CN109597340A - 一种便携式低功耗数据采集传输系统 - Google Patents

一种便携式低功耗数据采集传输系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109597340A
CN109597340A CN201811540667.5A CN201811540667A CN109597340A CN 109597340 A CN109597340 A CN 109597340A CN 201811540667 A CN201811540667 A CN 201811540667A CN 109597340 A CN109597340 A CN 109597340A
Authority
CN
China
Prior art keywords
host
data
circuit board
module
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811540667.5A
Other languages
English (en)
Inventor
曾绍群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Yantai Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Yantai Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Yantai Electronic Technology Co Ltd filed Critical Zhuhai Yantai Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201811540667.5A priority Critical patent/CN109597340A/zh
Publication of CN109597340A publication Critical patent/CN109597340A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

本发明公开了一种便携式低功耗数据采集传输系统，包括数据主机、采用zigbee/Lora协议与数据主机连接的无线传感器模块和采用TCP/IP和HTTP与数据主机连接的云端服务器，所述数据主机与云端服务器采用加密方式传输数据；所述数据主机上设有触摸屏，所述数据主机内部设有主机电路板，所述主机电路板上设有主机芯片，所述主机电路板连接有独立电源、4G/WIFI模块和电源管理电路。本发明通过采用工业级低功耗32位ARM处理器，具有休眠功能和定时唤醒功能，无线传感器模块与数据主机之间采用低功耗的zigbee/Lora协议传输方式,采用4G/WIFI与云端服务器进行数据交换，结构简单，功耗低，便于进行多地且频繁的数据采集工作。

Description

一种便携式低功耗数据采集传输系统
技术领域
本发明涉及数据采集领域，特别涉及一种便携式低功耗数据采集传输系统。
背景技术
随着社会科学的日益发展和进步，人们的生活水平得到了极大的提升。在一些工业管道、炼油、化工、燃气的监控过程中，常常需要对环境中的数据进行采集并分析，现有的数据采集装置大多结构复杂，功耗大，不便于进行多地且频繁的数据采集工作。且在一些复杂多变的场景中，适应性差，装置中的电器元件容易出现故障，难以进行正常的数据采集工作。
因此，发明一种便携式低功耗数据采集传输系统来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式低功耗数据采集传输系统，通过采用工业级低功耗32位ARM处理器，具有休眠功能和定时唤醒功能，无线传感器模块与数据主机之间采用低功耗的zigbee/Lora协议传输方式,采用4G/WIFI与云端服务器进行数据交换，结构简单，功耗低，便于进行多地且频繁的数据采集工作，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式低功耗数据采集传输系统，包括数据主机、采用zigbee/Lora协议与数据主机连接的无线传感器模块和采用TCP/IP和HTTP与数据主机连接的云端服务器，所述数据主机与云端服务器采用加密方式传输数据；
所述数据主机上设有触摸屏，所述数据主机内部设有主机电路板，所述主机电路板上设有主机芯片，所述主机电路板连接有独立电源、4G/WIFI模块和电源管理电路，其中：
