一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，包括云端平台、与云端平台通过移动网络模块进行通信的网关、与网关通过无线模块进行数据通信的至少一个蜂巢，蜂巢包括有单片机和与单片机通信连接的传感器，蜂巢还包括：为传感器定时上电的电源管理模块、与电源管理模块电性连接的电池；所述蜂巢的单片机包括有数据选通模块和自断电模块，所述数据选通模块接收传感器的检测数据，向无线模块发送在检测参数阈值范围内的检测数据；自断电模块用以关闭传感器，其与电源管理模块通信连接；所述网关接收通过无线模块传送的检测数据并通过移动网络模块向云端平台发送。本实用新型专利技术实现传感器长期在低温环境下实时在线监控，并定位网关设备。

Ultra low power consumption data acquisition system based on wireless transmission

The utility model discloses an ultra low power data acquisition system based on wireless transmission, including cloud platform, and cloud platform through the mobile network communication module of the gateway, at least one cellular data communication by wireless module and the gateway, including the hive microcontroller and the sensor is connected with the MCU communication, the hive also includes: for sensor timing power on and power supply module, power management module is electrically connected with the battery management; the honeycomb chip includes a data gating module and power module, the data strobe detection data collection module is connected with the sensor, to the wireless module to transmit in the detection range of the detection threshold parameters to data; close the sensor with self power module, power management module is connected with the communication; the gateway receives data transmitted through the wireless module and detection Send to the cloud platform via the mobile network module. The utility model realizes the real-time on-line monitoring of the sensor in a low temperature environment and positioning the gateway device.

