一种感知数据和控制信息的汇聚传输装置及其方法制造方法及图纸

技术编号:12312178 阅读:128 留言:0更新日期:2015-11-11 20:04
本发明专利技术涉及一种感知数据和控制信息的汇聚传输装置及其方法,其特征在于,包括微处理器、无线采集模块、存储模块、隔离模块和通讯模块;所述微处理器的采集端连接所述无线采集模块,其通讯端通过通讯模块连接服务器端中间件,所述微处理器的控制端通过所述隔离模块与PLC相连,其存储端通过SPI接口连接所述存储模块;所述微处理器含有:信息分配写入装置,子任务创建装置,感知数据采集处理传输装置,中间件端PLC控制指令监听装置,PLC反馈状态上传装置。该装置可以在农业领域中进行环境变量的全面感知、所遇问题的科学决策和相关设备的精准控制,并最终实现三位一体的应用模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汇聚传输装置及其方法,尤其是一种用于农业信息化感知数据和 控制信息的汇聚传输装置及其方法,属于农业信息化

技术介绍
据申请人了解,随着信息科学技术不断发展以及在农业领域的广泛应用,农业信 息化在现代农业发展进程中的作用日益凸显,已经成为融入农业产业中最活跃的生产力要 素,现代农业发展迫切需要信息技术武装,农业发展方式转变也需要应用信息技术来做有 力支撑。然而,由于农业信息化应用不断深入,迫切需要发展农业领域中全面感知、科学决 策、精准控制三位一体应用模式,进而形成知识库加推理机模式的现代农业专家系统,最终 实现智慧农业,来促进现代农业可持续发展。现有技术尚未全面涉及现代农业三位一体应 用模式,如专利"一种农田作物生长信息网络化采集系统及其构建方法"(CN 103024939 A) 和"用于温室环境信息远程监测的无线传感器网络汇聚节点"(CN 203675334 U)利用无线 传感网络将感知层数据进行汇聚传输;而有的在ZigBee网络中进行感知数据和控制指令 的汇聚传输,如专利"一种葡萄园智控装置"(CN 203520151 U),上述方法及设备均未全面 涉及农业三位一体应用模式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述现有技术存在的问题,提出一种感知数据和控制信 息的汇聚传输装置及其方法,可以在农业领域中进行环境变量的全面感知、所遇问题的科 学决策和相关设备的精准控制,并最终实现三位一体的应用模式。 为了达到以上目的,本专利技术的一种感知数据和控制信息的汇聚传输装置,包括微 处理器、无线采集模块、存储模块、隔离模块和通讯模块;微处理器的采集端连接无线采集 模块,其通讯端通过通讯模块连接服务器端中间件,微处理器的控制端通过隔离模块与PLC 相连,其存储端通过SPI接口连接存储模块;微处理器含有: 信息分配写入装置,用以对无线采集模块的各集成传感器进行ZigBee地址分配,并写 入连接的服务器端中间件的IP和端口号、连接的PLC的数量和相应的modbus地址; 子任务创建装置,用以对汇聚传输装置进行初始化并创建子任务,子任务包括:感知数 据采集处理传输子任务、中间件端PLC控制指令监听子任务和PLC反馈状态上传子任务; 感知数据采集处理传输装置,用以通过信息写入分配装置中分配的ZigBee网络以采 集各集成传感器获取的的感知数据,再通过通讯模块以16进制格式将采集的感知数据上 传至服务器端中间件,最后,将感知数据与存储设备中设定好的阀值进行对比,若超出阀值 范围,则发送控制指令至PLC控制机启动相关电机,若没有超出阀值范围,则保持与PLC相 连设备的现有情况; 中间件端PLC控制指令监听装置,用以建立微处理器与服务器端中间件之间指定IP和 端口连接,且每隔一分钟发送心跳包数据以维持连接,当服务器端中间件发送十六进制控 制指令时,对十六进制控制命令进行解析,若指令正确则将该指令转换成modbus-rtu协议 下的指令格式,发送到相应modbus地址下的PLC控制机以执行相关线圈的开关操作; PLC反馈状态上传装置,用以在每隔30秒,利用modbus-rtu协议下的OxlO指令获取 PLC实时状态反馈量,并将状态反馈量转换为微处理器和服务器中间件的十六进制通信协 议格式。 本专利技术的优选方案是:无线采集模块通过串口连接微处理器的采集端,并通过 ZigBee网络采集感知数据和数据传输,用以采集感知数据。 优选地,隔离模块采用485/232隔离模块,485/232隔离模块通过485总线接口和 485-232转换接口分别与PLC控制模块相连,用以将微处理器处理的数据发送至PLC控制模 块,并将PLC控制模块的指令执行反馈信息和工作状态信息传输至微处理器上。 优选地,存储模块包括大容量存储器和外部总线读写存储器,大容量存储器用以 感知数据、阀值和用户配置数据的存储,外部总线读写存储器用以协议转换关系和相关算 法的存储。 优选地,通讯模块包括GPRS-DTU通讯模块和以太网通讯模块,GPRS-DTU模块和以 太网通讯模块分别与微处理器相连; GPRS-DTU通讯模块用以建立汇聚终端和服务器端的无线网络连接,实现基于TCP/IP 协议下感知数据和控制信息的汇聚传输处理,可以使用3G-DTU/4G-DTU模块进行无缝替 换; 以太网通讯模块用以建立汇聚终端和服务器端的有线网络连接,同理实现基于TCP/IP 协议下感知数据和控制信息的汇聚传输处理。 优选地,微处理器上连接USB串口模块,USB串口模块用以处理器程序下载、系统 时间的设定、工作状态信息打印。 优选地,微处理器的显示端连接状态指示灯模块,状态指示灯模块包括电源指示 灯、系统运行指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯。 优选地,微处理器采用STM32F103RFT6,无线采集模块的射频收发芯片采用 AT86RF212B。 -种感知数据和控制信息的汇聚传输装置的汇聚传输方法,在微处理器、无线采 集模块、存储模块、隔离模块和通讯模块构成的装置中;微处理器的采集端连接无线采集模 块,其通讯端通过通讯模块连接服务器端中间件,微处理器的控制端通过隔离模块与PLC 相连,其存储端通过SPI接口连接存储模块;微处理器运行如下步骤: 信息分配写入步骤,用以对无线采集模块的各集成传感器进行ZigBee地址分配,并写 入连接的服务器端中间件的IP和端口号、连接的PLC的数量和相应的modbus地址; 子任务创建步骤,用以对汇聚传输装置进行初始化并创建子任务,子任务包括:感知数 据采集处理传输子任务、中间件端PLC控制指令监听子任务和PLC反馈状态上传子任务; 感知数据采集处理传输步骤,用以通过信息写入分配装置中分配的ZigBee网络以采 集各集成传感器获取的的感知数据,再通过通讯模块以16进制格式将采集的感知数据上 传至服务器端中间件,最后,将感知数据与存储设备中设定好的阀值进行对比,若超出阀值 范围,则发送控制指令至PLC控制机启动相关电机,若没有超出阀值范围,则保持与PLC相 连设备的现有情况; 中间件端PLC控制指令监听步骤,用以建立微处理器与服务器端中间件之间指定IP和 端口连接,且每隔一分钟发送心跳包数据以维持连接,当服务器端中间件发送十六进制控 制指令时,对十六进制控制命令进行解析,若指令正确则将该指令转换成modbus-rtu协议 下的指令格式,发送到相应modbus地址下的PLC控制机以执行相关线圈的开关操作; PLC反馈状态上传步骤,用以在每隔30秒,利用modbus-rtu协议下的OxlO指令获取 PLC实时状态反馈量,并将状态反馈量转换为微处理器和服务器中间件的十六进制通信协 议格式。 本专利技术有益效果为:该汇聚终端可以通过无线传感网实现农业环境变量的全面感 知,也可以根据采集数据信息和阈值信息的比较分析,来实现远端科学决策、智能控制。并 且,该装置支持有线/无线两种通信传输方式,可将处理后感知数据和控制信息发送至服 务器端中间件。同时,该装置可以将农业环境下各无线集成传感器组网并采集感知数据上 传,能在现地端和用户端进行智能控制,从而形成全面感知、科学决策、精准控制三位一体 农业物联网应用模式。【附图说明】 下面本文档来自技高网...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/57/CN105046922.html" title="一种感知数据和控制信息的汇聚传输装置及其方法原文来自X技术">感知数据和控制信息的汇聚传输装置及其方法</a>

