一种用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法，包括：多个数据采集器和用于与服务器通讯连接的集中器网关，多个数据采集器分别与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；其中，数据采集器用于采集感知层设备的数据并将感知层设备的数据通过ZIGBEE技术传输至集中器网关上，或将下发的控制指令写入到感知层设备上；集中器网关用于将接收到的感知层设备的数据通过MQTT协议实时发布到服务器上，或实时订阅服务器下发的控制指令数据，并将控制指令通过ZIGBEE技术发送到指定的数据采集器上。本发明专利技术能够实现对不同数量的感知层设备进行实时的远程数据采集和控制，而且适用于地理位置分散的多个感知层设备。适用于地理位置分散的多个感知层设备。适用于地理位置分散的多个感知层设备。

【技术实现步骤摘要】
一种用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及感知层设备的数据采集和控制
，尤其涉及一种用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法。

技术介绍

[0002]当前全国范围内的高校和研究院所，虽都有一定的信息化和智能化应用基础，但应用系统或平台都是依据业务划分由不同的厂家承建，业务、数据呈分散状，其互联互通与融合使用比较困难。现有的数据采集与控制装置都是通过一对多的方式与感知设备进行通讯，随着感知设备的增加，轮询的时间延长，导致感知设备数据采集实时性不高。而目前通常的做法就是减少设备数量或将感知设备进行分组以提高采集的实时性，感知层设备的数量受到影响；而且感知层设备型号多样、物理接口多样、设备地理位置分散等问题，导致数据信息孤岛，无法适应异构多源数据的需求场景。

