CN112738879B - 一种多路数据归化式环境数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数字信息传输技术领域，具体地说，涉及一种多路数据归化式环境数据传输系统。其包括数据归化传输平台，所述数据归化传输平台包括采集标记单元、多路归化单元、传输单元、存储单元和中央处理器；所述采集标记单元包括环境数据采集模块、数据转换模块和信号单位标记模块；所述多路归化单元包括单位录入模块、归化模块和传输路线生成模块。本发明中通过归化模块对不同传感器检测的数据进行归化，利用单位的统一性生成预设的传输路线，进而保证了同步采集的同时对传输进行分布传输，大大提高了对环境数据传输的效率。

Description

一种多路数据归化式环境数据传输系统

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，具体地说，涉及一种多路数据归化式环境数据传输系统。

背景技术

目前，随着信息传输技术的发展，环境数据的收集由以前的人工通过传感器检测再进行数据记录转变成了物联网对数据的传输，这样大大提高了工作的效率，还保证了数据记录的精确度。

很多时候都是通过传感器对环境数据进行检测，例如通过温度传感器对环境中的温度数据进行检测，通常检测后数据保存在传感器内，然后通过数据线实现对传感器内的提取，又或者通过物联网实现多台传感器数据的接收，但传感器传输的只是一个数字信息，因此提取时还是需要一对一的进行提取，否则很容易出现数据的混淆，无法同步对多台传感器内的数据进行提取传输，而且也无法归化数据传输的路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多路数据归化式环境数据传输系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多路数据归化式环境数据传输系统，包括数据归化传输平台，所述数据归化传输平台包括采集标记单元、多路归化单元、传输单元、存储单元和中央处理器；所述采集标记单元用于利用传感器采集环境数据，并对相应的数据进行单位标记；存储单元用于对采集的环境数据进行存储；所述多路归化单元用于归化存储单元内环境数据的传输路线，并通过传输单元进行传输；所述中央处理器用于对各个单元进行控制；

具体的，所述采集标记单元包括环境数据采集模块、数据转换模块和信号单位标记模块；所述环境数据采集模块用于利用物联网对传感器内的环境数据进行采集；所述数据转换模块用于对采集的环境数据进行转换，使其由数字信号转换成模拟信号并通过信号单位标记模块对模拟信号相应的单位进行标记；

所述多路归化单元包括单位录入模块、归化模块和传输路线生成模块；所述单位录入模块用于对标记的单位进行提前录入特定传输路线，并接收数据转换模块的模拟信号；所述归化模块用于根据标记的单位将接收的模拟信号归化至相应单位的特定传输路线内；所述传输路线生成模块生成归化模块归化后的传输线路，并由传输单元传输至相应单位的接收端；

所述存储单元内含有多路数据对应模块和查询模块；所述多路数据对应模块用于将采集的环境数据及其单位与传输路线进行绑定式存储，并通过查询模块对其中一项查询即可生成与其相应的信息；

所述中央处理器包括运算器、寄存器和控制器；所述运算器用于执行数据转换模块中的转换算法；所述控制器用于对各个单元和模块进行控制；所述寄存器用于将控制器和运算器进行连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述传感器采集的环境数据包括但不限于温度数据、湿度数据、环境中细颗粒物含量数据。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据转换模块采用数模转换算法，其算法步骤如下：

S1、将传感器采集的二进制环境数据按照其权值大小转换成相应的模拟电压；

S2、将相应的模拟电压相加，使相加后的总模拟电压与二进制环境数据成正比；

具体的，传感器采集的二进制环境数据以串行或者并行的方式输入进数据转换模块，并存储在存储单元的数码缓冲存储器中，然后寄存器输出的每位数码（环境数据的二进制数字）驱动对应数位驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获取相应的权值，再通过求和算法将各位权值相加，最后输出数码对应的模拟电压信号。

作为本技术方案的进一步改进，所述S2中的模拟电压相加采用求和算法，其算法公式如下：

；

其中，

为串行或者并行电路的总电阻值；

为电子开关的驱动电流值；

为第

位数码相应的权值；

为总数码个数。

作为本技术方案的进一步改进，所述物联网内的传输协议包括Wi-Fi协议、蓝牙协议、RFID协议。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该多路数据归化式环境数据传输系统中，通过归化模块对不同传感器检测的数据进行归化，利用单位的统一性生成预设的传输路线，进而保证了同步采集的同时对传输进行分布传输，大大提高了对环境数据传输的效率。

