一种环境信息自动监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种环境信息自动监测方法及系统。其中，该系统至少包括：所述系统至少包括：构成可视化网络布局的多个终端节点、PLC载波模块、网关模块、无线传输模块、服务器设备。通过本发明专利技术，环境信息自动监测系统中的终端节点能够实现自适应可视化网络布局，布局均匀，线路清晰，交叉点少，效果良好，从而提高了系统灵活性；本发明专利技术采用电力载波无主通信方式，有效解决主从通信架构的实时性问题。

An automatic monitoring method and system for environmental information

【技术实现步骤摘要】
一种环境信息自动监测方法及系统
本专利技术涉及通信
，具体而言，涉及一种环境信息自动监测方法及系统。
技术介绍
在实际应用中，人们对各种环境信息进行监控，例如气象信息监测、家居生活中的空气品质监测、水质监测、工业生产线运行情况自动监测等，这些监测的应用极大提升了感知环境信息的便利性和实时性。但上述监测手段有的是单点实现，有的虽然是多点分布但终端节点分布不合理，导致监测的数据不够准确，无法同时对上述所有功能实现智能集中式的监测。例如，针对环境温湿度的监测，现有技术手段是将温湿度传感器采集的数据通过有线方式连接至上位机，上位机处理后传输至传输设备，传输设备再将监测到的信息发送到服务器等应用设备，或者每个终端节点接一个GPRS模块才能把数据送到服务器连入网络。这些监测应用虽然技术成熟、设备廉价，但如果监测点比较多且分布范围比较广，监测数据的传输则大多采用有线传输(比如RS-485总线等)，这种主从式结构很难保证系统实时性。另外，整个系统扩展性比较差，系统涉及布线、安装等，不便于分布式的灵活部署。特别是对于监测内容多变(例如传感器类型不同)、监测地点随机不固定的情况，灵活性非常差，阻碍了环境信息监测的应用广度。因此，现有的环境信息系统的监测手段主要存在以下问题：(1)现有环境信息系统中灵活性差、实时性差，系统涉及布线、安装时系统不够灵活；(2)现有环境信息系统中传感器类型多变，导致整个系统复杂，兼容性比较差。针对现有技术中环境信息监测的灵活性差、传感器类型多变的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供一种环境信息自动监测方法及系统，以解决现有技术中环境信息监测的灵活性差、传感器类型多变的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种环境信息自动监测系统，其中，该系统至少包括：构成可视化网络布局的多个终端节点、PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)载波模块、网关模块、无线传输模块、服务器设备；其中，所述终端节点，用于采集环境数据，并基于电力线载波通讯方式通过所述PLC载波模块将所述环境数据发送给所述网关模块；其中，一个所述终端节点对应连接一个所述PLC载波模块；所述网关模块，用于对所述环境数据进行汇总打包处理后，通过所述无线传输模块将处理后的数据转发给所述服务器设备；所述服务器设备，用于针对接收到的数据执行显示、分析、预警操作。进一步地，所述终端节点采用32位ARM芯片，片上接口至少包括以下之一：电源适配器接口、LoRA射频接口、通信接口、电源输出和GND(电线接地)接口、传感器接口；其中，所述电源适配器接口用于所述终端节点的预设距离内供电；所述LoRA射频接口用于无线收发数据；所述通信接口用于有线收发数据；所述电源输出和GND接口用于给传感器供电；所述传感器接口用于连接传感器；其中，所述终端节点通过所述传感器采集所述环境数据。进一步地，所述传感器至少包括以下之一：温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器。进一步地，所述PLC载波模块，通过RS-485通讯接口与所述终端节点一一对应连接。进一步地，所述网关模块，采用通用数字控制器GDC1000，片上接RS-485通讯接口用以接收所述环境数据；所述网关模块对所述环境数据中的电压电流值进行汇总打包处理，解析为环境信息数据，并通过所述无线传输模块输出所述环境信息数据；所述无线传输模块是LoRA射频模块，包括发送端口和接收端口，所述接收端口将接收到的所述环境信息数据输送至所述服务器设备。本专利技术还提供了一种环境信息自动监测方法，应用于上述的环境信息自动监测系统，其中，该方法包括：终端节点通过传感器采集环境数据，并基于电力线载波通讯方式通过所述PLC载波模块将所述环境数据发送给网关模块；其中，多个终端节点通过电力线连接，构成可视化网络；所述网关模块对所述环境数据进行汇总打包处理后，通过所述无线传输模块将处理后的数据转发给所述服务器设备；所述服务器设备针对接收到的数据执行显示、分析、预警操作。进一步地，终端节点通过传感器采集环境数据，包括：所述终端节点接收到参数配置命令后，判断所述参数配置命令是传感器配置命令还是低功耗配置命令；如果是传感器配置命令，则接收传感器地址和类型编码，将所述传感器地址和所述类型编码写入到寄存器；之后，判断传感器是否打开，如果打开，则读取传感器采集到的环境数据，并返回读取成功消息；如果没有打开，则返回读取失败消息；如果是低功耗配置命令，则接收已开启的传感器的地址，将该地址写入到寄存器；之后，触发开启与该地址对应的传感器电源，读取传感器采集到的环境数据，并返回读取成功消息。进一步地，多个终端节点通过电力线连接，构成可视化网络，通过以下方式实现：确定选中区域或者指定拓扑文件；其中，所述选中区域是指通过可视化网管系统框选的自动布局对象区域，所述拓扑文件是指包括终端节点和连线信息的文件，所述终端节点和连线信息是终端节点之间存在连接关系的信息；获取终端节点之间的邻居关系，生成可视化网络拓扑结构；确定布局算法，根据所述布局算法计算所述终端节点的坐标，以实现对所述可视化网络拓扑结构的自动布局；根据终端节点的坐标调整所述布局的大小，根据调整后的偏移量重新计算所述终端节点的坐标，根据所述终端节点以及终端节点之间的连线绘制网络布局图；判断所述网络布局图是否是最优布局图，如果否则重新布局。进一步地，判断所述网络布局图是否是最优布局图，通过以下方式实现：如果所有终端节点在同一区域内连线后，无交叉或相对位置无重叠，则确定所述网络布局图是最优布局图。应用本专利技术的技术方案，环境信息自动监测系统中的终端节点能够实现自适应可视化网络布局，布局均匀，线路清晰，交叉点少，效果良好，从而提高了系统灵活性；本专利技术采用电力载波无主通信方式，有效解决主从通信架构的实时性问题。附图说明图1是根据本专利技术实施例的环境信息自动监测系统的结构框图；图2是根据本专利技术实施例的环境信息自动监测方法的流程图；图3是根据本专利技术实施例的终端节点低功耗模式流程图；图4是根据本专利技术实施例的终端节点的可视化网络布局流程图；图5是根据本专利技术实施例的可视化网络的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。实施例一图1是根据本专利技术实施例的环境信息自动监测系统的结构框图，如图1所示，该系统至少包括：构成可视化网络布局的多个终端节点、PLC载波模块、网关模块、无线传输模块、服务器设备；其中，终端节点，用于采集环境数据，并基于电力线载波通讯方式通过PLC载波模块将环境数据发送给网关模块；一个终端节点对应连接一个PLC载波模块；网关模块，用于对环境数据进行汇总打包处理后，通过无线传输模块将处理后的数据转发给服务器设备；服务器设备，用于针对接收到的数据执行显示、分析、预警操作，从而实现统一管理，集中监控。在本实施例中，上述无线传输模块可以替换为GPRS模块进行数据交互。上述终端节点可以通过服务器配置实现可视化网络布局，并且采用电力载波通信，但是不限于电力载波通信，也可通过无线通信等其它方式实现。下面分别对各个模块进行详细介绍。终端节点采用32位ARM芯片，片上接口至少包括以下之一：电源适配器接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境信息自动监测系统，其特征在于，所述系统至少包括：构成可视化网络布局的多个终端节点、PLC载波模块、网关模块、无线传输模块、服务器设备；其中，所述终端节点，用于采集环境数据，并基于电力线载波通讯方式通过所述PLC载波模块将所述环境数据发送给所述网关模块；其中，一个所述终端节点对应连接一个所述PLC载波模块；所述网关模块，用于对所述环境数据进行汇总打包处理后，通过所述无线传输模块将处理后的数据转发给所述服务器设备；所述服务器设备，用于针对接收到的数据执行显示、分析、预警操作。

