CN113259885A - 一种基于物联网的监控数据采集控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于物联网的监控数据采集控制系统，涉及物联网技术领域，包括工作在监控区域内用于监控数据采集的若干传感器；与若干传感器通讯连接用于监控数据传输的无线传感节点；与无线传感节点通讯连接用于根据监控数据采集控制命令，控制监控数据采集、传输的控制器；与无线传感节点、控制器通讯连接用于监控数据上传、监控数据采集控制命令传输的路由器；与路由器通讯连接用于监控数据存储和分析，并且用于监控数据采集控制命令下发的云服务器。本发明能保证物联网传感器数据传输过程中的实时性和安全性的问题，也能便于进行采集、传输控制，使其成为一种安全，易于管理，实时性高的数据采集、传输系统。

Description

一种基于物联网的监控数据采集控制系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的监控数据采集控制系统。
背景技术
物联网是在互联网的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，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。
传感器网络，即WSN，是英文Wireless Sensor Network的简写，是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。包括负责传感器数据采集的无线传感节点设备、负责数据中继的路由设备和负责数据汇聚的网关设备。当前关于物联网的应用越来越广泛，而作为物联网的主要感知设备的无线传感节点也进入了大规模的商业应用，无线传感节点通过无通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，主要用于收集、传播和处理传感信息。从网络功能上看，每个传感器节点兼顾传统网络节点的终端和传感器双重功能，除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。
随着物联网中的无线传感节点的应用，同时也带来了针对传感器管理和传感器数据传输效率的问题。传统的无线传感节点采用传感器和通信节点集成在一起的设计，一般在无线传感节点上集成一到两种传感器，不具有外接传感器的接口，不具备外接传感器的管理功能；同时传感器的采样数据在无线传感节点处不做任何处理，通过节点透明传输给传感网关设备。为节省功耗，无线传感节点采用定时睡眠唤醒采集传感器数据的机制，这样则无法采集突发的需要应急处理的传感器数据的情况，造成传感器数据丢失，并且不能人为对数据采集、传输进行实时控制。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于物联网的监控数据采集控制系统，既能保证物联网传感器数据传输过程中的实时性和安全性的问题，也能便于进行采集、传输控制，使其成为一种安全，易于管理，实时性高的数据采集、传输系统。
本发明提供一种基于物联网的监控数据采集控制系统，包括工作在监控区域内用于监控数据采集的若干传感器；与若干传感器通讯连接用于监控数据传输的无线传感节点；与无线传感节点通讯连接用于根据监控数据采集控制命令，控制监控数据采集、传输的控制器；与无线传感节点、控制器通讯连接用于监控数据上传、监控数据采集控制命令传输的路由器；与路由器通讯连接用于监控数据存储和分析，并且用于监控数据采集控制命令下发的云服务器；所述控制器包括用于接入路由器和无线传感节点的通讯模块，用于监控数据采集控制命令分析，并且控制监控数据采集、传输的处理器。
于本发明的一实施例中，所述处理器内部设置有嵌入式软件系统，所述嵌入式软件系统包括连接管理模块、控制命令分析模块以及命令执行模块；
所述连接管理模块用于建立和管理与路由器和无线传感节点的通讯连接；
所述控制命令分析模块用于监控数据采集控制命令分析；
所述命令执行模块用于根据监控数据采集控制命令分析结果控制监控数据采集、传输。
于本发明的一实施例中，所述监控数据采集、传输共有四种模式，分别为正常模式、轮询模式、唤醒模式以及控制模式。
于本发明的一实施例中，所述监控数据采集、传输正常模式的工作原理为：
1.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
1.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输正常工作指令到无线传感节点；
1.3：无线传感节点处于正常工作模式，接收若干传感器通过发送的监控数据；
1.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
于本发明的一实施例中，所述监控数据采集、传输轮询模式的工作原理为：
2.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
2.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输轮询工作指令到无线传感节点；
2.3：无线传感节点处于正常工作模式下，无线传感节点轮询若干传感器；
2.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，向无线传感节点发送监控数据；
2.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
于本发明的一实施例中，所述监控数据采集、传输唤醒模式的工作原理为：
3.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
