一种无线数据动态采集和传输方法技术

本发明专利技术公开了一种无线数据动态采集和传输方法，该方法在数据采集过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整采集数据的时间间隔；在数据保存过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整保存数据的时间间隔和时机；在数据发送过程中，根据采集数据的采集值报警阈值和变化率报警阈值，动态调整发送数据的时机。本发明专利技术实现了在不增加无线设备功耗下，依据数据异常程度，动态提高或降低数据采样频率；通过对动态采集数据的异常的判断，及时发送报警信息，使得管理人员及早对设备进行维护；本发明专利技术减少了无线发送数据量，降低了无线监测设备功耗，实现了在不增加总传输数据量基础上，可以对整个被测设备的过程状态信息进行监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器网络信息监测领域，特别涉及一种传感器采集并利用无线方式传输的数据的动态采集和传输方法。
技术介绍
目前，基于很多工程结构健康监测、环境信息监测等领域的特殊性以及无线传感器网络技技术的优点，无线传感器网络在这些领域的应用越来越广泛和重要。通过无线传感器网络可以分布式、大批量、实时在线监测被测设备或环境的状态信息，对异常情况进行报警，减低重大事故造成的损失。基于无线传感器网络技术的监控系统的特点，节点能耗是其最为关键技术之一，尤其对于电池供电的无线传感器节点，节点能耗直接涉及到整个系统的实用性。无线传感器节点的主要耗能部分在于无线数据的发送，为了减低无线传感器节点的能耗，目前用于监测领域的大多无线传感器节点的设置方式或者运行方式都是在很长一段时间内采集一次数据，每隔更长的时间间隔发送一次数据，以减少无线数据的发送次数，进而达到减低无线传感器节点的能耗的目的。在这种方式中，只有在采集到的数据超出一定报警阈值时，才及时发送当前所采集到的异常数据。这种监测模式，由于是在很长一段时间内采集一次数据，在相邻两次采集数据之间的时间内不会再次进行数据采集，因此在被测设备在相邻两次采集数据之间的时间内出现突发情况(如温度突然上升、压力突然下降、应力突然增大等)时，将无法及时发现。而如果为了能够及时发现突发情况而缩短采样间隔，则在被监测设备处于的正常的情况下，势必造成过多次的无效数据的发送，增加了无线传感器节点的功耗。而且，目前当这些无线监测节点出现异常时，又由于连续发送瞬时值，从而也增加了这一过程中的无效数据的发送，又浪费了一部分能耗。同时，对于整个监控过程来说，由于采集和发送时间间隔固定的限定，无法提供一个比较真实的过程监测数据。一般的设备过程监测中，是按固定的采样间隔采集特征值，受到采样数据量限制，对于设备运行过程中突发异常状态不能进行精密检测，只能起到故障预警，不能对故障原因做出分析。另外，一般监测设备，当被监测的设备出现问题时，才会通知用户去检修，检修时，需要检测设备对被测设备进行大量数据的采集，而被测设备的某些故障是无法复现的，所以这些被测设备故障原因也无法判断。例如，有些大型电机，当振动值超过一定阈值时，会通知用户紧急停机、进行检修，但是，电机的故障的部分原因需要通过采集电机出现故障时的大量振动数据进行二次分析，才能判断出故障原因，但是，这些电机不能再次运转，或者即便重新运转了，有些故障也是未必能再次复现，所以，这时，由于采集数据的无法复现，对这些设备故障原因无法做出准确的判断。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种无线数据动态采集和传输方法，以根据采集数据的变化而动态调整数据采集、数据打包和数据发送间隔，实现在节约能耗的同时获取真实的过程监测数据。本申请的技术方案是这样实现的：一种无线数据动态采集和传输方法，包括数据采集过程、数据保存过程和数据发送过程，其中：所述数据采集过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整采集数据的时间间隔；所述数据保存过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整保存数据的时间间隔和时机；所述数据发送过程中，根据采集数据的采集值报警阈值和变化率报警阈值，动态调整发送数据的时机。进一步，所述数据采集过程包括：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第一时间间隔采集数据；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，缩短所述第一时间间隔以采集数据；进一步，所述数据保存过程包括：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第二时间间隔保存当前时刻的采集数据；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，保存所述相邻两次的采集数据中的后一次采集数据，之后，缩短所述第二时间间隔以保存数据，之后，当采集数据出现极值时，即刻保存所述极值；进一步，所述数据发送过程包括：当当前所采集数据即未达到所述采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值也未达到所述变化率报警阈值时，进行正常发送过程；当当前所采集数据达到所述采集值报警阈值时，进行采集值预警发送过程；当当前所采集数据未达到所述采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化率报警阈值时，进行变化速率预警发送过程。进一步，所述数据采集过程中，在缩短所述第一时间间隔以采集数据之后：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值再次不大于所述预设阈值时，恢复所述第一时间间隔，并以恢复后的第一时间间隔采集数据。进一步，所述数据保存过程中，在缩短所述第二时间间隔以保存数据之后：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值再次不大于所述预设阈值时，恢复所述第二时间间隔，并以恢复后的第二时间间隔保存当前时刻的采集数据。进一步，所述正常发送过程包括：当当前所采集数据即未达到采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值也未达到变化率报警阈值时，当所保存的并且未发送的采集数据达到预设数量时，将该些采集数据进行打包发送。进一步，所述变化速率预警发送过程包括：当当前所采集数据达到采集值报警阈值时，即刻保存当前所采集数据，并以所述当前所采集数据作为最后一个采集数据将所保存的并且未发送的采集数据进行打包发送，同时发出报警信息，之后，每采集一次数据即刻发送。进一步，所述采集值预警发送过程包括：当当前所采集数据未达到采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值达到变化率报警阈值时，即刻保存当前所采集数据，并以所述当前所采集数据作为最后一个采集数据将所保存的并且未发送的采集数据进行打包发送，同时发出变化率报警信息。进一步，所述第二时间间隔至少是第一时间间隔的10倍。