CN204598329U - 传感器网络数据收集装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器网络技术领域，尤其涉及传感器网络数据收集装置及系统。传感器网络数据收集装置，包括：多个信号接收接口、存储器以及多个信号发送接口；多个所述信号接收接口及多个所述信号发送接口分别与所述存储器连接；所述信号接收接口，用于与传感器连接，并获取所述传感器采集的监测信号以及存储至所述存储器中；所述信号发送接口，用于将所述存储器中的数据传输到通信网络中。本实用新型的传感器网络数据收集装置及系统，能够改善传感器网络的稳定性以及降低传感器网络节点加入的难度。

Description

传感器网络数据收集装置及系统

技术领域

本实用新型涉及传感器网络技术领域，具体而言，涉及传感器网络数据收集装置及系统。

背景技术

传感器网络是由大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的传感器节点构成的智能化网络系统，该网络使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况，如温度、声音、振动、压力或污染物等。

传感器网络中，传感器节点除包括传感器外，每个传感器节点还装备有无线电收发器、微控制器和供电装置。一般地，传感器网络节点通过自组织方式构成无线网络，并将各个传感器节点上采集到的监测数据发送到监控端。

传感器网络中，传感器节点通过自组织形式组成网络，网络稳定性较差，当有新的传感器节点加入时，各个传感器节点需要重新布局。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供传感器网络数据收集装置及系统，以改善传感器网络的稳定性以及降低传感器网络节点加入的难度。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种传感器网络数据收集装置，包括：多个信号接收接口、存储器以及多个信号发送接口；多个所述信号接收接口及多个所述信号发送接口分别与所述存储器连接；所述信号接收接口，用于与传感器连接，并获取所述传感器采集的监测信号以及存储至所述存储器中；所述信号发送接口，用于将所述存储器中的数据传输到通信网络中。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述传感器网络数据收集装置，还包括：控制器；多个所述信号接收接口及多个所述信号发送接口均通过所述控制器与所述存储器连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述存储器包括：缓存器及闪存存储器Flash；所述缓存器及所述Flash均与所述控制器连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述信号发送接口包括：北斗通信接口以及移动通信接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该装置还包括：电源模块；所述电源模块与所述控制器连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电源模块包括太阳能电池板、储能电路以及供电电路；所述太阳能电池板与所述储能电路连接，所述储能电路与所述供电电路连接，所述供电电路与所示控制器连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述信号接收接口为RJ45接口。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种传感器网络数据收集系统，包括：上述传感器网络数据收集装置，多个传感器以及多个数据通信装置；多个所述传感器分别与所述传感器网络数据收集装置中的信号接收接口一一对应连接；多个所述数据通信装置分别与所述传感器网络数据收集装置中的信号发送接口一一对应连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据通信装置包括：北斗通信装置及移动数据通信装置；所述信号发送接口包括北斗通信接口以及移动通信接口；所述北斗通信装置与所述北斗通信接口对应连接；所述移动数据通信装置与所述移动通信接口对应连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述传感器通过RJ45有线方式与所述信号接收接口连接。

本实用新型中，布局在作用区域的传感器通过信号接收接口连接到传感器网络数据收集装置中，易于组织形成传感器网络，而且当有新的传感器加入时，仅需将传感器接入到传感器网络数据收集装置的信号接收接口中即可，不影响已加入传感器的工作，降低了组织形成传感器网络的难度；而且将多个传感器集中到传感器网络数据收集装置中有利于保持传感器网络的稳定性以及传感器数据的有效传输。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例中传感器网络数据收集装置的一种结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例中传感器网络数据收集装置的另一种结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例中传感器网络数据收集系统的一种结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例中传感器网络数据收集系统的另一种结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例中传感器网络数据收集装置的第三种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了克服相关技术中，传感器网络稳定性较差，新的传感器节点加入较难的技术问题，本实用新型实施例提供了一种传感器网络数据收集装置，该装置提供多个信号接收接口，多个信号接收接口可以分别用于连接传感器，由此将多个传感器集中起来，同时实现对多个传感器所采集数据的集中管理、发送。

利用本实用新型实施例的传感器网络数据收集装置发送数据时，该装置上设置的多个信号发送接口分别将连接至其上的多个传感器的数据发送到通信网络中，以提高数据传输的稳定性，同时由于在传感器网络数据收集装置中可以设置多种不同类型的数据发送接口，因此对于不同传输距离、不同传输范围的传感器数据可以采用不同的接口进行发送，由此以提高传感器数据传输方式的灵活性，从而提高传感器数据的传输效率。

以下将结合附图，对本实用新型实施例的传感器网络数据收集装置进行详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例的传感器网络数据收集装置，包括多个信号接收接口11、存储器12以及多个信号发送接口13；多个信号接收接口11及多个信号发送接口13分别与存储器12连接；信号接收接口11，用于与传感器连接，并获取传感器采集的监测信号以及存储至存储器12中，其中信号接收接口11可以采用RJ45接口，由此可通过RJ45有线方式与传感器连接；信号发送接口13，用于将存储器12中的数据传输到通信网络中。