3.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输唤醒工作指令到无线传感节点；
3.3：无线传感节点处于休眠工作模式下，若干传感器在向无线传感节点发送监控数据之前，先发送唤醒帧，将无线传感节点从休眠状态下唤醒，切换到正常工作模式，若干传感器向无线传感节点发送监控数据；
3.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
于本发明的一实施例中，所述监控数据采集、传输控制模式的工作原理为：
4.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
4.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输控制工作指令到无线传感节点；
4.3：无线传感节点、若干传感器均处于休眠工作模式下，当接收到控制工作指令时，无线传感节点轮询若干传感器；
4.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，采集监控信号后此向无线传感节点发送监控数据；
4.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
如上所述，本发明的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，具有以下有益效果：本发明通过云服务器下发监控数据采集控制命令的方式，实现对若干传感器、无线传感节点进行监控数据采集、传输控制，既能保证物联网传感器数据传输过程中的实时性和安全性的问题，也能便于进行采集、传输控制，其成为一种安全，易于管理，实时性高的数据采集、传输系统；即可通过移动终端访问云服务器，对监控数据采集控制命令进行更改，使得系统能够应用于不同的监控数据、传输需求。
附图说明
图1显示为本发明实施例中公开的监控数据采集控制系统的结构框图。
图2显示为本发明实施例中公开的正常模式的流程图。
图3显示为本发明实施例中公开的轮询模式的流程图。
图4显示为本发明实施例中公开的唤醒模式的流程图。
图5显示为本发明实施例中公开的控制模式的流程图。
图6显示为本发明实施例中公开的控制器的结构框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种基于物联网的监控数据采集控制系统，包括工作在监控区域内用于监控数据采集的若干传感器；与若干传感器通讯连接用于监控数据传输的无线传感节点；与无线传感节点通讯连接用于根据监控数据采集控制命令，控制监控数据采集、传输的控制器；与无线传感节点、控制器通讯连接用于监控数据上传、监控数据采集控制命令传输的路由器；与路由器通讯连接用于监控数据存储和分析，并且用于监控数据采集控制命令下发的云服务器；请参阅图6，所述控制器包括用于接入路由器和无线传感节点的通讯模块，用于监控数据采集控制命令分析，并且控制监控数据采集、传输的处理器。
本发明通过云服务器下发监控数据采集控制命令的方式，实现对若干传感器、无线传感节点进行监控数据采集、传输控制，既能保证物联网传感器数据传输过程中的实时性和安全性的问题，也能便于进行采集、传输控制，其成为一种安全，易于管理，实时性高的数据采集、传输系统；即可通过移动终端访问云服务器，对监控数据采集控制命令进行更改，使得系统能够应用于不同的监控数据、传输需求。
所述处理器内部设置有嵌入式软件系统，所述嵌入式软件系统包括连接管理模块、控制命令分析模块以及命令执行模块；
所述连接管理模块用于建立和管理与路由器和无线传感节点的通讯连接；
所述控制命令分析模块用于监控数据采集控制命令分析；
所述命令执行模块用于根据监控数据采集控制命令分析结果控制监控数据采集、传输。
具体的，所述监控数据采集、传输共有四种模式，分别为正常模式、轮询模式、唤醒模式以及控制模式；其中，监控数据采集控制命令内包含有正常工作指令、轮询工作指令、唤醒工作指令控制工作指令。
请参阅图2，所述监控数据采集、传输正常模式的工作原理为：
1.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
1.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输正常工作指令到无线传感节点；
1.3：无线传感节点处于正常工作模式，接收若干传感器通过发送的监控数据；
1.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
请参阅图3，所述监控数据采集、传输轮询模式的工作原理为：
2.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
2.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输轮询工作指令到无线传感节点；
2.3：无线传感节点处于正常工作模式下，无线传感节点轮询若干传感器；
2.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，向无线传感节点发送监控数据；
2.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
请参阅图4，所述监控数据采集、传输唤醒模式的工作原理为：
3.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
3.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输唤醒工作指令到无线传感节点；
3.3：无线传感节点处于休眠工作模式下，若干传感器在向无线传感节点发送监控数据之前，先发送唤醒帧，将无线传感节点从休眠状态下唤醒，切换到正常工作模式，若干传感器向无线传感节点发送监控数据；
