CN108716932A - 一种多传感器协作监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

一种多传感器协作监测系统，包括主控装置，主控装置通信连接有若干个初级中继装置，初级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，初级中继装置的输出端与主控装置通信连接，初级中继装置的每个输出端均通信连接有一个次级中继装置，次级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，次级中继装置的输出端一一对应地与初级中继装置的输出端通信连接，次级中继装置的每个输入端均通信连接有数据采集器，每个数据采集器均包括一个输入端和一个输出端，数据采集器的输出端与次级中继装置的输入端通信连接，每个数据采集器的输入端均电连接有一个传感器。本发明提供一种多传感器协作监测系统及监测方法，能够实现多传感器的高效协同工作。

Description

一种多传感器协作监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体的说是一种多传感器协作监测系统及监测方法。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化和网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

在现代工业系统中，传感器是完成自动控制和智能化控制的关键部件，但是通常一个系统中不仅仅是一个或者一种传感器，一般都包括多个和多种传感器，如何实现多传感器的高效协同工作也就成了传感器技术的一个重点。同时，因为不同传感器所采集到的参数在系统中的权重往往是不同的，针对不同的参数需要赋予不同的权重才能满足自动或者智能化控制系统的需要，因此如何对传感器赋予相应权重也成为了一个技术重点。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种多传感器协作监测系统及监测方法，能够实现多传感器的高效协同工作。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种多传感器协作监测系统，包括主控装置，所述主控装置通信连接有若干个初级中继装置，所述初级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，所述初级中继装置的输出端与所述主控装置通信连接，所述初级中继装置的每个输出端均通信连接有一个次级中继装置，所述次级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，所述次级中继装置的输出端一一对应地与所述初级中继装置的输出端通信连接，所述次级中继装置的每个输入端均通信连接有数据采集器，每个所述数据采集器均包括一个输入端和一个输出端，所述数据采集器的输出端与所述次级中继装置的输入端通信连接，每个所述数据采集器的输入端均电连接有一个传感器。

优选的，每个所述数据采集器均放置在一个电气盒内。

优选的，所述电气盒为长方形盒，所述电气盒的一端敞开，所述电气盒的另外一端穿设有接线端子，所述电气盒内滑动设置有抽屉，所述抽屉的两端分别开设有前通孔和后通孔，所述数据采集器包括采集器本体，所述采集器本体设置在所述抽屉内，所述采集器本体上分别设置有前端接口和后端接口，所述前端接口与所述前通孔相连通，所述后端接口与所述后通孔相连通，当所述抽屉滑动至收回所述电气盒内时所述接线端子穿过所述后通孔与所述后端接口相连接。

优选的，所述抽屉的前端还固定连接有拉手。

优选的，所述电气盒内壁的底部开设有滑槽，所述抽屉的底部一体连接有滑块，所述滑块与所述滑槽相匹配。

优选的，所述电气盒的顶部还固定设置有散热单元。

优选的，所述散热单元包括设置在所述电气盒顶部中间的第三散热片，所述第三散热片的两侧各固定设置有两个第二散热片和两个第一散热片，且两个所述第二散热片位于所述第三散热片和两个所述第一散热片之间，所述第三散热片的高度大于所述第二散热片的高度，所述第二散热片的高度大于所述第一散热片的高度。

一种多传感器协作监测系统的监测方法，包括如下步骤：

S1、所述传感器将被测参数转化为模拟数据元，并且将所述模拟数据元传输给所述数据采集器；

S2、所述数据采集器将所述模拟数据元转化为数字数据元，并且为所述数字数据元赋予一个权重值；

S3、所述数据采集器将所述权重值和所述数字数据元打包为一个数据包，并且将所述数据包发送给所述次级中继装置；

S4、所述次级中继装置将所述数据包转发给所述初级中继装置；

S5、所述初级中继装置将所述数据包转发给所述主控装置；

S6、所述主控装置将接收到的所述数据包拆分为所述权重值和所述数字数据元；

S7、所述主控装置根据接收到的所有的所述权重值和所述数字数据元进行数据分析处理。

不同传感器监测到的数据具有不同的权重，主控装置在接收到数据后能够快速地对其进行分析处理，实现多传感器高效地协同工作。同时，为传感器采集到的参数进行赋权的过程交给数据采集器进行，既能够减缓主控装置本身的计算压力，而且每个数据采集器只需要执行对一个参数的赋权，所以不会大幅提高本身的计算压力，实现降低系统整体计算压力，提高工作效率的目的。此外，还为数据采集器设置了电气盒进行保护，能够保证数据采集器的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明监测系统的结构框图；

