CN113438305A - 一种泛在数据采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种泛在数据采集系统，数据测量网络和数据采集装置；所述的数据测量网络由采集区域内若干个传感器节点进行数据测量，并通过数据采集装置上传到云服务器端；包括底座，设置在底座上的升降机构，设置在升降机构上的锁紧机构和拔插机构，锁紧机构用于固定被采集设备，拔插机构包括推进机构，推进机构上固定设置有夹紧机构用于夹紧数据传输线，推进机构使数据传输线的插头接入被采集设备的接口中。

Description

一种泛在数据采集系统
技术领域
本发明涉及数据采集领域，特别涉及一种泛在数据采集系统。
背景技术
泛在网络指广泛存在的，无所不在的网络，在泛在网络中可以实现人在任何时间、地点，使用任何网络与任何人与物的信息交换，基于个人和社会的需求，利用现有网络技术和新的网络技术，为个人和社会提供泛在的，无所不含的信息服务和应用。
在传感器进行回传测量数据常常是从传感器直接上传到服务器端，而对于采用电池供电的传感器来说，需要节约传输过程消耗的电量，因此，针对这种数据采集方式提出一种泛在数据采集系统。
发明内容
针对上述技术问题一种泛在数据采集系统，其特征在于：数据测量网络和数据采集装置；所述的数据测量网络由采集区域内若干个传感器节点进行数据测量，并通过数据采集装置上传到云服务器端；
进一步的，构建数据测量网络的步骤为：
步骤S10：在采集区域内位置随意的设置n个传感器；
步骤S20：在采集区域内放置m个采集装置，利用采集装置对传感器进行数据收集；
步骤S30：当进行数据采集时，以距离采集装置最近的传感器节点为根节点，开始构建数据采集路径；
步骤S40：传感器节点数据按数据采集路径上传到根节点，采集装置对根节点进行数据采集；
步骤S50：采集装置对传感器根节点数据进行采集备份，并将数据上传到云服务器端。
进一步的，步骤S10和步骤S20中采集装置m远小于传感器节点n。
进一步的，所述的步骤S30，包括：
步骤S301：采集装置与附近的传感器通讯，找到距离最近的传感器节点；
步骤S302：将该传感器节点设定为根节点，并以半径r为距离开始建立数据采集路径；
步骤S303：当根节点半径r内存在传感器节点，将存在的传感器节点设为根节点的子节点；
步骤S304：以该子节点为父节点，继续在半径r内寻找传感器节点，并建立采集路径，直到范围内不存在传感器。
进一步的，所述的采集装置的采集方式是动态移动的，随着采集装置的移动，根节点和数据采集路径进行动态修改，重新构建数据采集路径。
所述的数据采集装置包括底座，设置在底座上的升降机构，设置在升降机构上的锁紧机构和拔插机构，其特征在于：所述锁紧机构包括双向移动机构，所述双向移动机构两侧与锁紧扣连接，所述锁紧扣上有固定块且与被采集设备两侧的槽配合，锁紧扣上的固定块卡入被采集设备两侧的槽中进行固定，所述拔插机构包括推进机构，所述推进机构上固定设置有夹紧机构用于夹紧数据传输线，所述推进机构使数据传输线的插头接入被采集设备的接口中，所述拔插机构还包括转动设置在拔插机构下侧的拨杆，数据传输线与拨杆连接，当数据传输线的插头未插紧时向下拨动拨杆将数据传输线拽出。
进一步的，所述升降机构包括固定设置在底座上的升降支架，所述升降支架上滑动设置有升降齿条，所述升降齿条与升降齿轮成齿轮齿条配合，所述升降齿轮与升降蜗轮固定连接，所述升降蜗轮与升降蜗杆成蜗轮蜗杆配合，所述升降蜗杆与升降动力源固定连接，所述升降齿条上端与锁紧机构固定连接。
进一步的，所述双向移动机构包括锁紧轮，所述锁紧轮与锁紧蜗杆固定连接，所述锁紧蜗杆与锁紧蜗轮成蜗轮蜗杆配合，所述锁紧蜗轮与传动杆固定连接，所述传动杆两端有螺纹，所述锁紧扣上有螺纹孔且与传动杆上的螺纹配合。
进一步的，所述推进机构包括滑动设置在锁紧机构上的推板，所述推板与凸轮接触配合，所述凸轮固定设置在拔插动力源上。