【技术特征摘要】
1.一种环境信息自动监测系统，其特征在于，所述系统至少包括：构成可视化网络布局的多个终端节点、PLC载波模块、网关模块、无线传输模块、服务器设备；其中，所述终端节点，用于采集环境数据，并基于电力线载波通讯方式通过所述PLC载波模块将所述环境数据发送给所述网关模块；其中，一个所述终端节点对应连接一个所述PLC载波模块；所述网关模块，用于对所述环境数据进行汇总打包处理后，通过所述无线传输模块将处理后的数据转发给所述服务器设备；所述服务器设备，用于针对接收到的数据执行显示、分析、预警操作。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端节点采用32位ARM芯片，片上接口至少包括以下之一：电源适配器接口、LoRA射频接口、通信接口、电源输出和GND接口、传感器接口；其中，所述电源适配器接口用于所述终端节点的预设距离内供电；所述LoRA射频接口用于无线收发数据；所述通信接口用于有线收发数据；所述电源输出和GND接口用于给传感器供电；所述传感器接口用于连接传感器；其中，所述终端节点通过所述传感器采集所述环境数据。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器至少包括以下之一：温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC载波模块，通过RS-485通讯接口与所述终端节点一一对应连接。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网关模块，采用通用数字控制器GDC1000，片上接RS-485通讯接口用以接收所述环境数据；所述网关模块对所述环境数据中的电压电流值进行汇总打包处理，解析为环境信息数据，并通过所述无线传输模块输出所述环境信息数据；所述无线传输模块是LoRA射频模块，包括发送端口和接收端口，所述接收端口将接收到的所述环境信息数据输送至所述服务器设备。6.一种环境信息自动监测方法，应用于权利要求1至5中任一项所述的环境信息自动监测系统，其特征在于，所述方法包括：终端节点通过传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何龙旺，林宝伟，文武，任鹏，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44