所述触摸屏采用可编程串口屏，所述触摸屏内设置有显示软件单元，所述显示软件单元包含所有参数设定、数据查询及用户名设置功能，所述主机电路板与触摸屏采用RS232或RS485通信接口连接，所述独立电源设置为DC12V独立电源，所述电源管理电路用于驱动独立电源供给，所述主机电路板可通过4G/WIFI模块与云端服务器或手机通信，反馈设备的当前温度、湿度、电压、电流、设备号到云端服务器或手机，并主动定时发送故障发送信息，被动发送查询信息，远程查询参数；
所述无线传感器模块包括模块主体，所述模块主体内设有传感器电路板，所述传感器电路板连接有A/D单元、供电模块、主控芯片、电池管理模块和Zigbee/Lora模块接口，所述A/D单元的输入端设有滤波单元，所述滤波单元的输入端设有放大单元，所述放大单元的输入端设有传感器模组；
所述传感器模组包括温度传感器、湿度传感器、俯视传感器和电压传感器，所述传感器模组将采集到的模拟量信号传输给放大单元，经放大单元对信号进行放大后，所述滤波单元将模拟量信号进行滤波处理，然后经过所述A/D单元转化为数字量信号，传输给主控芯片进行分析处理，其中，所述传感器模组与主控芯片采用IIC通信接口进行数据交换；
所述供电模块具体为锂电池组。
优选的，所述传感器电路板具有地址选择功能，用于无线传感器模块与数据主机组网时，保持有唯一的无线传感器模块地址。
优选的，所述传感器电路板通过Zigbee/Lora模块接口，定时发送无线传感器模组检测的温度、湿度、电流数据到数据主机。
优选的，所述主机电路板和传感器电路板均采用EMC高抗干扰设计。
优选的，所述主控芯片和主机芯片均设置为工业级低功耗32位ARM处理器，最高运行频率72MHZ,工作温度-40至105℃，所述ARM处理器在无操作时具有休眠功能和定时唤醒功能，并预留软件升级接口，可支持软件反复升级。
优选的，所述电池管理电路用于在主控芯片休眠期间，关闭所有不必要的电源供应，只保证主控芯片的正常运行。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过采用工业级低功耗32位ARM处理器，具有休眠功能和定时唤醒功能，无线传感器模块与数据主机之间采用低功耗的zigbee/Lora协议传输方式,采用4G/WIFI与云端服务器进行数据交换，结构简单，功耗低，便于进行多地且频繁的数据采集工作；
2、云端服务器与数据主机采用TCP/IP和HTTP通信方式，提高了数据传输的安全性，采用EMC高抗干扰设计的主机电路板和传感器电路板，提升了电磁兼容性，性能稳定可靠.
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明的整体结构示意图。
图3为本发明的数据主机系统结构示意图。
图4为本发明结构的无线传感器模块系统示意图。
图中：1数据主机、2无线传感器模块、3云端服务器、4触摸屏、5主机电路板、6模块主体、7传感器电路板、8传感器模组、9主控芯片、10主机芯片。
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。
实施例1
如图1-3所示的一种便携式低功耗数据采集传输系统，包括数据主机1、采用zigbee/Lora协议与数据主机1连接的无线传感器模块2和采用TCP/IP和HTTP与数据主机1连接的云端服务器3，所述数据主机1与云端服务器3采用加密方式传输数据；
所述数据主机1上设有触摸屏4，所述数据主机1内部设有主机电路板5，所述主机电路板5上设有主机芯片10，所述主机电路板5连接有独立电源、4G/WIFI模块和电源管理电路，其中：
所述触摸屏4采用可编程串口屏，所述触摸屏4内设置有显示软件单元，所述显示软件单元包含所有参数设定、数据查询及用户名设置功能，所述主机电路板5与触摸屏4采用RS232或RS485通信接口连接，所述独立电源设置为DC12V独立电源，所述电源管理电路用于驱动独立电源供给，所述主机电路板5可通过4G/WIFI模块与云端服务器3或手机通信，反馈设备的当前温度、湿度、电压、电流、设备号到云端服务器3或手机，并主动定时发送故障发送信息，被动发送查询信息，远程查询参数。
进一步的，在上述技术方案中，所述主机电路板5采用EMC高抗干扰设计，所述主机芯片10均置为工业级低功耗32位ARM处理器，最高运行频率72MHZ,工作温度-40至105℃，所述ARM处理器在无操作时具有休眠功能和定时唤醒功能，并预留软件升级接口，可支持软件反复升级。
实施例2
如图1、图2和图4所示的一种便携式低功耗数据采集传输系统，包括数据主机1、采用zigbee/Lora协议与数据主机1连接的无线传感器模块2和采用TCP/IP和HTTP与数据主机1连接的云端服务器3，所述数据主机1与云端服务器3采用加密方式传输数据；