进一步的，所述夹紧机构包括固定设置在推进机构上的夹紧动力源，所述夹紧动力源与端面齿轮固定连接，所述端面齿轮与夹紧上齿轮成齿轮配合，所述夹紧上齿轮上固定设置有上夹爪，所属夹紧上齿轮与夹紧下齿轮成齿轮配合，所述夹紧下齿轮上固定设置有下夹爪。
本发明工作原理如下，将数据采集装置移动到被采集传感器前，升降动力源驱动升降蜗杆转动通过升降蜗轮和升降齿轮带动升降齿条沿升降支架带动锁紧机构进行升降运动，上升到一定位置时，转动锁紧轮带动锁紧蜗杆通过锁紧蜗轮和传动杆带动锁紧扣向中间运动将锁紧扣上的固定块卡入被采集传感器两侧的槽中完成固定，夹紧动力源驱动端面齿轮转动带动夹紧下齿轮和夹紧上齿轮转动带动下夹爪和上夹爪转动对数据传输线的插头进行夹紧，夹紧后拔插动力源驱动凸轮转动，凸轮推动推板运动，推板带动拔插机构向前运动将数据传输线的插头接入被采集传感器的接口中进行数据采集，采集完成后夹紧动力源反向驱动将松开后拨动拨杆将数据传输线拔出。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.本发明通过构建数据传输路径来构建局部的数据采集网络，能节省传感器节点的电量，使传感器工作时间更长；
2.本发明设置有升降机构可以针对不同高度的被采集设备进行数据采集；
本发明设置有夹紧机构可以使设备在进行采集时更加稳定；
3.本发明设置有拨杆可以在数据采集完成后将数据传输线拽出，更加灵活；
附图说明
图1为本发明构建数据测量网络步骤流程图；
图2为本发明构建采集路径的实例框图；
图3为本发明构建采集路径步骤的流程图；
图4和图8为本发明数据采集装置整体结构示意图；
图5本发明数据采集装置升降机构和锁紧机构结构示意图。
图6为本发明数据采集装置局部结构示意图。
图7为本发明数据采集装置局部放大示意图。
具体实施方式
在本发明以下的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
实施例：一种泛在数据采集系统，数据测量网络和数据采集装置；
数据测量网络由采集区域内若干个传感器节点进行数据测量，并通过数据采集装置上传到云服务器端；
本实施例中，构建数据测量网络的步骤为：
步骤S10：在采集区域内位置随意的设置n个传感器，这里所述的位置随意是由采集区域内需要采集数据的位置所决定的，不需要在采集区域内均匀的设置传感器，避免由于无数据采集而造成的成本浪费；当需要增设传感器时，需在采集区域内合理放置即可；所设置的传感器使用电池供电，因而低功耗要求比较高。
步骤S20：在采集区域内放置m个采集装置，利用采集装置对传感器进行数据收集；采集装置在采集区域内移动，当系统需要对采集区域的数据进行采集时，采集装置向周围发出指令，测量附近的传感器位置，并移动到最近的传感器位置。
步骤S30：当进行数据采集时，以距离采集装置最近的传感器节点为根节点，开始构建数据采集路径；
步骤S40：传感器节点数据按数据采集路径上传到根节点，采集装置通过插头对根节点进行数据采集；
步骤S50：采集装置对传感器根节点数据进行采集备份，并将数据上传到云服务器端。
本实例中步骤S10和步骤S20中采集装置m远小于传感器节点n，由于构建数据采集路径的过程就是构建结构树的过程，因此采集装置的数量和构建的采集路径的根节点的数量相同。
本实施例在实施过程中，所述的步骤S30，包括：
步骤S301：采集装置与附近的传感器通讯，找到距离最近的传感器节点；步骤S302：将该传感器节点设定为根节点，并以半径r为距离开始建立数据采集路径；根节点以能够在辐射范围内以最小功率检测周围的传感器。
步骤S303：当根节点半径r内存在传感器节点，将存在的传感器节点设为根节点的子节点；若存在多个传感器节点，传感器节点分别作为根节点的孩子节点。
步骤S304：选定一子节点为父节点，继续在半径r内寻找传感器节点，并建立采集路径，直到范围内不存在传感器；递归遍历所有节点，构建数据采集路径，数据从最低层叶子节点向上传递，依次传递到根节点。
