CN204990658U - 一种压力传感装置和数据监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种压力传感装置和数据监控系统，压力传感装置包括：压力传感器、处理单元和无线传输单元；处理单元分别与压力传感器和无线传输单元连接；处理单元包括：微处理器、缓存器和存储器；无线传输单元包括：移动通信基带处理芯片、模数转换模块、移动通信射频芯片和移动通信天线；通过在压力传感装置中设置的无线传输单元，利用移动通信网络将获取的压力数据传输到服务器中，所以无需在压力传感装置和服务器之间埋设光缆或者设置无线中继设备，也不需要技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，大大降低了获取大坝压力数据的人力物力成本，尽可能避免了传输过程中数据传输不稳定容易丢失数据的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线传输领域，具体而言，涉及一种压力传感装置和数据监控系统。
背景技术
我国的大坝安全监测工作开始于50年代中期，60年代逐步研制和生产了各种监测仪器，对大坝可能出现的应力、温度、渗流量、扬压力等参数进行监测，从而保证大坝的安全。目前，通常在大坝的底部安装压力传感装置对大坝底部受到的应力和扬压力进行测量，并通过在大坝附近设置服务器来获取压力传感装置采集到的参数，使大坝的管理人员可以根据压力传感装置采集到的数据对大坝的安全性进行分析。
服务器一般是通过光缆或者短距离无线传输网络(如：WI-FI(WIreless-Fidelity，无线保真)、zigbee(紫蜂协议)等)接收压力传感装置采集到的数据，所以通常情况下设置在距离压力传感装置几公里的区域内。现有的服务器受制于接收压力传感装置数据的方式，只能设置在距离压力传感装置几公里的区域内，但一些大坝建设的地理环境比较恶劣，那么在压力传感装置周围几公里甚至几十公里的范围内都无法设置服务器，那么服务器只能设置在距离压力传感装置更远的地方，那么只能通过埋设很长的光缆或者设置大量的无线中继设备来保证压力传感装置采集的数据可以传输到服务器中。
在恶劣的环境下埋设光缆或者设置无线中继设备比较困难，对光缆或者无线中继设备、以及光缆或者无线中继设备的安装人员的要求较高，需要花费大量金钱购买高规格光缆或者无线中继设备、并使用大量专业技术人员才能够完成光缆或者无线中继设备的安装；而且，大坝所处的地理环境恶劣会缩短光缆和无线中继设备的使用寿命，使得光缆和无线中继设备经常损坏，从而导致压力传感装置向服务器传输数据的过程的可靠性差，并且需要一定数量的技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，而服务器与压力传感装置设置的距离越远，那么维护光缆和无线中继设备的技术人员的数量就越多，这大大增加了服务器采集压力传感装置所发送数据的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种压力传感装置和数据监控系统，其中压力传感装置通过移动通信网络将采集到的数据传输到服务器，无需在压力传感装置和服务器之间埋设光缆或者设置无线中继设备，安装简单且降低了数据传输的成本。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种压力传感装置，所述压力传感装置包括：压力传感器、处理单元和无线传输单元；所述处理单元分别与所述压力传感器和所述无线传输单元连接；
所述处理单元包括：微处理器、缓存器和存储器；
所述无线传输单元包括：移动通信基带处理芯片、模数转换模块、移动通信射频芯片和移动通信天线；
所述微处理器分别与所述压力传感器、所述缓存器、所述存储器和所述移动通信基带处理芯片连接，所述移动通信基带处理芯片与所述模数转换模块连接；所述模数转换模块与所述移动通信射频芯片连接，所述移动通信射频芯片和所述移动通信天线连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述压力传感装置还包括备用无线传输单元；
所述备用无线传输单元与所述处理单元连接。
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，所述备用无线传输单元包括：卫星导航系统基带处理芯片、模数转换子单元、卫星导航系统射频芯片和卫星导航系统天线；
