以整合传感器参数的时间特性。当主控制器断电时，实时钟模块后备小电池供电，确保实时钟仍能继续运行，保证时间的正确性。
温度补偿装置主要由温度传感器与精密分压电阻及运算放大器组成，连接到主控制器的输入端，主控制器对运算放大器送出的电压信号进行采集，电压信号通过内部A/D转换器转换成数字信号，用于向需要用到温度补偿的传感器(如与温度密切相关的溶解氧传感器)提供温度补偿信息。
电源适配装置包括后备电池和外部电源适配器，用于将外界电压转换成各部分所需的不同等级的电压，并在外界电源断电时，提供后备电池。
所述数据接收装置中各个部分的信号传递关系为：所述无线接收器通过物联网接收无线发送器发送的数据信号，并将数据信号传送至所述副控制器，所述副控制器将处理后的数据信号通过数据输出接口传送至计算机。
所述无线接收器芯片内置ZIGBEE认证堆栈和无线电，可配置的器件类型和网络设置，通过SPI接口与副控制器进行通信，接收物联网传送的数据信号，将数据信号传送至所述副控制器。所述副控制器基于32位RISC的嵌入式处理机，由RISC机核和FLASH，RAM，EEPROM等组成，对数据信号进行处理并转发。所述数据输出接口由全速USB芯片为核心组成，内置USB协议栈，可以通过计算机的USB口与计算机机交换数据，同时将从计算机的USB口得到5V电源。
一种基于物联网的传感器数据转发装置使用时，传感器感知的数据信号通过信号采集器将信号送入主控制器，实时钟装置将时间信号送入中央处理器，温度补偿装置将温度补偿信号送入主控制器，上述信号经主控制器处理后，将编码加密后的信号送入无线发送器。数据信号通过物联网将信号传送给数据转发装置的无线接收器，所述无线接收器将信号接收后传送至副控制器，副控制器将信号进行解码后通过数据输出接口送入计算机，再由计算机对多个或单个的传感器信号按照不同的时间进行曲线拟合与显示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于物联网的传感器数据转发装置，主要包括传感器、信号采集器、数据转换装置、主控制器、数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；其特征在于：传感器连接信号采集器，信号采集器连接数据转换装置，数据转换装置连接主控制器，主控制器分别连接数据存储器、第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器；所述第一无线发射器、第二无线发射器和第三无线发射器分别通过物联网连接数据接收装置，数据接收装置连接计算机；所述数据接收装置包括无线接收器、副控制器和数据输出接口，无线接收器连接副控制器，副控制器连接数据输出接口，数据输出接口连接计算机。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述传感器数据转发装置包括有市电供电装置、太阳能供电装置，市电供电装置、太阳能供电装置分别连接主控制器，所述太阳能供电装置为在市电供电装置对本发明装置不供电的情况下进行。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述传感器数据转发装置包括有实时钟装置，所述实时钟装置与所述主控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述传感器数据转发装置包括有温度补偿装置，所述温度补偿装置与所述主控制器连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述传感器数据转发装置还包括有电源适配装置，电源适配装置一端分别连接市电供电装置、太阳能供电装置，另一端分别连接主控制器。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述传感器为模拟数据采集类型的传感器。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述信号采集器包括与不同类型传感器匹配的传感器适配模块。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述数据转换装置设有模数转换电路、滤波电路、信号放大电路及抗干扰电路。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述数据存储器为FLASH存储器或E2PROM存储器的数据存储器。
10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的传感器数据转发装置，其特征在于：所述数据输出接口为USB接口。
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