【技术保护点】
一种感知数据和控制信息的汇聚传输装置,其特征在于,包括微处理器、无线采集模块、存储模块、隔离模块和通讯模块;所述微处理器的采集端连接所述无线采集模块,其通讯端通过通讯模块连接服务器端中间件,所述微处理器的控制端通过所述隔离模块与PLC相连,其存储端通过SPI接口连接所述存储模块;所述微处理器含有:信息分配写入装置,用以对无线采集模块的各集成传感器进行ZigBee地址分配,并写入连接的服务器端中间件的IP和端口号、连接的PLC的数量和相应的modbus地址;子任务创建装置,用以对汇聚传输装置进行初始化并创建子任务,子任务包括:感知数据采集处理传输子任务、中间件端PLC控制指令监听子任务和PLC反馈状态上传子任务;感知数据采集处理传输装置,用以通过信息写入分配装置中分配的ZigBee网络以采集各集成传感器获取的的感知数据,再通过通讯模块以16进制格式将采集的感知数据上传至服务器端中间件,最后,将感知数据与存储设备中设定好的阀值进行对比,若超出阀值范围,则发送控制指令至PLC控制机启动相关电机,若没有超出阀值范围,则保持与PLC相连设备的现有情况;中间件端PLC控制指令监听装置,用以建立微处理器与服务器端中间件之间指定IP和端口连接,且每隔一分钟发送心跳包数据以维持连接,当服务器端中间件发送十六进制控制指令时,对十六进制控制命令进行解析,若指令正确则将该指令转换成modbus‑rtu协议下的指令格式,发送到相应modbus地址下的PLC控制机以执行相关线圈的开关操作;PLC反馈状态上传装置,用以在每隔30秒,利用modbus‑rtu协议下的0x10指令获取PLC实时状态反馈量,并将状态反馈量转换为微处理器和服务器中间件的十六进制通信协议格式。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐振韩海峰温建武鲍旭升夏毅军余建建
申请(专利权)人:国睿集团有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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