无线采集传输设备和方法技术

技术编号:14524894 阅读:166 留言:0更新日期:2017-02-02 03:25
本发明专利技术实施例公开了一种解决无法将采集与传输一体化的问题的无线采集传输设备和方法,其中,设备包括:信号处理装置、处理器和GPRS无线传输装置;其中:所述信号处理装置,包括信号转换单元和至少一个可扩展接口;所述处理器包括:配置单元,连接单元,采集单元,缓存单元,滤波单元和控制单元,GPRS无线传输装置,用于将滤波单元滤波后的GPRS无线传输装置数字信号发送给远程主机。本发明专利技术实施例仅靠单一设备可以实现业务数据采集转换和无线发送的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据采集传输技术,尤其是一种无线采集传输设备和方法
技术介绍
在互联网行业快速发展的今天,数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域,数据采集领域已经发生了重要的变化。首先,分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次,总线兼容型数据采集插件的数量不断增大,与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世,将数据采集带入了一个全新的时代。但与结构监测领域相适用的数据采集设备还相对不太完善。目前常用的数据采集仪按通信方式分类有PCI接口采集卡,插到计算机PCI插槽使用,如NATIONALINSTRUMENTS的“NIPCI-6511”;无线采集仪使用本地通信技术,可实现本地无线通信,如NATIONALINSTRUMENTS的“NI9485”;Ethernet接口采集仪,本地以太网接口采集仪利用以太网通道传输数据,可快速大容量传输数据,NATIONALINSTRUMENTS的“NI9485”也具有以太网接口;USB接口采集仪;但现有技术中这些采集产品都无法实现远距离通信。在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现,现有的数据采集仪至少存在以下问题:通过有线方式(以太网、usb)传输数据或通过本地无线网络(wifi)传输数据,两种传输数据的方式都不适合野外使用。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的一个技术问题是:提供一种适于野外使用的无线采集传输设备,包括:信号处理装置、处理器和GPRS无线传输装置;其中:所述信号处理装置,包括信号转换单元和至少一个可扩展接口,分别通过所述可扩展接口接收外接的一种以上传感器采集的模拟信号,通过所述信号转换单元将接收到的模拟信号转换为数字信号;其中,每个可扩展接口分别支持一种以上传感器;所述处理器包括:配置单元,用于在接收到参数配置请求和校准请求时,进入参数配置状态,在参数配置状态下停止执行其他任务;接收配置信息,对配置信息通过循环冗余校验码CRC校验生成校验码,将配置信息和校验码存储为配置参数,调用配置参数进行参数配置,在参数配置时,基于校验码通过CRC校验配置信息的准确性;分别根据参考信号以及各可扩展接口接收所述参考信号获得的接收信号,获取各可扩展接口的校正系数,并分别根据各可扩展接口的校正系数对各可扩展接口进行校准;连接单元,用于在参数配置和可扩展接口校准完成时或到达预设时间时,进入工作状态:以点对点协议连接无线网络,获取IP地址,基于所述IP地址,采用指数退避算法与外部主机建立传输控制协议TCP连接;采集单元,用于按照预设时间间隔,控制通过可扩展接口接收外接的至少一种传感器采集的模拟信号;缓存单元,用于存储信号处理装置转换得到的数字信号;滤波单元,用于调用缓存单元中的数字信号进行数字滤波后发送给发送给GPRS无线传输装置;控制单元,用于滤波后的数字信号超过预设的对应扩展接口的告警门限值时,输出开关量信息以控制外部继电器;GPRS无传输线装置,用于将滤波单元滤波后的数字信号发送给远程主机。基于上述设备的另一实施例中,所述信号转换单元包括:预处理单元和模数AD转换单元;所述预处理单元,用于对可扩展接口接收的模拟信号进行滤波、放大后传送给AD转换单元;所述AD转换单元,用于对预处理单元传送的模拟信号进行模数转换,得到数字信号并发送给处理器。基于上述设备的另一实施例中,所述预处理单元,具体用于对接收的模拟信号进行一阶阻容滤波,并将滤波后的模拟信号与直流信号进行差分运算,对差分运算后的模拟信号进行放大。基于上述设备的另一实施例中,所述AD转换单元与处理器之间设置串行外设接口SPI总线和高速磁耦隔离芯片;所述SPI总线的两端分别与AD转换单元和处理器相连接;所述高速磁耦隔离芯片将SPI总线断开为第一段SPI总线和第二段SPI总线,实现AD转换单元与处理器在物理上无连接;所述AD转换单元依次通过第一段SPI总线、高速磁耦隔离芯片和第二段SPI总线向给处理器中的滤波单元发送数字信号。