技术实现思路

[0003]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法。
[0004]本专利技术提出的一种用于感知层设备的数据采集和控制装置，包括：多个数据采集器和用于与服务器通讯连接的集中器网关，多个数据采集器分别与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；其中，数据采集器用于采集感知层设备的数据并将感知层设备的数据通过ZIGBEE技术传输至集中器网关上，或将下发的控制指令写入到感知层设备上；集中器网关用于将接收到的感知层设备的数据通过MQTT协议实时发布到服务器上，或实时订阅服务器下发的控制指令数据，并将控制指令通过ZIGBEE技术发送到指定的数据采集器上。
[0005]优选地，数据采集器包括：第一主控CPU模块、GPIO端口模块、ADC端口模块、串行端口模块、第一以太网端口模块和第一ZIGBEE模块；GPIO端口模块、ADC端口模块、串行端口模块、第一以太网端口模块和第一ZIGBEE模块分别与第一主控CPU模块电连接；其中，GPIO端口模块具有GPIO端口，GPIO端口用于连接感知层设备并采集数据；ADC端口模块具有ADC端口，ADC端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；串行端口模块包括RS232/RS485/RS422串行端口，RS232/RS485/RS422串行端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；第一以太网端口模块具有以太网端口，以太网端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；
第一主控CPU模块用于将采集到的数据进行处理；第一ZIGBEE模块与第一主控CPU模块电连接，第一ZIGBEE模块与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；第一ZIGBEE模块用于将处理后的数据传输给集中器网关，或将下发的控制指令发送至第一主控CPU模块中。
[0006]优选地，第一ZIGBEE模块用于与集中器网关通过请求
‑
应答模式建立第一通信关系，第一通信关系以心跳保活机制进行实时确认。
[0007]优选地，还包括第一电源模块、第一下载电路模块、第一复位电路模块、第一实时时钟电路模块、第一指示灯模块、第一USB Device端口模块、第一USB HOST端口模块和第一存储模块，第一电源模块、第一下载电路模块、第一复位电路模块、第一实时时钟电路模块、第一指示灯模块、第一USB端口模块和第一存储模块分别与第一主控CPU模块电连接。
[0008]优选地，第一指示灯模块包括电源指示灯、网络指示灯和工作指示灯，电源指示灯、网络指示灯和工作指示灯分别与第一主控CPU模块电连接。
[0009]优选地，集中器网关包括第二主控CPU模块、第二ZIGBEE模块和网络通讯模块，第二ZIGBEE模块、第二主控CPU模块和网络通讯模块依次电连接；其中，第二ZIGBEE模块用于通过ZIGBEE技术与第一ZIGBEE模块进行无线通讯；网络通讯模块用于与服务器通过MQTT协议建立通讯连接。
[0010]优选地，网络通讯模块包括第二以太网端口模块或/和WIFI模块。
[0011]优选地，网络通讯模块用于与服务器通过请求
‑
应答模式建立第二通信关系，第二通信关系以心跳保活机制进行实时确认。
[0012]优选地，还包括第二电源模块、第二下载电路模块、第二复位电路模块、第二实时时钟电路模块、第二指示灯模块、第二USB Device端口模块、第二USB HOST端口模块和第二存储模块，第二电源模块、第二下载电路模块、第二复位电路模块、第二实时时钟电路模块、第二指示灯模块、第二USB Device端口模块、第二USB HOST端口模块和第二存储模块分别与第二主控CPU模块电连接。
[0013]本专利技术还提出了一种用于感知层设备的数据采集和控制方法，应用于上述任意一项所述的数据采集和控制装置，包括以下步骤：获取目标感知层设备的类型和目标感知层设备的设备接口类型；根据获取的目标感知层设备的类型和目标感知层设备的设备接口类型，对数据采集器和集中器网关进行通讯配置；利用数据采集器根据预先设定的采集频率对目标感知层设备进行数据采集，将采集到的数据按照一定的格式进行编码，并将被编码的数据通过ZIGBEE技术上传至集中器网关；利用集中器网关将接收的被编码的数据通过MQTT协议实时发布到服务器上 ；利用服务器将接收的被编码的数据按照一定的格式进行解析和入库并生成相应的控制指令，将控制指令发送至集中器网关上；利用集中器网将接收的控制指令通过ZIGBEE技术下发至指定的数据采集器上；利用指定的数据采集器将接收的控制指令写入到目标感知层设备上，实现对目标感知层设备的控制。
[0014]本专利技术中，所提出的用于感知层设备的数据采集和控制装置及方法，通过数据采集器与集中器网关的配合能够实现对不同数量的感知层设备进行实时的远程数据采集和控制，并能够在现场端根据服务器下发的控制指令实现对采集的数据进行分析和处理，而且适用于地理位置分散的多个感知层设备。
附图说明
[0015]图1为本专利技术提出的一实施例中的数据采集和控制装置的连接示意图。
[0016]图2为本专利技术提出的一实施例中的数据采集器的结构框图。
[0017]图3为本专利技术提出的一实施例中的集中器网关的结构框图。
[0018]图4为本专利技术提出的一实施例中的数据采集和控制方法的流程图。
具体实施方式
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0020]参照图1，本专利技术提出的一种用于感知层设备的数据采集和控制装置，包括：包括：多个数据采集器和用于与服务器通讯连接的集中器网关，多个数据采集器分别与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；其中，数据采集器用于采集感知层设备的数据并将感知层设备的数据通过ZIGBEE技术传输至集中器网关上，或将下发的控制指令写入到感知层设备上；集中器网关用于将接收到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感知层设备的数据采集和控制装置，其特征在于，包括：多个数据采集器和用于与服务器通讯连接的集中器网关，多个数据采集器分别与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；其中，数据采集器用于采集感知层设备的数据并将感知层设备的数据通过ZIGBEE技术传输至集中器网关上，或将下发的控制指令写入到感知层设备上；集中器网关用于将接收到的感知层设备的数据通过MQTT协议实时发布到服务器上，或实时订阅服务器下发的控制指令数据，并将控制指令通过ZIGBEE技术发送到指定的数据采集器上。2.根据权利要求1所述的用于感知层设备的数据采集和控制装置，其特征在于，数据采集器包括：第一主控CPU模块、GPIO端口模块、ADC端口模块、串行端口模块、第一以太网端口模块和第一ZIGBEE模块；GPIO端口模块、ADC端口模块、串行端口模块、第一以太网端口模块和第一ZIGBEE模块分别与第一主控CPU模块电连接；其中，GPIO端口模块具有GPIO端口，GPIO端口用于连接感知层设备并采集数据；ADC端口模块具有ADC端口，ADC端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；串行端口模块包括RS232/RS485/RS422串行端口，RS232/RS485/RS422串行端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；第一以太网端口模块具有以太网端口，以太网端口用于连接感知层设备并采集数据，或将第一主控CPU模块中的下发的控制指令写入到感知层设备上；第一主控CPU模块用于将采集到的数据进行处理；第一ZIGBEE模块与第一主控CPU模块电连接，第一ZIGBEE模块与集中器网关通过ZIGBEE技术进行无线通讯；第一ZIGBEE模块用于将处理后的数据传输给集中器网关，或将下发的控制指令发送至第一主控CPU模块中。3.根据权利要求2所述的用于感知层设备的数据采集和控制装置，其特征在于，第一ZIGBEE模块用于与集中器网关通过请求
‑
应答模式建立第一通信关系，第一通信关系以心跳保活机制进行实时确认。4.根据权利要求2所述的用于感知层设备的数据采集和控制装置，其特征在于，还包括第一电源模块、第一下载电路模块、第一复位电路模块、第一实时时钟电路模块、第一指示灯模块、第一USB Device端口模块、第一USB HOST端口模块和第一存储模块，第一电源模块、第一下载电路模块、第一复位电路模块、第一实时时钟电路模块、第一指示灯模块、第一USB Device端口模块、第一USB HOST...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志强，高孙权，
申请(专利权)人：安徽朋德信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：