采集装置的采集方式是动态移动的，随着采集装置的移动，根节点和数据采集路径进行动态修改，重新构建数据采集路径，因此数据采集路径也是动态规划的。
本实施例中的数据采集装置，包括底座1，设置在底座1上的升降机构2，设置在升降机构2上的锁紧机构3和拔插机构4，以及被采集设备27，底座1下侧设置有滑轮。
参考图4所示的升降机构2包括升降动力源5、升降蜗杆6、升降蜗轮7、升降齿轮8、升降齿条9、升降支架，升降支架固定设置在底座1的上表面，升降支架上滑动设置有升降齿条9，升降齿条9与升降齿轮8成齿轮齿条配合，升降齿轮8与升降蜗轮7固定连接，升降蜗轮7和升降齿轮8转动安装在升降支架上，升降蜗轮7与升降蜗杆6成蜗轮蜗杆配合，升降蜗杆6一端转动安装在升降支架上，升降蜗杆6一端与升降动力源5固定连接，升降动力源5固定安装在升降支架上。工作时将设备推到被采集设备27前，升降动力源5驱动升降蜗杆6转动通过升降蜗轮7和升降齿轮8带动升降齿条9沿升降支架带动锁紧机构3进行升降运动。
参考图4所示的锁紧机构3固定设置在升降齿条9上端，锁紧机构3包括双向移动机构、锁紧扣14，双向移动机构包括锁紧轮10、锁紧蜗杆11、锁紧蜗轮12、传动杆13，锁紧轮10与锁紧蜗杆11一端固定连接，锁紧蜗杆11另一端转动设置在锁紧机构3上，锁紧蜗杆11与锁紧蜗轮12成蜗轮蜗杆配合，锁紧蜗轮12转动设置在锁紧机构3上，锁紧蜗轮12与传动杆13固定连接，传动杆13转动设置在锁紧机构3上，传动杆13两端有螺纹，锁紧扣14上有螺纹孔，传动杆13上的螺纹与锁紧扣14上的螺纹孔成螺纹配合，锁紧扣14上固定设置有固定块，被采集设备27两端设置有与锁紧扣14上的固定块配合的槽。上升到一定位置时，转动锁紧轮10带动锁紧蜗杆11通过锁紧蜗轮12和传动杆13带动锁紧扣14向中间运动将锁紧扣14上的固定块卡入被采集设备27两侧的槽中完成固定。
参考图7所示的夹紧机构包括夹紧动力源18、端面齿轮19、夹紧下齿轮20、下夹爪21、上夹爪22、夹紧上齿轮23，夹紧动力源18固定设置在推板17上，夹紧动力源18与端面齿轮19固定连接，端面齿轮19与夹紧上齿轮23成齿轮配合，夹紧上齿轮23上固定设置有上夹爪22，夹紧上齿轮23与夹紧下齿轮20成齿轮配合，夹紧下齿轮20上固定设置有下夹爪21。夹紧动力源18驱动端面齿轮19转动带动夹紧下齿轮20和夹紧上齿轮23转动带动下夹爪21和上夹爪22转动对数据传输线的插头进行夹紧。
参考图7所示的拔插机构4包括推进机构、夹紧机构、拨杆24、拉绳25、拨杆连杆26，推进机构包括拔插动力源15、凸轮16、推板17，拔插动力源15固定安装在锁紧机构3上，拔插动力源15上固定设置有凸轮16，凸轮16与推板17接触配合，推板17滑动设置在锁紧机构3上。夹紧后拔插动力源15驱动凸轮16转动，凸轮16推动推板17运动，推板17带动拔插机构4向前运动将数据传输线的插头接入被采集设备27的接口中进行数据采集。
参考图8所示的拨杆连杆26转动设置在锁紧机构3上，拨杆连杆26上固定设置有拨杆24，拉绳25一端固定设置在拨杆24上，拉绳25另一端固定设置在拨杆连杆26上，拨杆24与数据传输线连接。采集完成后夹紧动力源18反向驱动将松开后拨动拨杆24将数据传输线拔出。
本实施例中所使用的所有动力源的型号均为YZQ2.5-2。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述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；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种泛在数据采集系统，其特征在于：数据测量网络和数据采集装置；所述的数据测量网络由采集区域内若干个传感器节点进行数据测量，并通过数据采集装置上传到云服务器端。