基于上述设备的另一实施例中,所述配置单元对处理器配置的参数包括:运营商的拨号网络号码;接入点;运营商分配的用户名、密码;设备的ID号,该设备的唯一标识;服务端的IP地址和端口号;数据的上报周期;告警时继电器输出的闭锁时间;告警是否使能;模拟信号对应的物理量的范围;每个可扩展接口的告警门限值;每个可扩展接口的模拟信号的类型;当前日期和时间。基于上述设备的另一实施例中,所述连接单元,还用于在IP地址过期或通信链路异常时,按照预设连接周期,以指数退避算法发起传输控制协议TCP连接。基于上述设备的另一实施例中,所述连接单元,还用于在超过设定时间无法成功建立TCP连接时,判断物理通道是否正常,若物理通道正常,则继续发起TCP连接;否则,断开GPRS无线传输装置的电源,重新启动GPRS无线传输装置,重新建立TCP连接。基于上述设备的另一实施例中,所述可扩展接口包括一个以上固定接口,或者一个以上固定接口和一个以上扩展接口;所述固定接口,与至少一种传感器相连接,用于接收所述传感器传输的模拟信号;所述扩展接口,与至少一种传感器相连接,通过扁平线缆接入信号转换单元,用于接收传感器传输的模拟信号,所述扩展接口的数量可根据需要进行设置或调整。本专利技术实施例提供的一种无线采集传输方法,其基于上述无线采集传输设备,所述无线采集传输设备包括信号处理装置、处理器和GPRS无线传输装置;所述方法包括:响应于接收到参数配置请求和校准请求,处理器进入参数配置状态:在参数配置状态下暂停执行其他任务;处理器接收配置信息,对配置信息通过循环冗余校验码CRC校验生成校验码,将配置信息和校验码存储为配置参数,调用配置参数进行参数配置,在参数配置时,基于校验码通过CRC校验配置信息的准确性,判断是否通过校验,如果通过检验,采用所述配置参数进行参数配置;否则,采用处理器中原始信息进行参数配置;分别根据参考信号以及各可扩展接口接收所述参考信号获得的接收信号,获取各可扩展接口的校正系数,并分别根据各可扩展接口的校正系数对各可扩展接口进行校准;当参数配置和校准完成,或到达预设时间时,处理器进入工作状态:以点对点协议连接无线网络,获取IP地址;基于所述IP地址,采用指数退避算法与外部主机建立TCP连接;处理器按照预设时间间隔,控制通过可扩展接口接收至少一种传感器采集的模拟信号;信号处理装置通过所述可扩展接口接收外接的一种以上传感器采集的模拟信号,并将模拟信号转换为数字信号;其中,每个可扩展接口分别支持一种以上传感器;处理器将数字信号存入缓存单元,并对缓存单元中的数字信号经过数字滤波后通过GPRS无线传输装置发送给远程主机;当滤波后的数字信号超过预设的对应扩展接口的告警门限值时,处理器向外部继电器发送开关量信息。基于本专利技术上述实施例提供的无线采集传输设备和方法,将信号处理装置、处理器和无线传输装置集成在同一电路板中,构成一个整体设备,其中处理器即为信号处理装置提供数字滤波和信号变换,同时为无线传输装置提供开关量信息,实现了电路高度集成,节省空间的同时,实现了数据采集转换和无线发送的功能,突破了现有技术的瓶颈,实现在结构监测领域的数据采集和传输装置便于在野外无网络的情况下使用。下面通过附图和实施例,对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线采集传输设备,其特征在于,包括:信号处理装置、处理器和通用分组无线服务GPRS无传输线装置;其中:所述信号处理装置,包括信号转换单元和至少一个可扩展接口,分别通过所述可扩展接口接收外接的一种以上传感器采集的模拟信号,通过所述信号转换单元将接收到的模拟信号转换为数字信号;其中,每个可扩展接口分别支持一种以上传感器;所述处理器包括:配置单元,用于在接收到参数配置请求和校准请求时,进入参数配置状态,在参数配置状态下停止执行其他任务;接收配置信息,对配置信息通过循环冗余校验码CRC校验生成校验码,将配置信息和校验码存储为配置参数,调用配置参数进行参数配置,在参数配置时,基于校验码通过CRC校验配置信息的准确性;分别根据参考信号以及各可扩展接口接收所述参考信号获得的接收信号,获取各可扩展接口的校正系数,并分别根据各可扩展接口的校正系数对各可扩展接口进行校准;连接单元,用于在参数配置和可扩展接口校准完成时或到达预设时间时,进入工作状态:以点对点协议连接无线网络,获取IP地址,基于所述IP地址,采用指数退避算法与外部主机建立传输控制协议TCP连接;;采集单元,用于按照预设时间间隔,控制通过可扩展接口接收外接的至少一种传感器采集的模拟信号;缓存单元,用于存储信号处理装置转换得到的数字信号;滤波单元,用于调用缓存单元中的数字信号进行数字滤波后发送给发送给GPRS无线传输装置;控制单元,用于滤波后的数字信号超过预设的对应扩展接口的告警门限值时,输出开关量信息以控制外部继电器;GPRS无传输线装置,用于将滤波单元滤波后的数字信号发送给远程主机。...

