CN211979475U - 一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物联网技术领域，具体公开了一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统，包括多个传感器、多个传感器采集模块、多个执行模块、协调模块、无线传输模块以及云端处理平台，其中，传感器采集模块将采集到的传感器数据上传至总线上；多个执行模块、协调模块以及无线传输模块根据移动端的设定选择是否接收传感器数据，及选择是否执行一套相应的动作；云端处理平台通过无线传输模块接收总线上的信息，及通过内部大数据的计算产生一目标控制指令，以及通过总线将目标控制指令下发到执行模块、协调模块以及传感器采集模块；解决了物联网硬件开发人才短缺的问题，减少了企业在硬件开发方面的开发成本，降低了开发难度。

Description

一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，更具体地，涉及一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统。

背景技术

经过多年来的推广，物联网已较为成熟地运用于各行各业，如安防监控、智能电网、智能交通等。

目前物联网的开发都基本上是以嵌入式开发为主，需要将程序写入定制线路板上的单片机内，但往往这种结合在人员素质以及人员配合上的要求都比较高，企业所需要承担开发费用也越来越高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本实用新型的目的是提供一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统，解决了物联网硬件开发人才短缺的问题，减少了企业在硬件开发方面的开发成本，降低了开发难度。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统，包括多个传感器、多个传感器采集模块、多个执行模块、协调模块、无线传输模块以及云端处理平台，每一所述传感器与每一所述传感器采集模块连接，多个所述传感器采集模块、多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块均与总线连接，所述无线传输模块还连接有所述云端处理平台；其中，所述传感器采集模块将采集到的传感器数据上传至所述总线上；多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块根据移动端的设定选择是否接收所述传感器数据，及选择是否执行一套相应的动作；所述云端处理平台通过所述无线传输模块接收所述总线上的信息，及通过内部大数据的计算产生一目标控制指令，以及通过所述总线将所述目标控制指令下发到所述执行模块、协调模块以及传感器采集模块；其中，所述传感器的数据接口为RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口或开关量接口，所述数据接口在所述移动端进行配置，所述RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口以及开关量接口均支持连接所述传感器采集模块，所述传感器采集模块将通过所述数据接口接收到的所述传感器数据进行转化，并以固定的格式上传到所述总线上。

优选的，还包括移动端，所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块与所述移动端之间的无线数据传输方式为蓝牙、WIFI或者4G/5G中的任意一种或多种，所述移动端对所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块的执行条件进行设定。

优选的，所述移动端为手机、iPad或电脑。

优选的，所述协调模块通过所述移动端来设置总线上数据的优先顺序，或者通过上传到总线的数据长度和上传频率来判断各个模块是否存在异常

优选的，所述传感器为选自温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分温度传感器、土壤PH传感器和光照强度传感器中的一种或多种。

优选的，所述传感器为时钟传感器和GPS定位传感器。

本实用新型实施例的集成数据采集控制传输功能的实时性系统具有以下优点：简化了物联网中通过数据采集、执行控制、数据上传为一体的模式开发，大数据的算法主要集中在云端，通过高性能设备进行归纳计算，前端只执行云端所归纳出来的一些简单逻辑，相比普遍的定制化开发在减轻了硬件负担的情况下提高开发效率，极大程度上解决了物联网硬件开发人才短缺的问题，减少了企业在硬件开发方面的开发成本，降低了开发难度。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的集成数据采集控制传输功能的实时性系统的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的移动端和传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块的连接结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的传感器采集模块的数据上传示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的执行模块的工作流程图；

图5为本实用新型第一实施例提供的协调模块的工作流程图；

图6为本实用新型第一实施例提供的无线传输模块的数据上传示意图；

图7为本实用新型第一实施例提供的移动端配置界面示意图；

图8为本实用新型第一实施例提供的传感器采集模块配置界面示意图；

图9为本实用新型第一实施例提供的执行模块配置界面示意图；

图10为本实用新型第一实施例提供的协调模块配置界面示意图；

图11为本实用新型第一实施例提供的无线传输模块配置界面示意图；

图12为本实用新型第二实施例提供的集成数据采集控制传输功能的实时性系统的结构示意图；

图13为本实用新型第二实施例提供的传感器采集模块的规则配置流程图；

图14为本实用新型第二实施例提供的执行模块的规则配置流程图；

图15为本实用新型第三实施例提供的集成数据采集控制传输功能的实时性系统的结构示意图；

图16为本实用新型第三实施例提供的协调模块规则设定和运行流程示意图；

图17为本实用新型第三实施例提供的无线传输模块和云端处理平台的工作流程图；

图18为本实用新型第四实施例提供的集成数据采集控制传输功能的实时性系统的工作流程图；

图19为本实用新型第四实施例提供的采集模块与执行模块的工作流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的集成数据采集控制传输功能的实时性系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