所述卫星导航系统基带处理芯片分别与所述微处理器和模数转换子单元连接，所述模数转换子单元和所述卫星导航系统射频芯片连接，所述卫星导航系统射频芯片和所述卫星导航系统天线连接。
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，所述卫星导航系统基带处理芯片采用北斗卫星导航系统基带处理芯片。
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，所述卫星导航系统射频芯片采用北斗卫星导航系统射频芯片。
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，所述卫星导航系统天线采用北斗卫星导航系统天线。
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，所述北斗卫星导航系统射频芯片包括：北斗一代卫星导航系统射频芯片、北斗二代卫星导航系统射频芯片和功率分配器；
所述北斗一代卫星导航系统射频芯片和所述北斗二代卫星导航系统射频芯片分别与所述模数转换子单元连接，并通过所述功率分配器，与所述北斗卫星导航系统天线连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述压力传感器，包括：压力探测头、信号放大器、模数转换单元、校准电路和处理模块；
所述信号放大器分别与所述压力探测头、模数转换单元和校准电路连接；所述模数转换单元和所述处理模块连接；所述处理模块和所述微处理器连接。
第二方面，本实用新型实施例提供了一种数据监控系统，所述数据监控系统包括服务器和上述的压力传感装置；
所述服务器通过移动通信网络和卫星通信网络与所述压力传感装置通信。
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，所述服务器，周期性的接收所述压力传感装置传输的压力数据。
本实用新型实施例提供的一种压力传感装置和数据监控系统，通过在压力传感装置中设置的无线传输单元，利用移动通信网络将获取的压力数据传输到服务器中，所以无需在压力传感装置和服务器之间埋设光缆或者设置无线中继设备，也不需要技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，大大降低了获取大坝压力数据的人力物力成本，而且由于移动通信网络的传输范围广，所以当服务器设置在距离压力传感装置很远的地点时，压力传感装置也可以这样简单的方式通过移动通信网络将压力数据传输到服务器，尽可能避免了传输过程中数据传输不稳定容易丢失数据的缺陷。
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提供的一种压力传感装置的结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例提供的一种数据监控系统的结构示意图。
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，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。
考虑到相关技术中，在恶劣的环境下埋设光缆或者设置无线中继设备比较困难，对光缆或者无线中继设备、以及光缆或者无线中继设备的安装人员的要求较高，需要花费大量金钱购买高规格光缆或者无线中继设备、并使用大量专业技术人员才能够完成光缆或者无线中继设备的安装；而且，大坝所处的地理环境恶劣会缩短光缆和无线中继设备的使用寿命，使得光缆和无线中继设备经常损坏，从而导致压力传感装置向服务器传输数据的过程的可靠性差，并且需要一定数量的技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，而服务器与压力传感装置设置的距离越远，那么维护光缆和无线中继设备的技术人员的数量就越多，这大大增加了服务器采集压力传感装置所发送数据的成本。基于此，本实用新型实施例提供了一种压力传感装置和数据监控系统，并通过下面的实施例进行描述。
