一种超低功耗工业无线数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术属于数据采集技术领域，具体涉及一种超低功耗工业无线数据采集系统，所述采集系统包括无线数据采集单元、簇头单元组件及汇聚单元组件，所述无线数据采集单元通过无线射频连接簇头单元组件，所述簇头单元组件通过另一无线射频连接操作室内的汇聚单元组件上，所述汇聚单元组件连接上位机；所述簇头单元组件包括无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元；所述汇聚单元组件包括无线汇聚单元及冗余汇聚单元，本实用新型专利技术的有益效果：通过设置多个无线接收单元扩大了天线传输的覆盖范围，同时通过多种不同的传输方式，多种传输方式相互不影响，使得整个系统更加稳定。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于数据采集
，具体涉及一种超低功耗工业无线数据采集系统。
技术介绍
工业数据采集是现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带，建立和完善自动数据采集系统已成为制造工业企业信息化建设的重点。目前，许多企业在数据采集的各环节工作中，通常使用传感器加采集设备，采集到的数据通常由线缆传送至计算机终端，数据具有滞后性，起不到实时报警功能，线缆布线安装繁琐、扩展性差、成本高。另外，由于工业数据采集设备的安装条件限制较多，无法在任何地方都使用输电线供电，所以数据采集设备通常采用电池供电，而安装条件的限制会导致更换电池非常困难，所以这就对数据采集设备功耗提出了更高的要求。
技术实现思路
为了有效解决上述问题，本技术提供一种实时数据采集、实时报警、无线数据传输以及低功耗的数据采集系统。一种超低功耗工业无线数据采集系统，所述采集系统包括无线数据采集单元、簇头单元组件及汇聚单元组件，所述无线数据采集单元通过433MHz无线射频连接簇头单元组件，所述簇头单元组件通过2.4GHz无线射频连接操作室内的汇聚单元组件上，所述汇聚单元组件连接上位机；所述簇头单元组件包括无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元；所述汇聚单元组件包括无线汇聚单元及冗余汇聚单元。进一步地，所述无线数据采集单元包括数据采集传感器、数据采集单片机、数据采集单元的433M射频模块及电池，所述数据采集传感器通过I/O 口连接数据采集单片机，所述数据采集单片机连接数据采集单元的433M射频模块；所述数据采集单元的433M射频模块与簇头单元组件连接。进一步地，所述无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元均包括簇头单元Mash模块、簇头单元433M射频模块、簇头单元单片机及簇头单元电源接口，所述簇头单元433M射频模块与无线数据采集单元的433M射频模块连接通信，所述簇头单元433M射频模块通过串口连接所述簇头单元单片机；所述簇头单元单片机通过另一串口连接簇头单元Mesh模块；簇头单元Mesh模块与汇聚单元组件连接。进一步地，所述无线汇聚单元及冗余汇聚单元均包括汇聚单元Mesh模块、串转网模块、汇聚单元433M射频模块、汇聚单元单片机、汇聚单元电源接口及网口，所述汇聚单元Mesh模块与簇头单元Mesh模块连接；所述汇聚单元单片机分别与汇聚单元Mesh模块、串转网模块一端及汇聚单元433M射频模块连接；串转网模块另一端与网口连接。本技术的有益效果:通过设置多个无线接收单元扩大了天线传输的覆盖范围，同时通过多种不同的传输方式，多种传输方式相互不影响，使得整个系统更加稳定，应用I/o引脚供电，可控制外设的工作和停止，降低了功耗。【附图说明】图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的无线簇头单元的结构及数据流向示意图；图3为本技术的无线汇聚结点的结构及数据流向示意图；图4为本技术的无线汇聚单元-无线簇头单元频分协议示意图。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。如图1所示，为本技术提供的一种超低功耗工业无线数据采集系统，所述系统包括无线数据采集单元1、簇头单元组件2及汇聚单元组件3，其中所述无线数据采集单元I将采集到的数据通过433MHz无线射频发送到簇头单元组件2，所述簇头单元组件2将接收到的数据通过2.4GHz无线射频发送到操作室内的汇聚单元组件3上，所述汇聚单元组件3将接收到的数据通过网络传给上位机。