第一实施例

如图1所示，一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统，包括多个传感器、多个传感器采集模块、多个执行模块、协调模块、无线传输模块以及云端处理平台，每一所述传感器与每一所述传感器采集模块连接，多个所述传感器采集模块、多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块均与总线连接，所述无线传输模块还连接有所述云端处理平台；其中，所述传感器采集模块将采集到的传感器数据上传至所述总线上；多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块根据移动端的设定选择是否接收所述传感器数据，及选择是否执行一套相应的动作；所述云端处理平台通过所述无线传输模块接收所述总线上的信息，及通过内部大数据的计算产生一目标控制指令，以及通过所述总线将所述目标控制指令下发到所述执行模块、协调模块以及传感器采集模块；其中，所述传感器的数据接口为RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口或开关量接口，所述数据接口在所述移动端进行配置，所述RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口以及开关量接口均支持连接所述传感器采集模块，所述传感器采集模块将通过所述数据接口接收到的所述传感器数据进行转化，并以固定的格式上传到所述总线上。

如图2所示，所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块与所述移动端之间的无线数据传输方式为蓝牙、WIFI或者4G/5G中的任意一种或多种，所述移动端对所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块的执行条件进行设定；其中，所述移动端为手机、iPad或电脑。

如图3所示，所述传感器采集模块将接收到的所述传感器数据进行转化，并以固定的格式上传到总线上，统一了传感器采集模块前端的传感器与后端的各个模块之间的通讯接口协议；同时传感器采集模块在数据上传到总线的过程中起到了一个过滤的作用，传感器检测到的数据定时上传至传感器采集模块，或者根据数据类型上传至传感器采集模块，移动端可以对传感器采集模块设定，从而可以判断传感器采集模块采集到的传感器数据是否进行上传。

如图4所示，执行模块连接在总线上，从总线上接收数据，各个执行模块通过移动端设定规则，当有数据进入总线时，执行模块可以自主的进行判断要不要下载数据，要不要根据数据执行相应的动作。

如图5所示，所述协调模块通过所述移动端来设置总线上数据的优先顺序，或者通过上传到总线的数据长度和上传频率来判断各个模块是否存在异常，从而对该数据进行屏蔽或者其他操作，继而形成了一套完善的物联网生态系统；具体的，协调模块主要作用于总线上，对总线上数据起到了协调监督的作用，保证整个物联网系统的稳定；协调模块根据检测数据的重要程度进行排序，对线上的负载进行监测，也可以不定时的去查询总线上的数据；在一般情况下协调模块不需要没有任何动作，但如果其他模块出现不正常的向总线上传数据或不停的去接收数据时，协调模块就会做出相应动作。协调模块在总线上使用规则也可以通过移动端去设定。

如图6所示，所述无线传输模块用于根据移动端设定的规制将总线上的数据进行筛选后上传到云端处理平台，并将云端处理平台制定的更优规则下发至总线。

如图7-11所示，移动端包含手机、iPad、电脑等，其可通过蓝牙、WiFi、usb串口与其他模块进行连接，可对传感器采集模块的接口、数据格式以及上传规则进行设定，也可对执行模块、无线传输模块接收数据的条件以及协调模块监测总线上数据的条件进行设定，手机端APP的使用极大程度上减少物联网系统硬件开发操作，降低对操作人员能力素质的要求。

除云端处理平台和移动端以外的其他模块都可以从总线接收数据，也可以往总线上发送数据，总线是数据传输的一种通道。

在本实施例中，所述云端处理平台由操作员控制指定规则，可以匹配采集模块接口的接口类型以及指令格式，对无线传输模块上传的采集信息量进行数据分析得到更加细化规则，再经由无线传输模块传至总线，从而实现对前端设备的控制。

在本实施例中，所述传感器为选自温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分温度传感器、土壤PH传感器和光照强度传感器中的一种或多种。

在本实施例中，所述传感器为时钟传感器和GPS定位传感器。

本实用新型集成数据采集控制传输功能的实时性系统的工作流程如下：

步骤一：通过协调模块对各个模块上传数据的顺序进行配置，保证数据有效运行，系统不会出现崩溃；

步骤二：通过移动端来选定需要配置的采集模块，并指定它的接口类型、指令格式、上传格则，选定对应的执行模块、指定规则和控制类型等；也可以通过云端处理平台来进行配置，然后通过无线传输模块下发至总线，最后到达相应的模块进行保存；