【技术特征摘要】
1.一种无线采集传输设备,其特征在于,包括:信号处理装置、处理器和通用分组无线服务GPRS无传输线装置;其中:所述信号处理装置,包括信号转换单元和至少一个可扩展接口,分别通过所述可扩展接口接收外接的一种以上传感器采集的模拟信号,通过所述信号转换单元将接收到的模拟信号转换为数字信号;其中,每个可扩展接口分别支持一种以上传感器;所述处理器包括:配置单元,用于在接收到参数配置请求和校准请求时,进入参数配置状态,在参数配置状态下停止执行其他任务;接收配置信息,对配置信息通过循环冗余校验码CRC校验生成校验码,将配置信息和校验码存储为配置参数,调用配置参数进行参数配置,在参数配置时,基于校验码通过CRC校验配置信息的准确性;分别根据参考信号以及各可扩展接口接收所述参考信号获得的接收信号,获取各可扩展接口的校正系数,并分别根据各可扩展接口的校正系数对各可扩展接口进行校准;连接单元,用于在参数配置和可扩展接口校准完成时或到达预设时间时,进入工作状态:以点对点协议连接无线网络,获取IP地址,基于所述IP地址,采用指数退避算法与外部主机建立传输控制协议TCP连接;;采集单元,用于按照预设时间间隔,控制通过可扩展接口接收外接的至少一种传感器采集的模拟信号;缓存单元,用于存储信号处理装置转换得到的数字信号;滤波单元,用于调用缓存单元中的数字信号进行数字滤波后发送给发送给GPRS无线传输装置;控制单元,用于滤波后的数字信号超过预设的对应扩展接口的告警门限值时,输出开关量信息以控制外部继电器;GPRS无传输线装置,用于将滤波单元滤波后的数字信号发送给远程主机。2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述信号转换单元包括:预处理单元和模数AD转换单元;所述预处理单元,用于对可扩展接口接收的模拟信号进行滤波、放大后传送给AD转换单元;所述AD转换单元,用于对预处理单元传送的模拟信号进行模数转换,得到数字信号并发送给处理器。3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述预处理单元,具体用于对接收的模拟信号进行一阶阻容滤波,并将滤波后的模拟信号与直流信号进行差分运算,对差分运算后的模拟信号进行放大。4.根据权利要求1-3任意一项所述的设备,其特征在于,所述AD转换单元与处理器之间设置串行外设接口SPI总线和高速磁耦隔离芯片;所述SPI总线的两端分别与AD转换单元和处理器相连接;所述高速磁耦隔离芯片将SPI总线断开为第一段SPI总线和第二段SPI总线,实现AD转换单元与处理器在物理上无连接;所述AD转换单元依次通过第一段SPI总线、高速磁耦隔离芯片和第二段SPI总线向给处理器中的滤波单元发送数字信号。5.根据权利要求1-4任意一项所述的设备,其特征在于,所述配置单元对处理器配置的参数包括:运营商的拨号网络号码;接入点;运营商分配的用户名、密码;设备的ID号,该设备的唯一标识;服务端的IP地址和端口号;数据的上报周期;告警时继电器输出的闭锁时间;告警是否使能;模拟信号对应的物理量的范围;每个可扩展接口的告警门限值;每个可扩展接口的模拟信号的类型;当前日期和时间。6.根据权利要求1-5任意一项所述的设备,其特征在于,所述连接单元,还用于在IP地址过期或通信链路异常时,按照预设连接周期,以指数退避算法发起传输控制协议TCP连接。7.根据权利要求1或6所述的设备,其特征在于,所述连接单元,还用于在超过设定时间无法成功建立TCP连接时,判断物理通道是否正常,若物理通道正常,则继续发起TCP连接;否则,断开GPRS无线传输装置的电源,重新启动GPRS无线传输装置,重新建立TCP连接。8.根据权利要求1-7任意一项所述的设备,其特征在于,所述可扩展接口...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵会春柴建伟刘艳丽陆启荣
申请(专利权)人:北京浩坤科技有限公司柴建伟
类型:发明
国别省市:北京;11

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