所述无线传感器模块2包括模块主体6，所述模块主体6内设有传感器电路板7，所述传感器电路板7连接有A/D单元、供电模块、主控芯片9、电池管理模块和Zigbee/Lora模块接口，所述A/D单元的输入端设有滤波单元，所述滤波单元的输入端设有放大单元，所述放大单元的输入端设有传感器模组8；
所述传感器模组8包括温度传感器、湿度传感器、俯视传感器和电压传感器，所述传感器模组8将采集到的模拟量信号传输给放大单元，经放大单元对信号进行放大后，所述滤波单元将模拟量信号进行滤波处理，然后经过所述A/D单元转化为数字量信号，传输给主控芯片9进行分析处理，其中，所述传感器模组8与主控芯片9采用IIC通信接口进行数据交换；
所述供电模块具体为锂电池组。
进一步的，在上述技术方案中，所述传感器电路板7具有地址选择功能，用于无线传感器模块2与数据主机1组网时，保持有唯一的无线传感器模块2地址，所述传感器电路板7通过Zigbee/Lora模块接口，定时发送无线传感器模组8检测的温度、湿度、电流数据到数据主机1，所述传感器电路板7均采用EMC高抗干扰设计，所述主控芯片9设置为工业级低功耗32位ARM处理器，最高运行频率72MHZ,工作温度-40至105℃，所述ARM处理器在无操作时具有休眠功能和定时唤醒功能，并预留软件升级接口，可支持软件反复升级，所述电池管理电路用于在主控芯片9休眠期间，关闭所有不必要的电源供应，只保证主控芯片9的正常运行，唤醒后打开模块的供电，供电稳定后，再与这些模块进行通信。
本发明工作原理：工作时，传感器模组8与主控芯片9采用IIC通信接口进行数据交换，利用模块主体6上设置传感器模组8检测进行场景环境中的数据检测，传感器模组8将采集到的模拟量信号传输给放大单元，经放大单元对信号进行放大后，滤波单元将模拟量信号进行滤波处理，然后经过A/D单元转化为数字量信号，传输给主控芯片9进行分析处理，传感器电路板7通过Zigbee/Lora模块接口，定时发送无线传感器模组8检测的温度、湿度、电流数据到数据主机1，数据主机1采用TCP/IP和HTTP通信方式，将采用加密方式传输至云端服务器3内，云端服务器3软件具有数据运算、处理、统计、分析、預判、诊断功能，根据无线传感器模块2长时间的统计、累计数据对无线传感器模块2所在位置的数据信息进行大数据分析、預判、诊断提示，主机电路板5可通过4G/WIFI模块与云端服务器3或手机通信，反馈设备的当前温度、湿度、电压、电流、设备号到云端服务器3或手机，并主动定时发送故障发送信息，被动发送查询信息，远程查询参数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式低功耗数据采集传输系统，包括数据主机(1)、采用zigbee/Lora协议与数据主机(1)连接的无线传感器模块(2)和采用TCP/IP和HTTP与数据主机(1)连接的云端服务器(3)，其特征在于：所述数据主机(1)与云端服务器(3)采用加密方式传输数据；
所述数据主机(1)上设有触摸屏(4)，所述数据主机(1)内部设有主机电路板(5)，所述主机电路板(5)上设有主机芯片(10)，所述主机电路板(5)连接有独立电源、4G/WIFI模块和电源管理电路，其中：
所述触摸屏(4)采用可编程串口屏，所述触摸屏(4)内设置有显示软件单元，所述显示软件单元包含所有参数设定、数据查询及用户名设置功能，所述主机电路板(5)与触摸屏(4)采用RS232或RS485通信接口连接，所述独立电源设置为DC12V独立电源，所述电源管理电路用于驱动独立电源供给，所述主机电路板(5)可通过4G/WIFI模块与云端服务器(3)或手机通信，反馈设备的当前温度、湿度、电压、电流、设备号到云端服务器(3)或手机，并主动定时发送故障发送信息，被动发送查询信息，远程查询参数；
所述无线传感器模块(2)包括模块主体(6)，所述模块主体(6)内设有传感器电路板(7)，所述传感器电路板(7)连接有A/D单元、供电模块、主控芯片(9)、电池管理模块和Zigbee/Lora模块接口，所述A/D单元的输入端设有滤波单元，所述滤波单元的输入端设有放大单元，所述放大单元的输入端设有传感器模组(8)；
所述传感器模组(8)包括温度传感器、湿度传感器、俯视传感器和电压传感器，所述传感器模组(8)将采集到的模拟量信号传输给放大单元，经放大单元对信号进行放大后，所述滤波单元将模拟量信号进行滤波处理，然后经过所述A/D单元转化为数字量信号，传输给主控芯片(9)进行分析处理，其中，所述传感器模组(8)与主控芯片(9)采用IIC通信接口进行数据交换；
所述供电模块具体为锂电池组。
2.根据权利要求1所述的一种便携式低功耗数据采集传输系统，其特征在于：所述传感器电路板(7)具有地址选择功能，用于无线传感器模块(2)与数据主机(1)组网时，保持有唯一的无线传感器模块(2)地址。
3.根据权利要求1所述的一种便携式低功耗数据采集传输系统，其特征在于：所述传感器电路板(7)通过Zigbee/Lora模块接口，定时发送无线传感器模组(8)检测的温度、湿度、电流数据到数据主机(1)。
