CN203164726U - 分布式超大规模数据采集传输系统 - Google Patents

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Abstract

一种分布式超大规模数据采集传输系统，涉及数据采集技术领域，所解决的是现有系统布线不便的技术问题。涉及多个监控区域，该系统包括上位机、中央控制器，及多个数据采集装置；所述上位机通过RS232串行通信线缆连接中央控制器，所述各数据采集装置分别安装在各个监控区域内，其特征在于：还包括多个区域控制器，每个区域控制器对应一个监控区域；每个区域控制器均通过CAN总线连接到中央控制器；每个区域控制器均通过RS485串行通信线缆连接到对应监控区域内的各个数据采集装置。本实用新型提供的系统，能用于不同格式、不同来源的原始数据的采集传输。

Description

分布式超大规模数据采集传输系统
技术领域
本实用新型涉及数据采集技术，特别是涉及一种分布式超大规模数据采集传输系统的技术。
背景技术
随着物联网概念的兴起及蓬勃发展，从简单的智能家居到复杂的物流管理系统，物联网技术已经深入到生活的每个角落。而这些应用通常都是以大量的数据采集装置（比如压力传感器、温度传感器等）作为系统底层原始数据的输入源，系统需要一套实时、稳定、安全数据通信系统把大量的原始数据发送到服务器，进行分析统计以便得出各种决策指导意见。
现有系统实现数据采集传输的方式有两种：
1）无线传输：无线传输的优点是能解决现场布线繁琐的问题，省去了大量的施工时间，较大降低了布线成本，而且实施灵活容易改造升级；但是无线采集和传输数据可靠性较低，易受环境干扰，大规模的数据采集也需要比较复杂的无线组网技术，所以在大范围，多层级的应用环境下，目前还有技术瓶颈，实现起来比较困难；
2）有线传输：有线传输的优点是数据传输稳定、可靠；缺点也显而易见，工程布线要视现场情况而定，需要较长的布线施工时间，较大布线成本，并且在初次施工布线结束后，优化改造比较困难，较难升级。
目前，采用有线传输方式的数据采集传输系统都是采用一级扁平式有线架构，这种一级扁平式有线架构中只有一级控制器，所有数据采集装置都直接与一级控制器进行双向通信，需要在数据采集装置与一级控制器之间布设长距离的线缆，在监控区域面积较大或者监控区域地形不规则的情况下布线实施很困难，会导致布线成本急剧增加，布线施工的难度及布线施工周期也会成倍上涨，而且数据采集装置与一级控制器之间的数据传输总线标准也仅有一种，存在非常大的局限性，不适用于不同格式、不同来源的原始数据采集传输。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种布线成本低、布线施工周期短，能用于不同格式、不同来源的原始数据采集传输的布式超大规模数据采集传输系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种分布式超大规模数据采集传输系统，涉及多个监控区域，该系统包括上位机、中央控制器，及多个数据采集装置；
所述上位机通过RS232串行通信线缆连接中央控制器，所述各数据采集装置分别安装在各个监控区域内，其特征在于：还包括多个区域控制器，每个区域控制器对应一个监控区域；
每个区域控制器均通过CAN总线连接到中央控制器；
每个区域控制器均通过RS485串行通信线缆连接到对应监控区域内的各个数据采集装置。
本实用新型提供的分布式超大规模数据采集传输系统，采用了两级架构，为每个监控区域分配一个区域控制器，数据采集装置通过RS485串行通信方式与区域控制器双向通信，区域控制器通过CAN总线与中央控制器双向通信，可以把复杂布线需求分别控制在各个监控区域内，避免数据源与中央控制器之间的长距离布线，节省布线成本及布线施工周期，而且能将不同数据格式的差异性屏蔽在区域控制器之下，适合各种不同格式、不同来源的原始数据采集传输，使得各种不同的传感器、工控设备很容易部署在同一套数据通信系统上。
附图说明
图1是本实用新型实施例的分布式超大规模数据采集传输系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的分布式超大规模数据采集传输系统中的区域控制器的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的分布式超大规模数据采集传输系统中的中央控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种分布式超大规模数据采集传输系统，涉及多个监控区域，该系统包括上位机1、中央控制器2，及多个数据采集装置4；
所述上位机1通过RS232串行通信线缆连接中央控制器2，所述各数据采集装置4分别安装在各个监控区域内，其特征在于：还包括多个区域控制器3，每个区域控制器3对应一个监控区域；
每个区域控制器3均通过CAN（控制器局域网络）总线5连接到中央控制器2；
每个区域控制器3均通过RS485串行通信线缆6连接到对应监控区域内的各个数据采集装置4。
如图2所示，本实用新型实施例中，所述区域控制器包括区端控制模块、区端CAN连接件、区端RS485总线连接件、地址拨码组件、设备数拨码组件、指示灯；
所述地址拨码组件、设备数拨码组件各由多个拨码开关组成；
所述区端控制模块设有CAN数据接口、地址码输入接口、设备数输入接口、指示信号输出口，及多个串行通信接口（本例中有四个串行通信接口）；
所述区端控制模块的CAN数据接口经一CAN通信模块接到区端CAN连接件，区端控制模块的各个串行通信接口各经一RS485串行通信模块接到区端RS485总线连接件，区端控制模块的指示信号输出口接到指示灯；