实际应用中，分布在一集中区域的多个传感器可以集中到一个传感器网络数据收集装置中，由传感器网络数据收集装置收集该多个传感器的监测数据，并通过一个或多个信号发送接口13发送到通信网络中，由此可以降低传感器组织构建传感器网络的难度，尤其当有新的传感器加入时，仅需将待加入的传感器接入到信号接收接口11中即可，可以保持传感器网络的稳定性；另外，本实用新型实施例的传感器网络数据收集装置中包括多个信号发送接口13，该多个信号发送接口13可以采用不同类型的接口形式，由此可以保证数据传输方式的多样性，提高无线传感器网络中数据传输方式的灵活性，满足数据传输的实际需求。

如图2示出了本实用新型传感器网络数据收集装置的优选方式，其中在该装置中包括：多个信号接收接口11、存储器12、多个信号发送接口13，以及控制器14；多个信号接收接口11、多个信号发送接口13及存储器12分别与控制器14连接。

上述的传感器网络数据收集装置中，存储器12实现的方式有多种，例如上述存储器12可以包括缓存器及闪存存储器12Flash；缓存器及Flash均与控制器14连接，其中，通过缓存器可以暂存接收到的传感器采集的监测数据，并将数据按照时间先后顺序排列等待传送；通过Flash可以存储待发送数据的队列列表以及相关的配置信息。

考虑到本实用新型实施例的传感器网络数据收集装置数据发送方式的多样性以及灵活性，本装置中信号发送接口13可以包括北斗通信接口以及移动通信接口，由此采集的传感器监测数据可以采用北斗通信方式以及移动通信方式进行通信，其中由于北斗通信覆盖范围的广泛性，可以有效扩展传感器监测数据传输的范围与距离，而且北斗卫星信号不受天气、环境等状态的影响，因此可以保证传感器采集的监测数据传输的稳定性。另外，传感器采集的监测数据还可以采用移动通信方式进行传输，提高数据传输的效率。

为了保持传感器网络数据收集装置工作的灵活自主性，在该装置中还可以设置电源模块15，电源模块15与与控制器14连接，以为装置中的各个模块提供电源进行工作。

传感器网络数据收集装置中的电源模块15可以采用市电供电，也可以采用蓄电池进行供电，优选地，在电源模块15中可以包括有太阳能供电模块，具体地，太阳能供电模块中包括太阳能电池板、储能电路以及供电电路；太阳能电池板与储能电路连接，储能电路与供电电路连接，供电电路与所示控制器14连接，由此通过太阳能电池板采集太阳能，通过储能电路实现太阳能到电能的转换并实现电能的存储，且由供电电路对收集装置中的各部件进行供电，保证各部件的持续有效工作。

如图3所示，本实用新型实施例还提供了一种传感器网络数据收集系统，包括上述传感器网络数据收集装置1，多个传感器2以及多个数据通信装置3；多个传感器2分别与传感器网络数据收集装置1中的信号接收接口11一一对应连接；多个数据通信装置3分别与传感器网络数据收集装置1中的信号发送接口13一一对应连接。

为了保持数据通信方式的多样性，本实用新型实施例的传感器网络数据收集系统中数据通信装置3包括：北斗通信装置及移动数据通信装置；信号发送接口13包括北斗通信接口以及移动通信接口；北斗通信装置与北斗通信接口对应连接；移动数据通信装置与移动通信接口对应连接，其中，传感器可以通过RJ45有线方式与信号接收接口11连接。

如图4示出了本实用新型实施例传感器网络数据收集系统的一种具体实施方式，其中该系统包括传感器网络数据收集装置1、多个传感器2、北斗传输装置31以及移动数据通信装置32。

本实用新型实施例的传感器网络数据收集系统采用分布式设计，小范围传感器网络内的传感器2可以通过有线方式(例如RJ45方式)连接到传感器网络数据收集装置1上，传感器网络数据收集装置1又连接有数个数据传输装置，如北斗传输装置31和/或移动数据通信装置32。

本系统中，当有新的传感器需要加入时，只需将网线接头连接到传感器网络数据收集装置1的信号接收接口11上，由此可以随时增加传感器数量，无需复杂的操作，传感器网络的扩展和维护简单方便。

