本实用新型专利技术涉及一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置。本实用新型专利技术结构为ZigBee协调器连接ZigBee数据采集模块，ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块、Wi‑Fi传输模块分别连接可编辑逻辑器件模块，电脑与Wi‑Fi传输模块均线连接。本实用新型专利技术克服了难于普及应用，不适应于生产现场、野外和边远地区等环境的应急监测，搭建有线网络困难的缺陷。本实用新型专利技术通过Wi‑Fi连接上位机，实现环境的实时监测，适用于生产现场、野外、边远地区等需要进行实时监测的场合，具有十分广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及环境监测和无线通信
，尤其涉及一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置。
技术介绍
水质污染、噪声污染、空气污染和其他环境问题已成为不可忽视的问题。在本技术专利技术之前，目前的环境监测还存在着如下缺陷：(1)目前采用的精密仪器和自动监测系统大多依靠进口，且部分精密仪器工作条件要求比较高，需安装于实验室，难于普及应用，尤其不适应于生产现场、野外和边远地区等环境的应急监测。(2)现有很多环境监测系统采用的是有线或有线加调制解调器或光纤等通讯方式，但是在环境监控系统中，很多监控点必须是野外、企业排污点等无人值守的搭建有线网络困难的环境。综上，无线化、智能化、微型化、集成化、网络化是环境监测系统的发展趋势。而基于片上系统的物联网智能汇聚终端可改变当前滞后的环境监测技术，解决环境监测中遇到的困难和难题，并特有的微型化及智能化属性，现已成为环境监测领域研究的热点。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服上述缺陷，研制一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置。本技术的技术方案是：一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，有麦克风连接语音分贝检测模块、摄像头、电脑，其主要技术特征在于ZigBee协调器连接ZigBee数据采集模块，ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块、Wi-Fi传输模块分别连接可编辑逻辑器件模块，电脑与Wi-Fi传输模块均线连接。所述ZigBee数据采集模块与前端ZigBee协调器采用主从结构的串口通信。所述ZigBee协调器中的收发引脚及地脚与所述ZigBee数据采集模块中的发收引脚及地脚对应连接，实现串口通信。所述Wi-Fi传输模块是采用UDP协议与电脑进行通信连接的。所述摄像头模块与前端摄像头是以集成电路总线方式相连，摄像头的SDA和SCL引脚分别与所述摄像头模块中的模拟实现的SDA和SCL引脚对应连接。所述Wi-Fi传输模块与前端Wi-Fi设备是以串行外设接口的方式相连，Wi-Fi中的CS，SCLK，SDI，SDO引脚分别与所述Wi-Fi传输模块中的模拟实现的CS，SCLK，SDO，SDI引脚对应连接，实现串行外设接口通信。所述可编辑逻辑器件模块包含对数据进行处理的软核和缓存的存储器单元。所述语音分贝检测模块与前端麦克风是通过输入/输出端口方式直接相连。本技术的有益效果是，本技术基于片上系统的物联网智能汇聚终端设计装置采用ZigBee数据采集模块接收从ZigBee协调器处的环境数据信息、采用语音分贝检测模块接收麦克风采集的噪声数据和采用摄像头模块接收摄像头
采集的图像数据，此三类数据均由可编辑逻辑器件模块进行处理，并通过Wi-Fi连接上位机，实现环境的实时监测。本技术适用于生产现场、野外、边远地区等需要进行实时监测的场合，具有十分广阔的应用前景。附图说明图1——本技术硬件框架示意图。图2——本技术中可编辑逻辑器件模块工作流程示意图。图3——本技术中ZigBee数据采集模块工作流程示意图。图4——本技术中语音分贝检测模块工作流程示意图。图5——本技术中摄像头模块工作流程示意图。图6——本技术中Wi-Fi传输模块接收数据的工作流程示意图。图7——本技术中Wi-Fi传输模块发送数据的工作流程示意图。具体实施方式本技术的技术思路是：以可编辑逻辑器件为核心，借助于前端ZigBee星型网络的数据输入，利用Wi-Fi通信技术以UDP协议与上位机进行数据通信，完成基于片上系统的物联网智能汇聚终端设计装置的设计，实现环境的实时监测，有效解决现有技术的不足。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。由图1所示，本技术以FPGA中的Artix-7为核心控制单元。