所述地址拨码组件中的各拨码开关分别接到区端控制模块的地址码输入接口；
所述设备数拨码组件中的各拨码开关分别接到区端控制模块的设备数输入接口。
如图3所示，本实用新型实施例中，所述中央控制器包括中央控制模块、中央端CAN连接件、中央端RS485总线连接件、中央端RS232连接件、蜂鸣器；
所述中央控制模块设有CAN数据接口、人机对话接口、警示信号输出口，及多个串行通信接口；
所述中央控制模块的CAN数据接口经一CAN通信模块接到中央端CAN连接件，中央控制模块的警示信号输出口接到蜂鸣器，中央控制模块的人机对话接口接有按键及显示屏；
所述中央控制模块的各串行通信接口中，有一个串行通信接口经一RS232串行通信模块接到中央端RS232连接件，另有几个串行通信接口各经一RS485串行通信模块分别接到中央端RS485总线连接件；
本实用新型实施例中，所述区端控制模块、中央控制模块、CAN通信模块、RS485串行通信模块、RS232串行通信模块均为现有技术，其中区端控制模块、中央控制模块采用的是ARM微处理器。
本实用新型实施例中，所述数据采集装置可以采用能采集环境数据的装置和/或能采集电气设备运行数据的装置，比如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光照传感器、气体探测器、流量计、摄像头、电流互感器、电压互感器等。
本实用新型实施例的工作原理如下：
利用各区域控制器的地址拨码组件为每个区域控制器设置一个在本系统中唯一的地址编码；
利用各区域控制器的设备数拨码组件为每个区域控制器设定该区域控制器对应监控区域内的数据采集装置数量；
每个监控区域内的各数据采集装置负责采集所属监控区域的环境数据和/或相关设备的运行数据；
各区域控制器负责轮询对应监控区域内的各数据采集装置，获取对应监控区域内的各数据采集装置所采集的数据，各区域控制器通过CAN总线与中央控制器双向通信，将从各数据采集装置获取的采集数据汇集后上传给中央控制器，将中央控制器下发的数据分配到具体的数据采集装置中；
中央控制器与上位机双向通信，将各区域控制器上传的数据发送给上位机，将上位机下发的数据分配到具体的区域控制器，中央控制器与上位机之间发生通信故障时，中央控制器将各区域控制器上传的数据存储于本地，并通过蜂鸣器播放音频警示信号；
每个区域控制器未能收到对应监控区域内的某一数据采集装置的数据时，即向中央控制器上报该数据采集装置的故障信息；
监控人员可以利用能通过网络连接上位机的外部终端9来查询上位机中的数据，及向上位机输入要下发给中央控制器的数据，也可以通过直接操作上位机来查询上位机中的数据，及向上位机输入要下发给中央控制器的数据。
本实用新型实施例采用两级结构和CAN总线通信方式，其数据传输距离相对较长，最大传输距离可以达到10km，还具有高效的数据传输能力，数据采集装置的数据响应时间一般不大于1秒，而且数据采集装置的挂载量也较高，中央控制器下最大可以挂载128个区域控制器，每个区域控制器下最大可以挂载128个数据采集装置，所以本系统最大可以支持连接16384（128*128）路数据采集装置。
本实用新型实施例可以广泛应用于各种物联网应用，比如用于智能车位引导，智慧小区安防报警等。
本实用新型实施例用于智能车位引导时，将停车场划分成多个监控区域，每个监控区域内包含多个停车位，每个监控区域内安装一个区域控制器，每个停车位安装一个能用于检测停车位内是否有车的车辆探测器（比如超声波传感器或摄像头），各个车辆探测器通过RS485串行通信线缆接到所属监控区域内的区域控制器，上位机和中央控制器可布设在监控机房内，每个区域控制器不断轮询检测车位信息，当车位信息发生变化时（有车变无车，或无车变有车），将某个车位的变化信息传至中央控制器，中央控制器将接收的车位变化信息发送至上位机，由上位机做出相应的数据判断和处理，并将更新的数据信息通过中央控制器发往区域控制器，再由区域控制器发送至区域显示屏，用来显示当前某片区域内空车位的信息。

Claims (1)

1.一种分布式超大规模数据采集传输系统，涉及多个监控区域，该系统包括上位机、中央控制器，及多个数据采集装置；
所述上位机通过RS232串行通信线缆连接中央控制器，所述各数据采集装置分别安装在各个监控区域内，其特征在于：还包括多个区域控制器，每个区域控制器对应一个监控区域；
每个区域控制器均通过CAN总线连接到中央控制器；
每个区域控制器均通过RS485串行通信线缆连接到对应监控区域内的各个数据采集装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104079893A (zh) * 2014-07-21 2014-10-01 北京剑邦科技有限公司 一种多通道图像采集与存储系统
CN105096648A (zh) * 2014-05-12 2015-11-25 广州市捷众智能科技有限公司 一种多模车辆探测器车位引导及反向寻车系统
CN108398927A (zh) * 2018-02-09 2018-08-14 广州华立科技职业学院 一种电气自动化控制系统
US20230271628A1 (en) * 2022-02-25 2023-08-31 Hitachi Astemo, Ltd. Distributed processing of vehicle sensor data

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