参见图1，其示出了本实用新型实施例提供的压力传感装置，该压力传感装置包括：压力传感器10、处理单元11和无线传输单元12；处理单元11分别与压力传感器10和无线传输单元12连接。
具体地，处理单元11包括：微处理器110、缓存器111和存储器112；
无线传输单元12包括：移动通信基带处理芯片120、模数转换模块121、移动通信射频芯片122和移动通信天线123；
处理单元11和无线传输单元12中各部件的连接关系为：微处理器110分别与压力传感器10、缓存器111、存储器112和移动通信基带处理芯片120连接，移动通信基带处理芯片120与模数转换模块121连接；模数转换模块与移动通信射频芯片122连接，移动通信射频芯片122和移动通信天线123连接。
在压力传感装置中压力传感器10、处理单元11和无线传输单元12分别实现的功能为：
压力传感器10，用于根据获取到的压力信号，得到压力数据，并将获取到的压力数据发送给微处理器110。
其中，压力传感器设置于大坝的底部，用于获取大坝所承受的应力的压力数据。
微处理器110，用于接收压力传感器10发送的压力数据，将接收到的压力数据缓存到缓存器111中，读取存储器112中的传输配置文件，根据配置文件中的数据发送方式，将缓存在缓存器111中的压力数据发送到移动通信基带处理芯片120。
移动通信基带处理芯片120，用于对压力数据进行调制处理，将进行完调制处理后的压力数据发送给模数转换模块121，调制后的压力数据，在移动通信网络中被传输。
模数转换模块121，用于对压力数据进行数模转换，并将数模转换完毕的压力数据发送给移动通信射频芯片122；
其中，模数转换模块121，用于将携带压力数据的信号从数字信号转换为模拟信号，使得压力数据可以在移动通信网络中进行传输。
移动通信射频芯片122，用于将数模转换完毕的压力数据通过移动通信天线123发送到服务器，使得服务器，通过移动通信网络接收到压力数据，根据接收到压力数据，对大坝的安全性进行分析。
其中，微处理器110、缓存器111、存储器112、移动通信基带处理芯片120、模数转换模块121、与移动通信射频芯片122、移动通信天线123均可采用现有的任何可以实现相应功能的芯片或者电路，这里不再一一赘述。
综上所述，在本实施例提供的压力传感装置中，通过压力传感装置中设置的无线传输单元，利用移动通信网络将获取的压力数据传输到服务器中，所以无需在压力传感装置和服务器之间埋设光缆或者设置无线中继设备，也不需要技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，大大降低了获取大坝压力数据的人力物力成本，而且由于移动通信网络的传输范围广，所以当服务器设置在距离压力传感装置很远的地点时，压力传感装置也可以这样简单的方式通过移动通信网络将压力数据传输到服务器，尽可能避免了传输过程中数据传输不稳定容易丢失数据的缺陷。
当压力传感装置通过无线传输单元无法将压力数据发送到服务器时，压力传感装置可以使用预先设置的备用无线传输单元13，将压力数据发送到服务器；
备用无线传输单元13包括：卫星导航系统基带处理芯片130、模数转换子单元131、卫星导航系统射频芯片132和卫星导航系统天线133。
备用无线传输单元中各部件在压力传感装置中的连接关系为：
卫星导航系统基带处理芯片130分别与微处理器110和模数转换子单元131连接，模数转换子单元131和卫星导航系统射频芯片132连接，卫星导航系统射频芯片132和卫星导航系统天线133连接。
备用无线传输单元中各部件的功能为：
卫星导航系统基带处理芯片130，用于对压力数据进行调制处理，将进行完调制处理后的压力数据发送给模数转换子单元131，使得调制后的压力数据，在卫星通信网络中被传输。
模数转换子单元131，用于对压力数据进行数模转换，并将数模转换完毕的压力数据发送给卫星导航系统射频芯片；
其中，模数转换子单元131，用于将携带压力数据的信号从数字信号转换为模拟信号，使得压力数据可以在卫星通信网络中进行传输。
卫星导航系统射频芯片132，用于将数模转换完毕的压力数据通过卫星导航系统天线133发送到服务器，使得服务器，通过卫星通信网络接收到压力数据，根据接收到压力数据，对大坝的安全性进行分析。
卫星导航系统基带处理芯片130、卫星导航系统射频芯片132和卫星导航系统天线133可以分别采用北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)、全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM，GLONASS)的基带处理芯片和射频芯片。
