CN109615842A - 野外远程数据采集系统和数据采集端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种野外远程数据采集系统和数据采集端，野外远程数据采集系统包括数据采集端、服务器端和用户端，其中数据采集端设置在野外现场，包括数据采集单元和数据传输单元，数据采集单元连接至数据传输单元，数据传输单元可访问网络，数据采集端通过网络将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，服务器端包括数据处理单元和存储单元，所述数据传输单元包括卫星移动通信单元、无线接入通信单元以及信号选择单元，所述数据传输单元通过数据发送器连接至数据采集单元；所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。

Description

野外远程数据采集系统和数据采集端
技术领域
本发明属于野外现场数据采集技术，特别是涉及到野外远程数据采集系统。
背景技术
在进行野外数据采集时，由于许多被测对象距离较远，只能在远距离的地方进行测量，然后传输出去，这便产生了远程数据采集系统。远程数据采集系统有着自身的特点：首先，为了精确和全方位获取环境信息，系统一般要提供多个采集通道进行高速采样；其次，为方便用户随时了解系统的运行状况，系统在高速采样的同时，必须能以异步接收和处理控制站的命令、传输用户所需数据。
目前，远程数据采集系统中应用的通信媒体主要有以下几种方式：短距离长线、市话网、Internet网络、自组网络(CDPD网)、数传电台和GSM无线通信网络。这些通信方式都有其适用的范围，有着各自的使用特点，应该因地适宜，根据不同的监测对象选择最优的通信方式组建数据采集系统。
短距离长线数据采集和通过自组网络数据采集这两种方式首先都要自行建设通信网络，建网初期投资巨大，且运营期间自主维护需要大量的人力物力，相对运营费用高；但是用这两种方式信号质量得以保证，效果好。通过市话网和Internet方式以现有的网络为依托这两种方式无需自行建设通信网络，且其通信效果好，信号量大，运营费用相对低廉；但是由于市话网和Internet难以达到工业现场的覆盖面，使得接入网络受到限制，局限性很大，而且网络运行效果取决于网络运营商，线路安全不能得到保证。数传电台这种技术的出现较早，应用广泛，是一种不错的无线数传方式，信号传输实时性好，运行费用低；但是建网初期投资巨大，传输范围有限，而且容易受到空间无线信号的干扰，信号不能得到保障。
业远程数据采集系统中，可能会使用到不同架构的网络。但是不存在一种野外远程数据采集系统或采集设备综合利用到这些不同架构网络的优点。相反地，不同的架构网络设备各自的短处不能避免。
发明内容
为解决现有技术中由于业远程数据采集系统中，可能会使用到不同架构的网络。但是不存在一种野外远程数据采集系统或采集设备综合利用到这些不同架构网络的优点。相反地，不同的架构网络设备各自的短处不能避免的技术问题，本发明提出了一种野外远程数据采集系统或数据采集端，能够充分利用不同架构网络的优点。
为了实现这一目标，本发明采取了如下的技术方案。
一种野外远程数据采集系统，包括数据采集端、服务器端和用户端，其中数据采集端设置在野外现场，包括数据采集单元和数据传输单元，数据采集单元连接至数据传输单元，数据传输单元可访问网络，数据采集端通过网络将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，服务器端包括数据处理单元和存储单元，用户端包括移动终端或固定终端，通过网络访问服务器端，其中，所述数据传输单元包括卫星移动通信单元、无线接入通信单元以及信号选择单元，所述数据传输单元通过数据发送器连接至数据采集单元；所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
特别地，所述信号选择单元包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
其中，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，当所述信号选择单元判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
另外，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，数据传输量大时，使用无线接入通信单元连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
本发明还包括一种数据采集端，用于采集野外远程数据，被设置在野外现场，包括数据采集单元和数据传输单元，数据采集单元连接至数据传输单元，数据传输单元可访问网络，其中，所述数据传输单元包括卫星移动通信单元、无线接入通信单元以及信号选择单元，所述数据传输单元通过数据发送器连接至数据采集单元；所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
其中，所述信号选择单元包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
另外，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，当所述信号选择单元判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
其中，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，数据传输量大时，使用无线接入通信单元连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
采用本发明的野外远程数据采集系统和数据采集端，能够取得以下技术效果。
首先，所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。具体而言，卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。这样，当无线接入网信号弱(例如农村或偏远山区，无线接入网3G/4G没有覆盖)时，则使用卫星移动通信单元连接至网络，反之当移动卫星通信的信号弱(例如室内)时，则选择无线接入网连接至网络，这样本发明的野外远程数据采集系统和数据采集端能够充分利用不同网络的传输优势，保障了数据的有效发送。
其次，本发明中当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，数据传输量大时，使用无线接入通信单元连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。这样的配置方式，当数据传输量较大时，使用无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，能够保障野外远程数据采集系统采集的实时性，当数据量较小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，能够降低传输的费用开销。
该野外远程数据采集系统可适用于大规模农业、养蜂业、风力电场、气候数据收集、野外勘探等各种数据采集工作，能大幅度减少技术人员的常规工作内容，减轻技术人员的工作强度。
附图说明
图1为根据本发明具体实施方式中野外远程数据采集系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细说明。
以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。
然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。
参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为“连接”或“耦接”到另一部件或单元时，它可以直接连接或耦接到其他部件或单元，或者也可以存在中间部件或单元。此外，用来描述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。
图1为根据本发明具体实施方式中野外远程数据采集系统的整体结构示意图。如图中所示，本发明具体实施方式中包括一种野外远程数据采集系统，包括数据采集端、服务器端20和用户端30，其中数据采集端设置在野外现场，包括数据采集单元(40、50和60)和数据传输单元10，数据采集单元(40、50和60)连接至数据传输单元10，数据传输单元10可访问网络20，数据采集端通过网络20将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301，服务器端301包括数据处理单元和存储单元，用户端包括移动终端302或固定终端303，移动终端302或固定终端303通过网络访问服务器端301，其中，所述数据传输单元10包括卫星移动通信单元101、无线接入通信单元102以及信号选择单元103，所述数据传输单元10通过数据发送器104连接至数据采集单元(40、50和60)；所述数据传输单元10根据信号选择单元103选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301。
其中，所述数据采集单元(40、50和60)包括数据采集传感器、音频采集器、视频采集器等。