2.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：构建数据测量网络的步骤为：
步骤S10：在采集区域内位置随意的设置n个传感器；
步骤S20：在采集区域内放置m个采集装置，利用采集装置对传感器进行数据收集；
步骤S30：当进行数据采集时，以距离采集装置最近的传感器节点为根节点，开始构建数据采集路径；
步骤S40：传感器节点数据按数据采集路径上传到根节点，采集装置对根节点进行数据采集；
步骤S50：采集装置对传感器根节点数据进行采集备份，并将数据上传到云服务器端。
3.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：步骤S10和步骤S20中采集装置m远小于传感器节点n。
4.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述的步骤S30，包括：
步骤S301：采集装置与附近的传感器通讯，找到距离最近的传感器节点；
步骤S302：将该传感器节点设定为根节点，并以半径r为距离开始建立数据采集路径；
步骤S303：当根节点半径r内存在传感器节点，将存在的传感器节点设为根节点的子节点；
步骤S304：以该子节点为父节点，继续在半径r内寻找传感器节点，并建立采集路径，直到范围内不存在传感器。
5.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述的采集装置的采集方式是动态移动的，随着采集装置的移动，根节点和数据采集路径进行动态修改，重新构建数据采集路径。
6.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，所述的数据采集装置包括底座，设置在底座上的升降机构，设置在升降机构上的锁紧机构和拔插机构，其特征在于：所述锁紧机构包括双向移动机构，所述双向移动机构两侧与锁紧扣连接，所述锁紧扣上有固定块且与被采集设备两侧的槽配合，锁紧扣上的固定块卡入被采集设备两侧的槽中进行固定，所述拔插机构包括推进机构，所述推进机构上固定设置有夹紧机构用于夹紧数据传输线，所述推进机构使数据传输线的插头接入被采集设备的接口中，所述拔插机构还包括转动设置在拔插机构下侧的拨杆，数据传输线与拨杆连接，当数据传输线的插头未插紧时向下拨动拨杆将数据传输线拽出。
7.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述升降机构包括固定设置在底座上的升降支架，所述升降支架上滑动设置有升降齿条，所述升降齿条与升降齿轮成齿轮齿条配合，所述升降齿轮与升降蜗轮固定连接，所述升降蜗轮与升降蜗杆成蜗轮蜗杆配合，所述升降蜗杆与升降动力源固定连接，所述升降齿条上端与锁紧机构固定连接。
8.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述双向移动机构包括锁紧轮，所述锁紧轮与锁紧蜗杆固定连接，所述锁紧蜗杆与锁紧蜗轮成蜗轮蜗杆配合，所述锁紧蜗轮与传动杆固定连接，所述传动杆两端有螺纹，所述锁紧扣上有螺纹孔且与传动杆上的螺纹配合。
9.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述推进机构包括滑动设置在锁紧机构上的推板，所述推板与凸轮接触配合，所述凸轮固定设置在拔插动力源上。
10.如权利要求1所述的一种泛在数据采集系统，其特征在于：所述夹紧机构包括固定设置在推进机构上的夹紧动力源，所述夹紧动力源与端面齿轮固定连接，所述端面齿轮与夹紧上齿轮成齿轮配合，所述夹紧上齿轮上固定设置有上夹爪，所属夹紧上齿轮与夹紧下齿轮成齿轮配合，所述夹紧下齿轮上固定设置有下夹爪。
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