所述无线数据采集单元I位于工业生产中所需要采集数据的装置上，具有N个测点，测点可以有N个，无线数据采集单元将采集数据、单元号、组号、采集周期等数据传输到簇头单元组件；所述簇头单元组件包括无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元，其中一个无线簇头单元大约管理N/L个无线数据采集单元I，总体分为L个簇；所述簇头单元组件2位于被检测装置附近的位置，便于收集附近的无线数据采集单元I发送的数据；所述汇聚单元组件3位于操作室内，所述汇聚单元组件3包括冗余汇聚单元及无线汇聚单元。如图2所示，为本技术系统中无线数据采集单元的结构示意图，所述无线数据采集单元I包括数据采集传感器14、数据采集单片机12、数据采集单元的433M射频模块13及电池11，所述电池11进行对无线数据采集单元I进行供电，所述数据采集传感器14采集到的数据通过I/O 口传给数据采集单片机12 ;数据采集单片机12通过串口与射频进行通信并将采集到的数据或报警值发送给数据采集单元的433M射频模块13 ;数据采集单元的433M射频模块13使用433MHz频率与无线簇头单元433M射频模块21进行通信并发送从数据采集单片机12接收到的数据和报警值。如图3所示，为本技术系统中无线簇头单元的结构示意图，所述无线簇头单元包括簇头单元Mash模块24、簇头单元433M射频模块21、簇头单元单片机22及簇头单元电源接口 23，簇头单元433M射频模块21使用433MHz频率与数据采集单元的433M射频模块13进行通信将接收到的数据或报警值通过串口传送给簇头单元单片机22 ;簇头单元单片机22通过串口与簇头单元Mesh模块24进行通信并将采集到的数据或报警值发送给簇头单元Mesh模块24 ;簇头单元Mesh模块24使用2.4GHz频率与无线汇聚单元中的汇聚单元Mesh模块36进行通信并发送从簇头单元单片机22中接收到的数据或报警值。所述冗余簇头单元及无线报警单元与无线簇头单元结构相同，其区别在于所述冗余簇头单元用于备份，无线报警单元用于报警；所述无线数据采集单元在高温情况下，通过单片机内设置简单的触发反射，切换信道，向无线报警单元发送数据，无线报警单元再把数据传给无线汇聚单元实现报警。如图4所示，为本技术系统中无线汇聚单元的结构示意图，所述无线汇聚单元包括汇聚单元Mesh模块36、串转网模块35、汇聚单元433M射频模块31、汇聚单元单片机32、汇聚单元电源接口 33及网口 34，所述汇聚单元Mesh模块36使用2.4GHz频率与簇头单元Mesh模块24进行通信接收其发送的数据或报警值；汇聚单元单片机32通过串口与汇聚单元Mesh模块36进行通信并接收汇聚单元Mesh模块36发送的温度数据和其他信息；串转网模块35通过串口与汇聚单元单片机32，接收汇聚单元单片机32发送的数据或报警值并通过以太网口 34和网线传送到上位机。【主权项】1.一种超低功耗工业无线数据采集系统，其特征在于，所述采集系统包括无线数据采集单元、簇头单元组件及汇聚单元组件，所述无线数据采集单元通过433MHz无线射频连接簇头单元组件，所述簇头单元组件通过2.4GHz无线射频连接操作室内的汇聚单元组件上，所述汇聚单元组件连接上位机； 所述簇头单元组件包括无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元；所述汇聚单元组件包括无线汇聚单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低功耗工业无线数据采集系统，其特征在于，所述采集系统包括无线数据采集单元、簇头单元组件及汇聚单元组件，所述无线数据采集单元通过433MHz无线射频连接簇头单元组件，所述簇头单元组件通过2.4GHz无线射频连接操作室内的汇聚单元组件上，所述汇聚单元组件连接上位机；所述簇头单元组件包括无线簇头单元、冗余簇头单元及无线报警单元；所述汇聚单元组件包括无线汇聚单元及冗余汇聚单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓彤，田野，万亚东，王鹏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11