步骤三：对无线传输模块上传或者下发数据的规则进行配置，保证数据有效上传或下发；

步骤四：采集模块采集到信息量后，转换成一定的数据信息，根据自身的上传规则传到总线；

步骤五：无线传输模块根据规则将采集信息上传到云端处理平台，云端处理平台通过大数据分析并制定出专属于各模块的规则，再通过无线传输模块传到总线上，并下发到每个模块；

步骤六：执行模块根据接收规则去接收需要的数据信息，再按照执行规则控制后端设备。

第二实施例

如图12-14所示，以本实用新型集成数据采集控制传输功能的实时性系统应用在智慧农业领域为例说明。

传统农业产量易受产地、季节、天气情况的影响，产出效率低下，且投入成本高，行业前景不明朗，缺乏有效的管理，无法形成大规模的产业规模。在这种情况下，传统农业急需转型升级，节约成本，开拓新的消费市场。智慧农业是物联网技术在农业领域的应用，即通过传感器来实时采集温室大棚内各处的温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度以及光照强度等数值，通过大数据平台对数据进行分析，从而精准的控制各种设备的运转，保证农作物始终生存在一个合适生长的外部环境。

该系统可以使得智慧农业在硬件配置上特别的简单，智慧农业中运用的大量的传感器，例如温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分温度传感器、土壤PH传感器以及光照强度传感器等，还有其他用于监控的设备，这些传感器和设备都是通过一定的数据接口进行数据传输，此时该系统中的采集模块就可以根据传感器不同的数据接口进行一一配置，配置完成，这时传感器采集到的数据就会传入采集模块，采集模块又可以通过移动端的规则设定决定采集到的传感器数据是否上传到总线上，例如温湿度传感器就可以设定当大棚内的温度超过20℃时，采集模块才将温度的数据上传至总线，低于20℃不上传，也可以进行定时上传，比如规定一个小时上传一次，这样就不需要对采集模块的MCU进行读写了，极大程度上可以降低施工人员的素质。当采集模块将数据传输至总线上时，总线上所有连接的设备都可接收，协调模块对采集模块采集到的数据进行重要程度的排序，例如农作物受光照强度影响大，那采集模块采集到的光照强度传感器检测到的数据就相对其他数据重要，由此这个数据就通过协调模块进行设置可以在数据变化时，优先进行上传和接收处理；协调模块还可以对总线上其他模块上传的数据进行巡查和监督，如果有模块的上传数据出现了问题，协调模块可以第一时间终止该模块的数据上传，防止该系统中的数据传输出现拥堵，导致系统内部崩溃，起到对系统维稳的作用。该系统中的无线传输模块主要作用是总线上数据与后端数据处理平台之间的交互，总线上数据通过无线传输模块上传至云端处理平台，云端处理平台经过数据模型分析后，再将处理过的数据通过无线传输模块下发到总线上，继而下发到其他各个模块，从而实现对温室大棚内喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等配套设施的控制，最终实现温室大棚内生态环境的平衡。该系统还可以通过云端处理平台向管理者的移动通讯设备推送实时监测信息、报警信息，实现温室大棚信息化、智能化远程管理。

第三实施例

如图15-17所示，以本实用新型集成数据采集控制传输功能的实时性系统应用在智能车联管理领域为例说明。

随着城市现代化建设和经济的快速发展，自购车辆成本较高，会导致借款增加，使消费者面临现金流紧张等财务问题，而车辆租赁成本较低，可以有效降低消费者财务风险；并且车辆租赁公司会对租用车辆提供维修、保养和更换等一站式售后服务，导致车辆租赁市场需求日益强大，但由于租赁人员素质不一，车辆租赁行业存在着管理难的问题；智能车联管理系统是利用物联网技术实现对车辆的授权状态、车辆的运行情况以及车辆的位置信息进行实时监控，从而有效的解决了车辆租货行业管理难的问题，提升管理效率，节约管理成本。