在本发明另一具体实施方式中，所述信号选择单元103包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元10根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301。
通过这样的配置，所述数据传输单元10根据信号选择单元103选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301。
具体而言，卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元10根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301。这样，当无线接入网信号弱(例如农村或偏远山区，无线接入网3G/4G没有覆盖)时，则使用卫星移动通信单元101连接至网络20，反之当移动卫星通信的信号弱(例如室内)时，则选择无线接入网连接至网络(使用无线接入通信单元102连接至网络20)，这样本发明的野外远程数据采集系统和数据采集端能够充分利用不同网络的传输优势，保障了数据的有效发送。
在本发明另一具体实施方式中，当所述信号选择单元103判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络(使用卫星移动通信单元101连接至网络20)，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301，当所述信号选择单元判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络(即使用无线接入通信单元102连接至网络20)，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301。
在本发明另一具体实施方式中，当所述信号选择单元103判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20，数据传输量大时，使用无线接入通信单元102连接至网络20，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元101连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20。
通过这样的配置，本发明中当所述信号选择单元103判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20，数据传输量大时，使用无线接入通信单元102连接至网络20，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元101连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20。这样的配置方式，当数据传输量较大时，使用无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20，能够保障野外远程数据采集系统采集的实时性，当数据量较小时，使用卫星移动通信单元101连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20，能够降低网络传输的费用开销。
相应地，如图所示，本发明还包括一种数据采集端，用于采集野外远程数据，被设置在野外现场，包括数据采集单元10和数据传输单元(40、50和60)，数据采集单元(40、50和60)连接至数据传输单元10，数据传输单元10可访问网络20，其中，所述数据传输单元10包括卫星移动通信单元101、无线接入通信单元102以及信号选择单元103，所述数据传输单元10通过数据发送器104连接至数据采集单元(40、50和60)；所述数据传输单元10根据信号选择单元103选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元采集(40、50和60)的数据传输至网络20。
在本发明一个具体实施方式中，所述信号选择单元103包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元10根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20。
另外，在本发明一个具体实施方式中，当所述信号选择单元103判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至服务器端301，当所述信号选择单元103判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20。
另外，在本发明一个具体实施方式中，当所述信号选择单元103判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元101和/或无线接入通信单元102连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络20，数据传输量大时，使用无线接入通信单元102连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元101连接至网络20，将数据采集单元(40、50和60)采集的数据传输至网络20。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本说明书所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本说明书所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种野外远程数据采集系统，包括数据采集端、服务器端和用户端，其中数据采集端设置在野外现场，包括数据采集单元和数据传输单元，数据采集单元连接至数据传输单元，数据传输单元可访问网络，数据采集端通过网络将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，服务器端包括数据处理单元和存储单元，用户端包括移动终端或固定终端，通过网络访问服务器端，其中，所述数据传输单元包括卫星移动通信单元、无线接入通信单元以及信号选择单元，所述数据传输单元通过数据发送器连接至数据采集单元；所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
2.根据权利要求1中所述的野外远程数据采集系统，其特征在于，所述信号选择单元包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
3.根据权利要求2中所述的野外远程数据采集系统，其特征在于，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，当所述信号选择单元判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端。
4.根据权利要求2中所述的野外远程数据采集系统，其特征在于，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，数据传输量大时，使用无线接入通信单元连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
5.一种数据采集端，用于采集野外远程数据，被设置在野外现场，包括数据采集单元和数据传输单元，数据采集单元连接至数据传输单元，数据传输单元可访问网络，其中，所述数据传输单元包括卫星移动通信单元、无线接入通信单元以及信号选择单元，所述数据传输单元通过数据发送器连接至数据采集单元；所述数据传输单元根据信号选择单元选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
6.根据权利要求5中所述的数据采集端，其特征在于，所述信号选择单元包括卫星信号强度判断单元、无线接入网信号强度判断单元，所述卫星信号强度判断单元判断移动卫星通信的信号强度以及数据采集单元的地理位置，所述无线接入网信号强度判断单元判断无线接入网的信号强度，所述数据传输单元根据卫星信号强度判断单元和无线接入网信号强度判断单元的判断结果来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
7.根据权利要求6中所述的数据采集端，其特征在于，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度弱或无法定位数据采集单元的地理位置时，使用无线接入网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至服务器端，当所述信号选择单元判断无线接入网的信号强度的信号弱时，使用卫星移动通信网连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
8.根据权利要求6中所述的数据采集端，其特征在于，当所述信号选择单元判断移动卫星通信的信号强度强且无线接入网的信号强度的信号强时，根据数据传输量的大小来选择使用卫星移动通信单元和/或无线接入通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络，数据传输量大时，使用无线接入通信单元连接至网络，当数据传输量小时，使用卫星移动通信单元连接至网络，将数据采集单元采集的数据传输至网络。
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