4.根据权利要求1所述的一种便携式低功耗数据采集传输系统，其特征在于：所述主机电路板(5)和传感器电路板(7)均采用EMC高抗干扰设计。
5.根据权利要求1所述的一种便携式低功耗数据采集传输系统，其特征在于：所述主控芯片(9)和主机芯片(10)均设置为工业级低功耗32位ARM处理器，最高运行频率72MHZ,工作温度-40至105℃，所述ARM处理器在无操作时具有休眠功能和定时唤醒功能，并预留软件升级接口，可支持软件反复升级。
6.根据权利要求1所述的一种便携式低功耗数据采集传输系统，其特征在于：所述电池管理电路用于在主控芯片(9)休眠期间，关闭所有不必要的电源供应，只保证主控芯片(9)的正常运行。
CN201811540667.5A 2018-12-17 2018-12-17 一种便携式低功耗数据采集传输系统 Pending CN109597340A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811540667.5A CN109597340A (zh) 2018-12-17 2018-12-17 一种便携式低功耗数据采集传输系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811540667.5A CN109597340A (zh) 2018-12-17 2018-12-17 一种便携式低功耗数据采集传输系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109597340A true CN109597340A (zh) 2019-04-09

Family

ID=65962670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811540667.5A Pending CN109597340A (zh) 2018-12-17 2018-12-17 一种便携式低功耗数据采集传输系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109597340A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110488721A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 中国科学院海洋研究所 一种浮标上的数据采集器
CN110557300A (zh) * 2019-08-08 2019-12-10 厦门骐俊物联科技股份有限公司 检测NB-IoT模组低功耗是否合格的系统和方法
CN111031625A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 深圳市万全智能技术有限公司 云端消息订阅指示灯
CN113038509A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 江苏和正特种装备有限公司 一种宽窄带信道结合的无线组网方法
CN114115072A (zh) * 2021-12-10 2022-03-01 北京云迹科技有限公司 一种多功能的集成主机以及移动机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201364640Y (zh) * 2009-03-16 2009-12-16 北京国尚信科技有限公司 一种基于Zigbee技术的无线温湿度监测系统
CN202652551U (zh) * 2012-06-21 2013-01-02 北京中农信联科技有限公司 一种无线远程测控网关装置和水产监控系统
CN103731440A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 南京理工大学 近红外农作物生长信息实时监测及其灾害预测无线系统
CN204029129U (zh) * 2013-12-31 2014-12-17 北华大学 基于Zigbee网络和GPRS网络的泵站水泵机组监测系统
CN206331578U (zh) * 2017-01-04 2017-07-14 路永明 一种基于无线扩频技术的低功耗遥测雨量系统
CN108156263A (zh) * 2018-02-24 2018-06-12 河北工业大学 一种物联网多参数水质在线监测系统及实现方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201364640Y (zh) * 2009-03-16 2009-12-16 北京国尚信科技有限公司 一种基于Zigbee技术的无线温湿度监测系统