3.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
请参阅图5，所述监控数据采集、传输控制模式的工作原理为：
4.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
4.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输控制工作指令到无线传感节点；
4.3：无线传感节点、若干传感器均处于休眠工作模式下，当接收到控制工作指令时，无线传感节点轮询若干传感器；
4.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，采集监控信号后此向无线传感节点发送监控数据；
4.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
综上所述，本发明通过云服务器下发监控数据采集控制命令的方式，实现对若干传感器、无线传感节点进行监控数据采集、传输控制，既能保证物联网传感器数据传输过程中的实时性和安全性的问题，也能便于进行采集、传输控制，其成为一种安全，易于管理，实时性高的数据采集、传输系统；即可通过移动终端访问云服务器，对监控数据采集控制命令进行更改，使得系统能够应用于不同的监控数据、传输需求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：包括工作在监控区域内用于监控数据采集的若干传感器；与若干传感器通讯连接用于监控数据传输的无线传感节点；与无线传感节点通讯连接用于根据监控数据采集控制命令，控制监控数据采集、传输的控制器；与无线传感节点、控制器通讯连接用于监控数据上传、监控数据采集控制命令传输的路由器；与路由器通讯连接用于监控数据存储和分析，并且用于监控数据采集控制命令下发的云服务器；所述控制器包括用于接入路由器和无线传感节点的通讯模块，用于监控数据采集控制命令分析，并且控制监控数据采集、传输的处理器。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述处理器内部设置有嵌入式软件系统，所述嵌入式软件系统包括连接管理模块、控制命令分析模块以及命令执行模块；
所述连接管理模块用于建立和管理与路由器和无线传感节点的通讯连接；
所述控制命令分析模块用于监控数据采集控制命令分析；
所述命令执行模块用于根据监控数据采集控制命令分析结果控制监控数据采集、传输。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述监控数据采集、传输共有四种模式，分别为正常模式、轮询模式、唤醒模式以及控制模式。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述监控数据采集、传输正常模式的工作原理为：
1.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
1.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输正常工作指令到无线传感节点；
1.3：无线传感节点处于正常工作模式，接收若干传感器通过发送的监控数据；
1.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
5.根据权利要求4所述一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述监控数据采集、传输轮询模式的工作原理为：
2.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
2.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输轮询工作指令到无线传感节点；
2.3：无线传感节点处于正常工作模式下，无线传感节点轮询若干传感器；
2.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，向无线传感节点发送监控数据；
2.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述监控数据采集、传输唤醒模式的工作原理为：
3.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
3.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输唤醒工作指令到无线传感节点；
3.3：无线传感节点处于休眠工作模式下，若干传感器在向无线传感节点发送监控数据之前，先发送唤醒帧，将无线传感节点从休眠状态下唤醒，切换到正常工作模式，若干传感器向无线传感节点发送监控数据；
3.4：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
7.根据权利要求4所述的一种基于物联网的监控数据采集控制系统，其特征在于：所述监控数据采集、传输控制模式的工作原理为：
4.1：通过云服务器通过路由器下发监控数据采集控制命令到控制器；
4.2：控制器对监控数据采集控制命令进行分析，传输控制工作指令到无线传感节点；
4.3：无线传感节点、若干传感器均处于休眠工作模式下，当接收到控制工作指令时，无线传感节点轮询若干传感器；
4.4：若干传感器接收到传感器收到无线传感节点信号，采集监控信号后此向无线传感节点发送监控数据；
4.5：无线传感节点将监控数据通过路由器上传云服务器进行存储和分析。
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