附图说明

图1为本发明的整体模块框图；

图2为本发明的转换算法步骤流程示意图；

图3为本发明的数据归化传输平台模块框图；

图4为本发明的采集标记单元模块框图；

图5为本发明的多路归化单元模块框图；

图6为本发明的存储单元模块框图；

图7为本发明的中央处理器模块框图。

图中各个标号意义为：

100、数据归化传输平台；

110、采集标记单元；111、环境数据采集模块；112、数据转换模块；113、信号单位标记模块；

120、多路归化单元；121、单位录入模块；122、归化模块；123、传输路线生成模块；

130、传输单元；

140、存储单元；141、多路数据对应模块；142、查询模块；

150、中央处理器；151、运算器；152、寄存器；153、控制器。

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

本发明提供一种多路数据归化式环境数据传输系统，请参阅图1-图5和图7，包括数据归化传输平台100，数据归化传输平台100包括采集标记单元110、多路归化单元120、传输单元130、存储单元140和中央处理器150；采集标记单元110用于利用传感器采集环境数据（传感器采集的环境数据包括但不限于温度数据、湿度数据、环境中细颗粒物含量数据），并对相应的数据进行单位标记；存储单元140用于对采集的环境数据进行存储；多路归化单元120用于归化存储单元140内环境数据的传输路线，并通过传输单元130进行传输；中央处理器150用于对各个单元进行控制；

具体的，采集标记单元110包括环境数据采集模块111、数据转换模块112和信号单位标记模块113；环境数据采集模块111用于利用物联网对传感器内的环境数据进行采集；数据转换模块112用于对采集的环境数据进行转换，使其由数字信号转换成模拟信号并通过信号单位标记模块113对模拟信号相应的单位进行标记；

多路归化单元120包括单位录入模块121、归化模块122和传输路线生成模块123；单位录入模块121用于对标记的单位进行提前录入特定传输路线，并接收数据转换模块112的模拟信号；归化模块122用于根据标记的单位将接收的模拟信号归化至相应单位的特定传输路线内；传输路线生成模块123生成归化模块122归化后的传输线路，并由传输单元130传输至相应单位的接收端，接收端包括但不限于数据包、设备端。

本实施例的具体工作过程如下：

首先，传感器对环境中的环境数据进行检测，本实施例以温度数据和湿度数据进行距离，其中温度传感器采集的环境数据为A=（35、24、15）、湿度传感器采集的环境数据为B=（65、68、60），并对温度传感器采集的环境数据单位标记为℃，则获得A℃=（35℃、24℃、15℃）、湿度传感器采集的环境数据单位标记为％RH，则获得B％RH=（65％RH、68％RH、60％RH），然后环境数据采集模块111通过物联网对A℃=（35℃、24℃、15℃）和B％RH=（65％RH、68％RH、60％RH）进行同步采集，得到采集数据信号C=（35℃、24℃、15℃、65％RH、68％RH、60％RH）；

数据归化时，通过单位录入模块121预先对标记的单位进行提前录入，例如：将温度的环境数据单位℃的传输接收端归化为数据包1、湿度的环境数据单位％RH的传输接收端归化为数据包2；此时单位录入模块121在接收C=（35℃、24℃、15℃、65％RH、68％RH、60％RH）后通过归化模块122将C内单位为℃归化入数据包1的传输路线L1、单位为％RH归化入数据包2的传输路线L2，最后传输路线生成模块123生成出路线L1=（35℃、24℃、15℃）、L2=（65％RH、68％RH、60％RH），并根据该路线进行数据的传输，从而通过归化模块122对不同传感器检测的数据进行归化，利用单位的统一性生成预设的传输路线，进而保证了同步采集的同时对传输进行分布传输，大大提高了对环境数据传输的效率。

进一步的，中央处理器150包括运算器151、寄存器152和控制器153；运算器151用于执行数据转换模块112中的转换算法；控制器153用于对各个单元和模块进行控制；寄存器152用于将控制器153和运算器151进行连接。

具体的，数据转换模块112采用数模转换算法，其算法步骤如下：

S1、将传感器采集的二进制环境数据按照其权值大小转换成相应的模拟电压；

S2、将相应的模拟电压相加，使相加后的总模拟电压与二进制环境数据成正比；

具体的，请参阅图2所示，传感器采集的二进制环境数据以串行或者并行的方式输入进数据转换模块112，并存储在存储单元140的数码缓冲存储器中，然后寄存器152输出的每位数码（环境数据的二进制数字）驱动对应数位驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获取相应的权值，再通过求和算法将各位权值相加，最后输出数码对应的模拟电压信号。

此外，S2中的模拟电压相加采用求和算法，其算法公式如下：

；

其中，

为串行或者并行电路的总电阻值；

为电子开关的驱动电流值；

为第

位数码相应的权值；

为总数码个数。

进一步的，物联网内的传输协议包括Wi-Fi协议、蓝牙协议、RFID协议，其中：

Wi-Fi协议包括站点、基本服务单元、分配系统、接入点，具体的站点通过动态的连接到基本服务单元中，然后分配系统再将不同的基本服务单元连接，而后接入点以普通站点的身份接入到分配系统中，从而实现对多个传感器数据的采集；