当然，为了使传输的压力数据不被外国机构获取，且为了保证传输数据时的安全性，卫星导航系统基带处理芯片优选采用北斗卫星导航系统基带处理芯片；卫星导航系统射频芯片优选采用北斗卫星导航系统射频芯片；卫星导航系统天线优选采用北斗卫星导航系统天线。
由于BDS一代采用有源定位方法，BDS二代采用无源定位方法，在定位方式上和射频发送频率上BDS一代和BDS二代都是不一样的，所以为了保证通过BDS传输数据的稳定性，北斗卫星导航系统射频芯片132应该包括：北斗一代卫星导航系统射频芯片、北斗二代卫星导航系统射频芯片和功率分配器，北斗一代卫星导航系统射频芯片和北斗二代卫星导航系统射频芯片分别与模数转换子单元连接，并通过功率分配器，与北斗卫星导航系统天线连接。
其中，北斗一代卫星导航系统射频芯片，用于通过北斗一代卫星通信网络将压力数据发送到服务器；北斗二代卫星导航系统射频芯片，用于通过北斗二代卫星通信网络将压力数据发送到服务器。
通过在北斗卫星导航系统射频芯片132中分别设置北斗一代卫星导航系统射频芯片和北斗二代卫星导航系统射频芯片，使得压力传感装置在通过BDS向服务器传输压力数据时，既可以通过北斗一代卫星导航系统射频芯片，也可以通过北斗二代卫星导航系统射频芯片向服务器发送压力数据，保证了数据传输的稳定性。
卫星导航系统基带处理芯片130、模数转换子单元131、卫星导航系统射频芯片132和卫星导航系统天线133均可采用现有的任何可以实现卫星通信网络相应功能的芯片或者电路，这里不再一一赘述。
通过设置备用无线传输单元，当压力传感装置通过无线传输单元无法将压力数据发送到服务器时，可以通过卫星通信网络将大坝数据发送到服务器，而避免了服务器得不到压力传感装置发送的压力数据而造成数据丢失的缺陷，而且，由于卫星通信网络可以覆盖地球的每一个角落，所以可以在任何地方建立用于接收压力数据的服务器，而不必担心压力传感装置与服务器的距离过远而导致大坝数据传输丢失的问题。
为了保证数据传输，移动通信系统和卫星通信系统会对接入的压力传感装置的身份进行识别，因此在压力传感装置还分别安装有移动通信系统和卫星通信系统的身份识别模块，如：用于移动通信系统的客户识别模块(SubscriberIdentityModule，SIM卡)113和用于卫星通信系统的北斗卡114；SIM卡113和北斗卡114分别与微处理器110连接。
为了能使压力传感器10根据获取到的压力信号，得到压力数据，并将获取到的压力数据发送给微处理器110；压力传感器10包括：压力探测头100、信号放大器101、模数转换单元102、校准电路103和处理模块104。
在压力传感器10中，各部件的连接关系为：信号放大器101分别与压力探测头100、模数转换单元102和校准电路103连接；模数转换单元102和处理模块104连接；处理模块104和微处理器110连接。
其中，压力传感器10中各部件的功能分别为：
压力探测头100，用于获取压力信号，并将获取到的压力信号发送到信号放大器101。
信号放大器101，用于对接收到的压力信号进行放大，然后传输到模数转换单元102。
校准电路103，用于对信号放大器101接收的压力信号进行校验。
模数转换单元102，用于对放大后的压力信号进行模数转换，并将模数转换后的压力信号发送给处理模块104。
其中，模数转换单元102，用于将获取到的模拟信号转换为数字信号，使得压力数据可以在处理模块104中被处理。
处理模块104，用于对接收到的压力信号进行处理，得到压力信号对应的压力数据，并将得到的压力数据发送给微处理器110。
在压力传感器10中，压力探测头100、信号放大器101、模数转换单元102、校准电路103和处理模块104均可采用现有的任何可以实现压力传感器相应功能的芯片或者电路，这里不再一一赘述。
参见图2，本实施例还提供了一种数据监控系统200，该数据监控系统包括服务器201和上述的压力传感装置202；
服务器201通过移动通信网络和卫星通信网络与压力传感装置202通信；
服务器201，用于通过移动通信网络或者卫星通信网络接收压力传感装置202传输的压力数据，并根据接收到的压力数据，对大坝的安全性进行分析。服务器201可以周期性的接收压力传感装置202传输的压力数据。