【技术实现步骤摘要】
一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统
本技术涉及领域，具体涉及一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统。
技术介绍
随着物联网以及智能硬件行业的兴起，越来越多的产品将带有无线通讯能力。无线传输采集设备已广泛应用于各行各业。在冷库冷链行业，由于需要长期运行于低温环境(20℃以下)，数据采集设备多采用方案为：有线方式接入温度传感器及采用温度记录仪事后监控方式。该方案一般都需要外接电源供电。而对于采用无线连接方案，其无线采集网关(或称中控)与无线传感器(或称蜂巢)的通信距离近，甚至只能达到数米范围，没有实现地理位置实时定位功能。针对的低温环境的库冷链行业特点，需解决的问题如下：无线采集网关(中控)与无线传感器(蜂巢)之间传输通信距离过近，无线传感器(蜂巢)长期适应于低温环境下实时在线监控的需要，无线传感器(蜂巢)需要外接市电供电才能长期工作，无线采集网关(中控)地理位置的实时定位且断电后依旧能在3天内继续上传当时的地理位置，以定位设备的去向。这个问题产生的原因在于选取无线通信距离要求远，对应的无线模组选取较难；无线传感器长期运行于低温环境下，对各元器件性能要求严酷；无线传感器(蜂巢)需采用电池供电，选取适配电池较难；无线传感器(蜂巢)需要超低低功耗运行，工作机制过程比较复杂；无线采集网关(中控)在断电情况下，也是电池供电工作，同样需要超低低功耗运行，工作机制过程也很复杂；上述原因在一个监控系统中须全部解决，任一要求没解决，会导致系统性能大幅下降，功能无法满足实际需要。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，实现传感器长期在低温环境下实时在线监控，并定位网关设备。为达到上述技术的目的，本技术通过以下技术方案实现：一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，云端平台、与云端平台通过移动网络模块进行通信的网关、与网关通过无线模块进行数据通信的至少一个蜂巢，所述网关采用市电供电，蜂巢包括有单片机和与单片机通信连接的传感器，所述蜂巢还包括：为传感器定时上电的电源管理模块、与电源管理模块电性连接的电池；所述蜂巢的单片机包括有数据选通模块和自断电模块，所述数据选通模块接收传感器的检测数据，并向无线模块发送在检测参数阈值范围内的检测数据；所述自断电模块用以关闭传感器，其与电源管理模块通信连接；所述网关接收通过无线模块传送的检测数据并通过移动网络模块向云端平台发送。进一步，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、红外传感器和/或振动传感器，所述检测数据包括温度数据、湿度数据、距离数据和/或振动数据，所述数据选通模块分别接收温度传感器、湿度传感器、红外传感器或振动传感器的数据，对温度传感器选通处于温度阈值范围内的温度数据，对湿度传感器选通处于湿度阈值范围内的湿度数据、对于红外传感器选通处于距离阈值范围内的红外数据、对于振动传感器选通处于振动频率阈值范围内的振动数据。进一步，所述网关还包括有存储模块和云端通信检测模块，所述云端通信检测模块用以检测网关与云端平台是否通信中断，所述存储模块接受云端通信检测模块的控制命令，以存储无线模块传送的数据。进一步，所述网关还包括有wifi定位模块，所述wifi定位模块用以通过wifi信号和移动网络信号获取地理位置数据，所述地理位置数据通过移动网络模块上传云端平台。进一步，所述移动网络模块采用GPRS、CDMA、3g或者4G网络模式。进一步，所述网关还采用电池供电。进一步，所述网关还包括有第二温度传感器和下行串口，所述第二温度传感器用以检测网关的环境温度，所述下行串口用以通过有线联线方式接入有线温度探头或智能串口。进一步，所述蜂巢的第一电源管理模块采用TI公司的TPL5110芯片进行电源管理。本技术的一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，采用看门狗机制，实现对各传感器的上电工作，并由蜂巢的单片机根据传感器数据传输周期，对传感器断电，实现各传感器的非带电待机，大大节省了电池电源的消耗；利用WIFI定位模块，实现定位功能，使WIFI和GPRS同时获取地理位置数据，再在云端后台通过算法处理，将定位精度提升到50米以内，价格上比GPS定位要便宜。性价比极高；本采集系统及方法具备扩展性，网关可以接入多个蜂巢，可以扩展数量理论上不受限制，还有通过约定的对码匹配关系实现通信白名单机制。附图说明图1为本技术的一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统的结构示意图。图2为本技术的一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统的工作流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。传统的无线传感器，在下文统称为蜂巢，都是采用单片机睡眠方式实现低功耗，但该模式实际上单片机及周边电路与传感器仍是上电状态，随时随刻都在消耗电池的电量。实施例参看图1，为本技术的一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统的结构示意图。本技术的数据采集系统为了克服上述电池持续消耗的问题，采用如下实施例的方案：本方案包括有云端平台3、与云端平台3通过移动网络模块25进行通信的网关2、与网关2通过第一、第二无线模块16、24进行数据通信的至少一个蜂巢1，所述网关2采用市电供电，蜂巢1包括有第一单片机11和与第一单片机11通信连接的传感器，网关2也包括有作为控制中心的第二单片机21，所述第一、第二单片机11、21均为超低功耗单片机；所述蜂巢1还包括：为传感器定时上电的第一电源管理模块12、与第一电源管理模块12电性连接的第一电池13；所述蜂巢1的第一单片机11包括有数据选通模块(未图示)和自断电模块(未图示)，所述数据选通模块接收传感器的检测数据，并向第一无线模块16发送在检测参数阈值范围内的检测数据；所述自断电模块用以关闭传感器，其与第一电源管理模块12通信连接；所述网关2接收通过第一、第二无线模块16、24传送的检测数据并通过移动网络模块25向云端平台3发送。作为具体实施例，所述传感器包括温度传感器14、湿度传感器15、红外传感器(未图示)和/或振动传感器(未图示)，所述检测数据包括温度数据、湿度数据、距离数据和/或振动数据，所述数据选通模块分别接收温度传感器14、湿度传感器15、红外传感器或振动传感器的数据，对温度传感器14选通处于温度阈值范围内的温度数据，对湿度传感器15选通处于湿度阈值范围内的湿度数据、对于红外传感器选通处于距离阈值范围内的红外数据、对于振动传感器选通处于振动频率阈值范围内的振动数据。以温度传感器14和湿度传感器15为例说明数据选通模块。所述温度传感器14、湿度传感器15的温度数据和湿度数据均是通过至少两次连续采样后做加权算术平均获得的，数据选通模块判断温度数据是否处于60℃与-40℃的温度阈值范围内，是才会发送该温度数据，数据选通模块判断湿度数据是否处于99.9与0之间的湿度阈值范围内，是才会发送湿度数据。所述第一单片机对检测数据的处理示例如下：每次传感器的数据传输周期，第一单片机向传感器连续采集7次，用递归算法去掉一个最大值和一个最小值，若采集次数较少为2至3次，不做最大值与最小值的删除，对其它值通过加权算术平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，包括云端平台、与云端平台通过移动网络模块进行通信的网关、与网关通过无线模块进行数据通信的至少一个蜂巢，所述网关采用市电供电，蜂巢包括有单片机和与单片机通信连接的传感器，其特征在于，所述蜂巢还包括：为传感器定时上电的电源管理模块、与电源管理模块电性连接的电池；所述蜂巢的单片机包括有数据选通模块和自断电模块，所述数据选通模块接收传感器的检测数据，并向无线模块发送在检测参数阈值范围内的检测数据；所述自断电模块用以关闭传感器，其与电源管理模块通信连接；所述网关接收通过无线模块传送的检测数据并通过移动网络模块向云端平台发送。

【技术特征摘要】
1.一种超低功耗基于无线传输的数据采集系统，包括云端平台、与云端平台通过移动网络模块进行通信的网关、与网关通过无线模块进行数据通信的至少一个蜂巢，所述网关采用市电供电，蜂巢包括有单片机和与单片机通信连接的传感器，其特征在于，所述蜂巢还包括：为传感器定时上电的电源管理模块、与电源管理模块电性连接的电池；所述蜂巢的单片机包括有数据选通模块和自断电模块，所述数据选通模块接收传感器的检测数据，并向无线模块发送在检测参数阈值范围内的检测数据；所述自断电模块用以关闭传感器，其与电源管理模块通信连接；所述网关接收通过无线模块传送的检测数据并通过移动网络模块向云端平台发送。2.根据权利要求1所述的超低功耗基于无线传输的数据采集系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、红外传感器和/或振动传感器，所述检测数据包括温度数据、湿度数据、距离数据和/或振动数据，所述数据选通模块分别接收温度传感器、湿度传感器、红外传感器或振动传感器的数据，对温度传感器选通处于温度阈值范围内的温度数据，对湿度传感器选通处于湿度阈值范围内的湿度数据、对于红外传感器选通处于距离阈值范围内的红外数据、对于振动传感器选通处于振动频率阈值范围内的振动数据。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中良，赖深，黄灼，刘琰，黄锡雄，
申请(专利权)人：深圳市跨业科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44