进一步，所述变化阈值包括第一变化阈值ΔTa、第二变化阈值ΔTb、第三变化阈值ΔTc和第四变化阈值ΔTd，其中，ΔTa＜ΔTb＜ΔTc＜ΔTd；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第一时间间隔采集数据，包括：当ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTa时，按照τA时间间隔采集数据，其中，ΔTi表示当前的相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值，Ti+1表示当前所采集数据，Ti表示前一次所采集数据，τA为第一时间间隔，i＝1,2,3,...,n，i表示采集数据的次数；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，缩短所述第一时间间隔以采集数据，包括：当ΔTa＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTb时，即刻按照τA/λ时间间隔采集数据；当ΔTb＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTc时，即刻按照τA/η时间间隔采集数据；当ΔTc＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTd时，即刻按照τA/θ时间间隔采集数据；当ΔTd＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|时，即刻按照τA/μ时间间隔采集数据；之后，当ΔTb＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTc时，即刻按照τA/η时间间隔采集数据；其中，1＜λ＜η＜θ＜μ。进一步，所述变化阈值包括第一变化阈值ΔTa、第二变化阈值ΔTb、第三变化阈值ΔTc和第四变化阈值ΔTd，其中，ΔTa＜ΔTb＜ΔTc＜ΔTd；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第二时间间隔保存当前时刻的采集数据，包括：当ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTa时，按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线数据动态采集和传输方法，包括数据采集过程、数据保存过程和数据发送过程，其中：所述数据采集过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整采集数据的时间间隔；所述数据保存过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整保存数据的时间间隔和时机；所述数据发送过程中，根据采集数据的采集值报警阈值和变化率报警阈值，动态调整发送数据的时机。

【技术特征摘要】
1.一种无线数据动态采集和传输方法，包括数据采集过程、数据保存过程和数据发送过程，其中：所述数据采集过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整采集数据的时间间隔；所述数据保存过程中，根据采集数据的变化阈值，动态调整保存数据的时间间隔和时机；所述数据发送过程中，根据采集数据的采集值报警阈值和变化率报警阈值，动态调整发送数据的时机。2.根据权利要求1所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述数据采集过程包括：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第一时间间隔采集数据；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，缩短所述第一时间间隔以采集数据。3.根据权利要求2所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述数据保存过程包括：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第二时间间隔保存当前时刻的采集数据；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，保存所述相邻两次的采集数据中的后一次采集数据，之后，缩短所述第二时间间隔以保存数据，之后，当采集数据出现极值时，即刻保存所述极值。4.根据权利要求1所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述数据发送过程包括：当当前所采集数据即未达到所述采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值也未达到所述变化率报警阈值时，进行正常发送过程；当当前所采集数据达到所述采集值报警阈值时，进行采集值预警发送过程；当当前所采集数据未达到所述采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化率报警阈值时，进行变化速率预警发送过程。5.根据权利要求2所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述数据采集过程中，在缩短所述第一时间间隔以采集数据之后：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值再次不大于所述预设阈值时，恢复所述第一时间间隔，并以恢复后的第一时间间隔采集数据。6.根据权利要求3所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述数据保存过程中，在缩短所述第二时间间隔以保存数据之后：当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值再次不大于所述预设阈值时，恢复所述第二时间间隔，并以恢复后的第二时间间隔保存当前时刻的采集数据。7.根据权利要求4所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述正常发送过程包括：当当前所采集数据即未达到采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值也未达到变化率报警阈值时，当所保存的并且未发送的采集数据达到预设数量时，将该些采集数据进行打包发送。8.根据权利要求7所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述变化速率预警发送过程包括：当当前所采集数据达到采集值报警阈值时，即刻保存当前所采集数据，并以所述当前所采集数据作为最后一个采集数据将所保存的并且未发送的采集数据进行打包发送，同时发出报警信息，之后，每采集一次数据即刻发送。9.根据权利要求7所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于，所述采集值预警发送过程包括：当当前所采集数据未达到采集值报警阈值，并且相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值达到变化率报警阈值时，即刻保存当前所采集数据，并以所述当前所采集数据作为最后一个采集数据将所保存的并且未发送的采集数据进行打包发送，同时发出变化率报警信息。10.根据权利要求3所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于：所述第二时间间隔至少是第一时间间隔的10倍。11.根据权利要求2所述的无线数据动态采集和传输方法，其特征在于：所述变化阈值包括第一变化阈值ΔTa、第二变化阈值ΔTb、第三变化阈值ΔTc和第四变化阈值ΔTd，其中，ΔTa＜ΔTb＜ΔTc＜ΔTd；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值不大于所述变化阈值时，以第一时间间隔采集数据，包括：当ΔTi＝|Ti+1-Ti|≤ΔTa时，按照τA时间间隔采集数据，其中，ΔTi表示当前的相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值，Ti+1表示当前所采集数据，Ti表示前一次所采集数据，τA为第一时间间隔，i＝1,2,3,...,n，i表示采集数据的次数；当相邻两次的采集数据之间的差值的绝对值大于所述变化阈值时，缩短所述第一时间间隔以采集数据，包括：当ΔTa＜ΔTi＝|Ti+1-Ti|...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈得民，杨素军，
申请(专利权)人：北京必创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11