蓝牙协议依靠专用的蓝牙芯片使设备在短距离范围内发送无线电信号来寻找另一个蓝牙设备，一旦找到，相互之间便开始通信、交换信息，且蓝牙的无线通信技术采用1600次/s的快跳频和短分分组技术，从而减少干扰和信号衰弱，保证传输的可靠性，并以时分方式进行全双工通信，传输速率设计为1MHz；采用前向纠错（FEC）编码技术，减少远距离传输时的随机噪声影响；

RFID协议通过读写器通过发射天线发射一定频率的射频信号，当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，标签获得能量被激活；标签将自身编码等信息通过天线发送出去；环境数据采集模块111接收天线接收从标签发送过来的环境数据，从而实现了对多个传感器数据的采集。

实施例2

为了实现后期对传输的环境数据的快速查询，请参阅图6所示，本实施例与实施例1不同的是：

存储单元140内含有多路数据对应模块141和查询模块142；多路数据对应模块141用于将采集的环境数据及其单位与传输路线进行绑定式存储，并通过查询模块142对其中一项查询即可生成与其相应的信息。

本实施例的具体工作流程如下：

在传输线路L1=（35℃、24℃、15℃）、L2=（65％RH、68％RH、60％RH）传输的过程中多路数据对应模块141将传输的线路以及传输数据及其单位进行绑定式存储，绑定后存储的数据为D1=（L1,35℃、24℃、15℃）、D2=（L2,65％RH、68％RH、60％RH），因此通过查询模块142查询时有如下两种查询方式：

一、输入传输线路L1或者L2，则查询模块142根据相应的传输线路直接查询到该传输线路上传输的环境数据35℃、24℃、15℃；

二、输入环境数据及其单位，则查询模块142通过输入的环境数据及其单位直接查询处该数据所在的传输线路以及传输线路上传输的环境数据，例如输入35℃，则查询模块142输出L1以及其他环境数据24℃、15℃，从而大大提高了对数据查询的效率，以及保证了数据之间的联动性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种多路数据归化式环境数据传输系统，包括数据归化传输平台（100），其特征在于：所述数据归化传输平台（100）包括采集标记单元（110）、多路归化单元（120）、传输单元（130）、存储单元（140）和中央处理器（150）；所述采集标记单元（110）用于利用传感器采集环境数据，并对相应的数据进行单位标记；存储单元（140）用于对采集的环境数据进行存储；所述多路归化单元（120）用于归化存储单元（140）内环境数据的传输路线，并通过传输单元（130）进行传输；所述中央处理器（150）用于对各个单元进行控制；

所述采集标记单元（110）包括环境数据采集模块（111）、数据转换模块（112）和信号单位标记模块（113）；所述环境数据采集模块（111）用于利用物联网对传感器内的环境数据进行采集；所述数据转换模块（112）用于对采集的环境数据进行转换，使其由数字信号转换成模拟信号并通过信号单位标记模块（113）对模拟信号相应的单位进行标记；

所述多路归化单元（120）包括单位录入模块（121）、归化模块（122）和传输路线生成模块（123）；所述单位录入模块（121）用于对标记的单位进行提前录入特定传输路线，并接收数据转换模块（112）的模拟信号；所述归化模块（122）用于根据标记的单位将接收的模拟信号归化至相应单位的特定传输路线内；所述传输路线生成模块（123）生成归化模块（122）归化后的传输线路，并由传输单元（130）传输至相应单位的接收端；

所述存储单元（140）内含有多路数据对应模块（141）和查询模块（142）；所述多路数据对应模块（141）用于将采集的环境数据及其单位与传输路线进行绑定式存储，并通过查询模块（142）对其中一项查询即可生成与其相应的信息；

所述中央处理器（150）包括运算器（151）、寄存器（152）和控制器（153）；所述运算器（151）用于执行数据转换模块（112）中的转换算法；所述控制器（153）用于对各个单元和模块进行控制；所述寄存器（152）用于将控制器（153）和运算器（151）进行连接。

2.根据权利要求1所述的多路数据归化式环境数据传输系统，其特征在于：所述传感器采集的环境数据包括但不限于温度数据、湿度数据、环境中细颗粒物含量数据。

3.根据权利要求1所述的多路数据归化式环境数据传输系统，其特征在于：所述数据转换模块（112）采用数模转换算法，其算法步骤如下：

S1、将传感器采集的二进制环境数据按照其权值大小转换成相应的模拟电压；

S2、将相应的模拟电压相加，使相加后的总模拟电压与二进制环境数据成正比。

4.根据权利要求3所述的多路数据归化式环境数据传输系统，其特征在于：所述S2中的模拟电压相加采用求和算法，其算法公式如下：

；

其中，

为串行或者并行电路的总电阻值；

为电子开关的驱动电流值；

为第

位数码相应的权值；

为总数码个数。

5.根据权利要求1所述的多路数据归化式环境数据传输系统，其特征在于：所述物联网内的传输协议包括Wi-Fi协议、蓝牙协议、RFID协议。

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