CN202652551U (zh) * 2012-06-21 2013-01-02 北京中农信联科技有限公司 一种无线远程测控网关装置和水产监控系统
CN103731440A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 南京理工大学 近红外农作物生长信息实时监测及其灾害预测无线系统
CN204029129U (zh) * 2013-12-31 2014-12-17 北华大学 基于Zigbee网络和GPRS网络的泵站水泵机组监测系统
CN206331578U (zh) * 2017-01-04 2017-07-14 路永明 一种基于无线扩频技术的低功耗遥测雨量系统
CN108156263A (zh) * 2018-02-24 2018-06-12 河北工业大学 一种物联网多参数水质在线监测系统及实现方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110557300A (zh) * 2019-08-08 2019-12-10 厦门骐俊物联科技股份有限公司 检测NB-IoT模组低功耗是否合格的系统和方法
CN110488721A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 中国科学院海洋研究所 一种浮标上的数据采集器
CN111031625A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 深圳市万全智能技术有限公司 云端消息订阅指示灯
CN111031625B (zh) * 2019-12-06 2022-02-15 深圳市万全智能技术有限公司 云端消息订阅指示灯
CN113038509A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 江苏和正特种装备有限公司 一种宽窄带信道结合的无线组网方法
CN114115072A (zh) * 2021-12-10 2022-03-01 北京云迹科技有限公司 一种多功能的集成主机以及移动机器人
CN114115072B (zh) * 2021-12-10 2024-04-16 北京云迹科技股份有限公司 一种多功能的集成主机以及移动机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109597340A (zh) 一种便携式低功耗数据采集传输系统
CN103444257B (zh) 低功耗自组网遥感监测物理量的方法和装置
CN101661276A (zh) 一种通用数据采集装置及其数据采集方法
CN107846459A (zh) 一种基于LoRa技术的城市空气质量实时监测系统
CN203394644U (zh) 柴油发电机组控制装置
CN106652367A (zh) 基于物联网的煤气智能监测系统
CN205280694U (zh) 一种空气质量监测系统
CN110545290A (zh) 基于物联网技术的电气设备智能锁管理装置
CN207743764U (zh) Ups数据监控系统
CN206628077U (zh) 基于LoRa的环境数据采集装置
CN205028129U (zh) 一种基于wifi的医院实验室环境监测报警系统
CN203069733U (zh) 基于振动检测的用于gis型式试验时局部放电点定位装置
CN202632518U (zh) 污染源监测数据采集传输仪
CN203242151U (zh) 一种超低功耗gprs远传水表设备
CN205103859U (zh) 一种基于蓝牙ble技术的低功耗ic卡读写器
CN206583480U (zh) 一种空气质量自动监测小型仪器
CN204559893U (zh) 无线通讯器、表计查询装置和表计查询系统
CN104581907B (zh) 无线通讯器、表计查询装置和表计查询系统
CN202189453U (zh) 低功耗自组网遥感监测物理量的装置
CN107562176A (zh) 一种计算机集成节能控制系统
CN210574260U (zh) 一种无线漏液检测设备和系统
CN203573127U (zh) 一种无线采集器的控制电路
CN103134907A (zh) 一种油烟在线监测装置
CN201976261U (zh) 无线传感器节点
CN207067091U (zh) 一种低功耗空气质量实时监测设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190409