上述系统中，传感器网络数据收集装置1可以采用市电供电，也可以蓄电池、太阳能等多种供电方式，使该收集装置能够持续不间断运行，不受外部环境影响。

在数据传输过程中，北斗通信和移动数据通信方式可并行又可互补，使数据传输安全可靠。

如图5所示，本实用新型实施例还从另一种划分角度，提供了传感器网络数据收集装置的一种具体实施结构，包括：

接收模块11：提供信号接收接口，用于与传感器2连接，从传感器2接收监测数据并传递给处理模块14。

缓存12：用于暂存接收到的监测数据，并将监测数据按照时间先后顺序排列等待传送。

处理模块14：用于处理接收的监测数据，处理配置文件，处理缓存队列，处理设备队列，处理传输时间队列等所有运算任务。

FLASH13：用于存储队列列表和配置信息。

北斗通信模块15：用于将传感器2的监测数据传递给北斗通信装置31，提供与北斗通信装置31连接的接口。

移动通信模块16：用于将传感器2的监测数据传递给移动数据通信装置32，提供与移动数据通信装置32连接的接口。

电源模块17：为整个装置提供电源。

以下将对附图5中所提供的传感器网络数据收集装置的工作过程进行详细说明：

1、传感器网络数据收集装置1获取连接的传输装置的传输信息。

因为北斗短报文传传输的频率限制是60秒一次，因此在获取传输装置的传输信息时，主要包括北斗通信装置31的设备ID和上次传输时间，并将获取的传输信息按照剩余时间排列以及存储在FLASH存储器上，并且定时同步以求精准。另外，移动数据通信装置32会上报移动网络状态到传感器网络数据收集装置1，以使传感器网络数据收集装置1实施掌握移动数据通信装置32的状态。传感器网络数据收集装置1中的FLASH13存储有传输装置的配置信息，由此决定了传感器网络数据收集装置1是通过北斗通信装置31，还是通过移动数据通信装置32传输或者交替传输，此配置是可以根据需要设定的。

表1北斗通信传输时间计算规则

在利用北斗通信装置传输数据时，按照表1中的计算规则，如果T大于等于60，则说明此设备已经可以再次传输，则将数据随机传递给其中一个设备进行传输，如果小于60，则按照T的大小从小到大排序，并将数据存入表2中，假设T2>T1>T3。

表2北斗通信传输时间列表

设备ID	T
		2	T2
3	T1
		1	T3

2、传感器网络数据收集装置与传感器通信，根据现场检测需求，传感器的采集上报频率是不同的，在FLASH存储器存有其下属传感器的上报频率时间表，从而实现自动上报的功能。传感器网络数据收集装置按照设定时间定时收集传感器数据，然后将数据存储到缓存队列之中等待发送。

3、传感器网络数据收集装置如果通过移动数据业务传输，则将原始数据直接封装传送出去。如果通过北斗通信装置传输则将数据放入缓存。查看当前北斗传输状态。按照表2中T的顺序，将数据从缓存中取出传递给设备2，然后将表1中设备2对应的上次传输时间B修改为当前时间，然后更新表1、表2。

4、下发指令时，通信装置(包括北斗通信装置和/或移动数据通信装置)将接收到的指令传递给通信模块，通信模块将指令发送给处理模块，处理模块解析指令，然后根据指令做相应的操作。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.传感器网络数据收集装置，其特征在于，包括：多个信号接收接口、存储器以及多个信号发送接口；

多个所述信号接收接口及多个所述信号发送接口分别与所述存储器连接；

所述信号接收接口，用于与传感器连接，并获取所述传感器采集的监测信号以及存储至所述存储器中；

所述信号发送接口，用于将所述存储器中的数据传输到通信网络中。

2.根据权利要求1所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，还包括：控制器；

多个所述信号接收接口及多个所述信号发送接口均通过所述控制器与所述存储器连接。

3.根据权利要求2所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，所述存储器包括：缓存器及闪存存储器Flash；

所述缓存器及所述Flash均与所述控制器连接。

4.根据权利要求1所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，所述信号发送接口包括：北斗通信接口以及移动通信接口。

5.根据权利要求2所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，该装置还包括：电源模块；所述电源模块与所述控制器连接。

6.根据权利要求5所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，所述电源模块包括太阳能电池板、储能电路以及供电电路；所述太阳能电池板与所述储能电路连接，所述储能电路与所述供电电路连接，所述供电电路与所示控制器连接。

7.根据权利要求1所述的传感器网络数据收集装置，其特征在于，所述信号接收接口为RJ45接口。

8.传感器网络数据收集系统，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的传感器网络数据收集装置，多个传感器以及多个数据通信装置；

多个所述传感器分别与所述传感器网络数据收集装置中的信号接收接口一一对应连接；

多个所述数据通信装置分别与所述传感器网络数据收集装置中的信号发送接口一一对应连接。

9.根据权利要求8所述的传感器网络数据收集系统，其特征在于，所述数据通信装置包括：北斗通信装置及移动数据通信装置；

所述信号发送接口包括北斗通信接口以及移动通信接口；

所述北斗通信装置与所述北斗通信接口对应连接；

所述移动数据通信装置与所述移动通信接口对应连接。

10.根据权利要求8所述的传感器网络数据收集系统，其特征在于，所述传感器通过RJ45有线方式与所述信号接收接口连接。