其中，服务器接收压力传感装置202传输的压力数据的时间周期，不宜设置的过长，可以设置为30秒、1分钟等等。当然，服务器接收压力传感装置202传输的压力数据的时间周期还可以设置成其他任何时长，这里不再一一赘述。
综上所述，在本实施例提供的数据监控系统中，通过压力传感装置中设置的无线传输单元，利用移动通信网络将获取的压力数据传输到服务器中，所以无需在压力传感装置和服务器之间埋设光缆或者设置无线中继设备，也不需要技术人员对光缆和无线中继设备进行维护，大大降低了获取大坝压力数据的人力物力成本，而且由于移动通信网络的传输范围广，所以当服务器设置在距离压力传感装置很远的地点时，压力传感装置也可以这样简单的方式通过移动通信网络将压力数据传输到服务器，尽可能避免了传输过程中数据传输不稳定容易丢失数据的缺陷。
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)
1.一种压力传感装置，其特征在于，所述压力传感装置包括：压力传感器、处理单元和无线传输单元；所述处理单元分别与所述压力传感器和所述无线传输单元连接；
所述处理单元包括：微处理器、缓存器和存储器；
所述无线传输单元包括：移动通信基带处理芯片、模数转换模块、移动通信射频芯片和移动通信天线；
所述微处理器分别与所述压力传感器、所述缓存器、所述存储器和所述移动通信基带处理芯片连接，所述移动通信基带处理芯片与所述模数转换模块连接；所述模数转换模块与所述移动通信射频芯片连接，所述移动通信射频芯片和所述移动通信天线连接。
2.根据权利要求1所述的压力传感装置，其特征在于，所述压力传感装置还包括备用无线传输单元；
所述备用无线传输单元与所述处理单元连接。
3.根据权利要求2所述的压力传感装置，其特征在于，所述备用无线传输单元包括：卫星导航系统基带处理芯片、模数转换子单元、卫星导航系统射频芯片和卫星导航系统天线；
所述卫星导航系统基带处理芯片分别与所述微处理器和模数转换子单元连接，所述模数转换子单元和所述卫星导航系统射频芯片连接，所述卫星导航系统射频芯片和所述卫星导航系统天线连接。
4.根据权利要求3所述的压力传感装置，其特征在于，所述卫星导航系统基带处理芯片采用北斗卫星导航系统基带处理芯片。
5.根据权利要求3所述的压力传感装置，其特征在于，所述卫星导航系统射频芯片采用北斗卫星导航系统射频芯片。
6.根据权利要求3所述的压力传感装置，其特征在于，所述卫星导航系统天线采用北斗卫星导航系统天线。
7.根据权利要求5所述的压力传感装置，其特征在于，所述北斗卫星导航系统射频芯片包括：北斗一代卫星导航系统射频芯片、北斗二代卫星导航系统射频芯片和功率分配器；
所述北斗一代卫星导航系统射频芯片和所述北斗二代卫星导航系统射频芯片分别与所述模数转换子单元连接，并通过所述功率分配器，与所述北斗卫星导航系统天线连接。
8.根据权利要求1所述的压力传感装置，其特征在于，所述压力传感器，包括：压力探测头、信号放大器、模数转换单元、校准电路和处理模块；
所述信号放大器分别与所述压力探测头、模数转换单元和校准电路连接；所述模数转换单元和所述处理模块连接；所述处理模块和所述微处理器连接。
9.一种数据监控系统，其特征在于，所述数据监控系统包括服务器和权利要求1-8所述的压力传感装置；
所述服务器通过移动通信网络和卫星通信网络与所述压力传感装置通信。
10.根据权利要求9所述的数据监控系统，其特征在于，所述服务器，周期性的接收所述压力传感装置传输的压力数据。
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|---|---|---|---|---|
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| CN106614074A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 天津七禾创意科技有限公司 | 一种牲畜体征状况监测系统及其监测方法 |
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2015
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