该系统中主要的传感器分别是与授权状态关联的时钟传感器以及与车辆位置信息相关的GPS定位传感器。采集模块通过配置不同的数据接口类型分别与时钟传感器和GPS定位传感器进行连接来采集到该租赁授权状态和位置信息，由于该系统的硬件设备与车辆控制相连，这时采集模块就可以通过配置采集到租赁车辆内部的数据，从而了解到租赁车辆的运行状态和使用情况。这时移动端就可以对采集模块上传规则进行设置，考虑到租赁行业的特殊性，采集模块的数据上传都是实时上传至总线，无线传输模块通过总线将接收到的信息直接上传至云端处理平台，云端处理平台就可以结合租赁者还车时间、归还后的车辆状态和平时的缴费情况，区分出优质和劣质客户，制定出更适合不同客户类型的租赁方案，区别化对待不同客户；云端处理平台也可以通过采集到的租赁车辆实时的GPS位置，在确定车辆位置的同时，还可以下发指令形成一个电子围栏，当租赁者驾驶租赁车辆离开这个区域时，云端处理平台直接下发指令解除授权，从而降低租赁行业的管理成本。云端处理平台还可以通过移动网络提醒租赁者租赁车辆的状态信息。

第四实施例

如图18-19所示，以本实用新型集成数据采集控制传输功能的实时性系统应用在自动锁螺丝机领域为例说明。

螺丝是一种十分普遍的零件，小到电子行业，大到重工业，都少不了要应用到。随着现代工业的发展，自动锁螺丝机应运而生了，它可以代替传统手工拧螺丝，帮助众多中小型企业解决人力资源短缺等问题。自动锁螺丝机是通过各类电动、气动元器件实现螺丝的自动输送、拧紧、检测等工序，通过设备来简化螺丝紧固工序，达到减少人工数量、提高产品质量、提高产品一致性、降低产品的不良率、降低企业劳动成本的效果。自动锁螺丝机是一种典型的非标自动化设备，便于管理。

自动锁螺丝机是通过控制多个不同功能的电机实现的。在该套设备中主要由采集模块和执行模块组成，采集模块通过数据配置，对设备中各个节点的开关量信号进行采集上传至总线，执行模块根据采集模块上传的数据对各个电机进行开关操作；在此设备中，通过采集模块采集料斗是否满料，来决定执行模块是否进行报警提示，是否下发指令到执行模块，从而实现对电机的控制；还通过采集模块对多个数据信号的采集，来决定是否执行接下来的动作。移动端直接可以对采集模块和执行模块进行配置。协调模块对总线上的数据进行监控、协调，防止在数据传输过程中系统出现崩溃。

本实用新型实施例的集成数据采集控制传输功能的实时性系统具有以下优点：简化了物联网中通过数据采集、执行控制、数据上传为一体的模式开发，大数据的算法主要集中在云端，通过高性能设备进行归纳计算，前端只执行云端所归纳出来的一些简单逻辑，相比普遍的定制化开发在减轻了硬件负担的情况下提高开发效率，极大程度上解决了物联网硬件开发人才短缺的问题，减少了企业在硬件开发方面的开发成本，降低了开发难度。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，包括多个传感器、多个传感器采集模块、多个执行模块、协调模块、无线传输模块以及云端处理平台，每一所述传感器与每一所述传感器采集模块连接，多个所述传感器采集模块、多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块均与总线连接，所述无线传输模块还连接有所述云端处理平台；其中，所述传感器采集模块将采集到的传感器数据上传至所述总线上；多个所述执行模块、协调模块以及无线传输模块根据移动端的设定选择是否接收所述传感器数据，及选择是否执行一套相应的动作；所述云端处理平台通过所述无线传输模块接收所述总线上的信息，及通过内部大数据的计算产生一目标控制指令，以及通过所述总线将所述目标控制指令下发到所述执行模块、协调模块以及传感器采集模块；

其中，所述传感器的数据接口为RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口或开关量接口，所述数据接口在所述移动端进行配置，所述RS458接口、RS232接口、TTL接口、CAN接口以及开关量接口均支持连接所述传感器采集模块，所述传感器采集模块将通过所述数据接口接收到的所述传感器数据进行转化，并以固定的格式上传到所述总线上。

2.根据权利要求1所述的集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，还包括移动端，所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块与所述移动端之间的无线数据传输方式为蓝牙、WIFI或者4G/5G中的任意一种或多种，所述移动端对所述传感器采集模块、执行模块、协调模块及无线传输模块的执行条件进行设定。

3.根据权利要求2所述的集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，所述移动端为手机、iPad或电脑。

4.根据权利要求2所述的集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，所述协调模块通过所述移动端来设置总线上数据的优先顺序，或者通过上传到总线的数据长度和上传频率来判断各个模块是否存在异常。

5.根据权利要求1所述的集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，所述传感器为选自温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分温度传感器、土壤PH传感器和光照强度传感器中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的集成数据采集控制传输功能的实时性系统，其特征在于，所述传感器为时钟传感器和GPS定位传感器。

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