图2是本发明电气盒的结构示意图；

图3是本发明监测方法的流程图。

附图标记：1-接线端子，2-电气盒，3-滑槽，4-滑块，5-抽屉，6-采集器本体，7-前端接口，8-前通孔，9-拉手，10-第一散热片，11-第二散热片，12-第三散热片，13-后端接口，14-后通孔。

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。

请参阅图1至3，图1是本发明监测系统的结构框图，图2是本发明电气盒的结构示意图，图3是本发明监测方法的流程图。

如图1-3所示，一种多传感器协作监测系统，包括主控装置，主控装置通信连接有若干个初级中继装置，初级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，初级中继装置的输出端与主控装置通信连接，初级中继装置的每个输出端均通信连接有一个次级中继装置，次级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，次级中继装置的输出端一一对应地与初级中继装置的输出端通信连接，次级中继装置的每个输入端均通信连接有数据采集器，每个数据采集器均包括一个输入端和一个输出端，数据采集器的输出端与次级中继装置的输入端通信连接，每个数据采集器的输入端均电连接有一个传感器。

在实际使用时，主控装置可以设置为MCU，初级中继装置和次级中继装置均可以设置为串口集线器，MCU和串口集线器之间以及两个串口集线器之间通过RS232接口相连接。初级中继装置和次级中继装置都可以包括四个输入端，从而最终能够连接16个数据采集器和16个传感器，实现16个传感器的协同工作，传感器可以是温湿度传感器、有机化合物传感器、粉尘颗粒传感器、易燃易爆传感器、烟雾传感器、一氧化碳传感器、汽油传感器、甲醛传感器、丙烷传感器、甲烷传感器等等，适用于不同的工况。

每个数据采集器均放置在一个电气盒2内。电气盒2为长方形盒，电气盒2的一端敞开，电气盒2的另外一端穿设有接线端子1，接线端子1主要用于使数据采集器与次级中继装置相连接。电气盒2内滑动设置有抽屉5，具体的滑动设置方式是在电气盒2内壁的底部开设有滑槽3，抽屉5的底部一体连接有滑块4，滑块4与滑槽3相匹配。抽屉5的两端分别开设有前通孔8和后通孔14，数据采集器包括采集器本体6，采集器本体6设置在抽屉5内，采集器本体6上分别设置有前端接口7和后端接口13，前端接口7与前通孔8相连通，后端接口13与后通孔14相连通，当抽屉5滑动至收回电气盒2内时接线端子1穿过后通孔14与后端接口13相连接。抽屉5的前端还固定连接有拉手9。

电气盒2的顶部还固定设置有散热单元。散热单元包括设置在电气盒2顶部中间的第三散热片12，第三散热片12的两侧各固定设置有两个第二散热片11和两个第一散热片10，且两个第二散热片11位于第三散热片12和两个第一散热片10之间，第三散热片12的高度大于第二散热片11的高度，第二散热片11的高度大于第一散热片10的高度。

考虑到监测系统的安装环境一般都比较复杂，导致元件特别容易受到外部影响而受损或者精度下降，特别是数据采集器，因为为了减小传输时间和传输损耗，数据采集器通常不能够离传感器太远，这就导致数据采集器通常要设置在离传感器较近的位置，容易受到传感器监测量的干扰，如高温、高湿或者空气杂质量大等环境都会对数据采集器造成不利影响。因此设置了电气盒2，可以对数据采集器进行保护，避免受到外界环境影响。而且考虑到数据采集器在工作时本身也会发出大量的热量，所以设置了散热单元，高低不同的散热片的设置方式，能够使散热片导出的热量在电气盒2的上方呈现“凸”字形的分布，从而使热量能够快速地向两侧流动，避免热量聚集，提高散热效率，保证数据采集器的健康稳定运行。