本技术的ZigBee数据采集模块与前端ZigBee协调器是以串口方式相连，ZigBee协调器中的收发引脚及地脚与所述ZigBee数据采集模块中的发收引脚及地脚对应连接，实现串口通信；本技术的语音分贝检测模块与前端麦克风是通过输入/输出端口方式直接相连；本技术的摄像头模块与前端摄像头是以集成电路总线方式相连，摄像头的SDA和SCL引脚分别与所述摄像头模块中的模拟实现的SDA和SCL引脚对应连接，实现集成电路总线通信；本技术的Wi-Fi传输模块与前端Wi-Fi设备是以串行外设接口的方式相连，Wi-Fi中的CS，SCLK，SDI，SDO引脚分别与所述Wi-Fi传输模块中的模拟实现的CS，SCLK，SDO，SDI引脚对应连接，实现串行外设接口通信；本技术中的ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块和Wi-Fi传输模块分别与可编辑逻辑器件模块相连；所述可编辑逻辑器件模块包含对数据进行处理的软核和缓存的存储器单元；Wi-Fi传输模块包含串行外设接口及存储数据信息的闪存，且与上位机是以采用UDP协议相连；本技术中的可编辑逻辑器件模块、ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块和Wi-Fi传输模块均进行外部电源供电。本技术应用过程说明。图2是本技术中可编辑逻辑器件模块工作流程图，用于实现数据收发和处理。如图2所示，工作流程包括：2101、所述可编辑逻辑器件模块上电后进行系统初始化，然后对各模块进行初始化，包括通用输入/输出端口初始化，块存储初始化，轻量级串口初始化，串行外设接口初始化，中断初始化，闪存初始化以及摄像头初始化和Wi-Fi的初始化。2102、所述可编辑逻辑器件模块等待计算机远程端点接入。2103、若远程端点接入所述可编辑逻辑器件模块，则执行步骤2104，否则
执行步骤2102，继续等待远程端点接入。2104、所述可编辑逻辑器件模块依次检查串口、摄像头、麦克风和Wi-Fi。2105、如果有数据，则执行步骤2106，否则执行步骤2104，继续检查串口、摄像头、麦克风。2106、所述可编辑逻辑器件模块通过Wi-Fi发送数据至计算机。2107、所述可编辑逻辑器件模块检查Wi-Fi是否收到数据。如果收到数据，则执行步骤2108，否则执行步骤2104，继续检查串口、摄像头、麦克风和Wi-Fi。2108、所述可编辑逻辑器件模块根据Wi-Fi数据内容驱动舵机。图3是本技术中ZigBee数据采集模块工作流程图，用于实现从ZigBee协调器采集节点数据信息。如图2所示，工作流程包括：2201、所述ZigBee数据采集模块向ZigBee协调器发送握手请求命令。2202、等待ZigBee协调器响应握手请求，判断接收的协调器响应是否正确，若ZigBee协调器响应正确则握手成功，则执行步骤2203，否则握手失败。2203、所述ZigBee数据采集模块向ZigBee协调器发送采集数据请求。2204、ZigBee协调器回应请求，发送采集数据给ZigBee数据采集模块，ZigBee数据采集模块接收数据并放入用户自定义缓冲区。图4是本技术中语音分贝模块工作流程图，用于接收麦克风采集的噪声数据并进行处理。如图4所示，工作流程包括：2301、本模块对麦克风采集的噪声数据进行模数转换的处理，得到8bit的噪声数据。2302、将进行A率整形使测量得到的噪声分贝值更本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，有麦克风连接语音分贝检测模块、摄像头、电脑，其特征在于ZigBee协调器连接ZigBee数据采集模块，ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块、Wi‑Fi传输模块分别连接可编辑逻辑器件模块，电脑与Wi‑Fi传输模块均线连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，有麦克风连接语音分贝检测模块、摄像头、电脑，其特征在于ZigBee协调器连接ZigBee数据采集模块，ZigBee数据采集模块、语音分贝检测模块、摄像头模块、Wi-Fi传输模块分别连接可编辑逻辑器件模块，电脑与Wi-Fi传输模块均线连接。2.根据权利要求1所述的一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，其特征在于所述ZigBee数据采集模块与前端ZigBee协调器采用主从结构的串口通信。3.根据权利要求1所述的一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，其特征在于所述ZigBee协调器中的收发引脚及地脚与所述ZigBee数据采集模块中的发收引脚及地脚对应连接，实现串口通信。4.根据权利要求1所述的一种基于片上系统的物联网智能汇聚终端装置，其特征在于所述Wi-Fi传输模块是采用UDP协议与电脑进行通信连接的。5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，陈万培，赵甜甜，武雅倩，汪正勇，张雷，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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