基于上述监测系统，本发明还提供一种多传感器协作监测系统的监测方法，包括S1～S7。

S1、传感器将被测参数转化为模拟数据元，并且将模拟数据元传输给数据采集器。

S2、数据采集器将模拟数据元转化为数字数据元，并且为数字数据元赋予一个权重值。

S3、数据采集器将权重值和数字数据元打包为一个数据包，并且将数据包发送给次级中继装置。

S4、次级中继装置将数据包转发给初级中继装置。

S5、初级中继装置将数据包转发给主控装置。

S6、主控装置将接收到的数据包拆分为权重值和数字数据元。

S7、主控装置根据接收到的所有的权重值和数字数据元进行数据分析处理。

在本监测方法中，不同传感器监测到的数据具有不同的权重，主控装置在接收到数据后能够快速地对其进行分析处理，同时，为传感器采集到的参数进行赋权的过程交给数据采集器进行，既能够减缓主控装置本身的计算压力，而且每个数据采集器只需要执行对一个参数的赋权，所以不会大幅提高本身的计算压力，实现降低系统整体计算压力，提高工作效率的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多传感器协作监测系统，其特征在于：包括主控装置，所述主控装置通信连接有若干个初级中继装置，所述初级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，所述初级中继装置的输出端与所述主控装置通信连接，所述初级中继装置的每个输出端均通信连接有一个次级中继装置，所述次级中继装置包括一个输出端和若干个输入端，所述次级中继装置的输出端一一对应地与所述初级中继装置的输出端通信连接，所述次级中继装置的每个输入端均通信连接有数据采集器，每个所述数据采集器均包括一个输入端和一个输出端，所述数据采集器的输出端与所述次级中继装置的输入端通信连接，每个所述数据采集器的输入端均电连接有一个传感器。

2.如权利要求1所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：每个所述数据采集器均放置在一个电气盒(2)内。

3.如权利要求2所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：所述电气盒(2)为长方形盒，所述电气盒(2)的一端敞开，所述电气盒(2)的另外一端穿设有接线端子(1)，所述电气盒(2)内滑动设置有抽屉(5)，所述抽屉(5)的两端分别开设有前通孔(8)和后通孔(14)，所述数据采集器包括采集器本体(6)，所述采集器本体(6)设置在所述抽屉(5)内，所述采集器本体(6)上分别设置有前端接口(7)和后端接口(13)，所述前端接口(7)与所述前通孔(8)相连通，所述后端接口(13)与所述后通孔(14)相连通，当所述抽屉(5)滑动至收回所述电气盒(2)内时所述接线端子(1)穿过所述后通孔(14)与所述后端接口(13)相连接。

4.如权利要求3所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：所述抽屉(5)的前端还固定连接有拉手(9)。

5.如权利要求3所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：所述电气盒(2)内壁的底部开设有滑槽(3)，所述抽屉(5)的底部一体连接有滑块(4)，所述滑块(4)与所述滑槽(3)相匹配。

6.如权利要求3所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：所述电气盒(2)的顶部还固定设置有散热单元。

7.如权利要求5所述的一种多传感器协作监测系统，其特征在于：所述散热单元包括设置在所述电气盒(2)顶部中间的第三散热片(12)，所述第三散热片(12)的两侧各固定设置有两个第二散热片(11)和两个第一散热片(10)，且两个所述第二散热片(11)位于所述第三散热片(12)和两个所述第一散热片(10)之间，所述第三散热片(12)的高度大于所述第二散热片(11)的高度，所述第二散热片(11)的高度大于所述第一散热片(10)的高度。

8.如权利要求1所述的一种多传感器协作监测系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、所述传感器将被测参数转化为模拟数据元，并且将所述模拟数据元传输给所述数据采集器；

S2、所述数据采集器将所述模拟数据元转化为数字数据元，并且为所述数字数据元赋予一个权重值；

S3、所述数据采集器将所述权重值和所述数字数据元打包为一个数据包，并且将所述数据包发送给所述次级中继装置；

S4、所述次级中继装置将所述数据包转发给所述初级中继装置；

S5、所述初级中继装置将所述数据包转发给所述主控装置；

S6、所述主控装置将接收到的所述数据包拆分为所述权重值和所述数字数据元；

S7、所述主控装置根据接收到的所有的所述权重值和所述数字数据元进行数据分析处理。