一种物联集中器及数据转换汇聚方法技术

本发明专利技术涉及一种物联集中器及数据转换汇聚方法，该物联集中器，包括：数据转换模块，用于接收并根据预设的多种转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，并将该采集数据转换值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收各传感器的采集数据转换值，并根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，得到并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。本发明专利技术的物联集中器、数据转换汇聚方法能够对传感器采集数据进行转换、汇聚处理，以供用户的透明访问和使用。

【技术实现步骤摘要】
一种物联集中器及数据转换汇聚方法
本专利技术涉及物联集中器领域，尤其涉及一种物联集中器及数据转换汇聚方法。
技术介绍
目前，传感器的种类复杂多样，不同厂商生产的传感器定义的数据格式不同、量纲相异、语义各异，在多集成环境下给多应用系统之间数据采集、转换和统一处理带来挑战。图1为设置有物联集中器的物联网示意图。当前在物联网或传感网的应用过程中，由于信息感知现场存在大量的传感器，因此通常需要在信息感知现场布置一物联集中器或数据集中器，其主要功能是将多个现场传感器数据转发传输至远端上位机或服务器。因而，在采集数据处理及汇聚方面存在如下缺陷：采集数据的转换通常都需要上位机或服务器进行处理，传感器数量越多上位机或服务器需要进行转换的数据量越大，这对于本已负载较重的上位机或服务器来说更显压力；传感网中同一区域可能部署大量传感器，这些传感器数据可能具有强相关性，如果将它们统统直接上传至上位机或服务器则会造成以下两种结果：第一，通信带宽需求巨大；第二，上位机或服务器需要存储大量冗余数据，浪费存储空间。因此，需要一种能够对传感器采集数据进行转换、汇聚处理，以供用户的透明访问和使用的物联集中器、数据转换汇聚方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种物联集中器，包括：数据转换模块，用于接收并根据预设的多种转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，并将该采集数据转换值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收各传感器的采集数据转换值，并根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，得到并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。转换表达式包括温度转换表达式、湿度转换表达式、pH转换表达式、压力转换表达式、电流转换表达式、电压转换表达式，传感器包括温度传感器、湿度传感器、pH传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器，采集数据包括温度数据、湿度数据、pH数据、压力数据、电流数据、电压数据，采集数据转换值包括温度数据转换值、湿度数据转换值、pH数据转换值、压力数据转换值、电流数据转换值、电压数据转换值，数据转换模块包括：温度计算单元，用于接收并对温度数据转换值进行运算，并将运算后的温度值发送至数据汇聚计算模块；湿度计算单元，用于接收并对湿度数据转换值进行运算，并将运算后的湿度值发送至数据汇聚计算模块；pH计算单元，用于接收并对pH数据转换值进行运算，并将运算后的pH值发送至数据汇聚计算模块；压力计算单元，用于接收并对压力数据转换值进行运算，并将运算后的压力值发送至数据汇聚计算模块；电流计算单元，用于接收并对电流数据转换值进行运算，并将运算后的电流值发送至数据汇聚计算模块；电压计算单元，用于接收并对电压数据转换值进行运算，并将运算后的电压值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收温度值、湿度值、pH值、压力值、电流值、电压值，并根据汇聚计算表达式对温度值、湿度值、pH值、压力值、电流值、电压值进行汇聚计算，计算出并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。转换表达式为：其中，A和B为常数，G(Vi)为非线性函数关系式，Vi为第i个传感器端口的采集数据，Ui为第i个传感器端口的转换数据。转换表达式包括对电压值或电流值向目标参量的转换、不同进制值的转换、带小数点与符号位的转换、多个综合数值的转换、不同量纲的转换、次数统计转换。汇聚计算表达式为：W＝F(k1U1，k2U2，…，kiUi，…，knUn)其中，W为汇聚计算后输出数据，Ui为第i个传感器端口的转换数据，k1到kn为各汇聚输入变量的权值，F(*)为汇聚计算算子。物联集中器，还包括：通信模块，用于物联集中器将采集数据发送上位机或服务器。通信模块基于有线传输形式向上位机或服务器传输汇聚计算结果。通信模块基于WIFI模块、射频模块、蓝牙模块、Zigbee模块、NB-IoT模块、3G模块或4G模块中任一的无线传输形式向上位机或服务器传输汇聚计算结果。根据本专利技术的另一方面，提供一种基于物联集中器实现的数据转换汇聚方法，包括以下步骤：数据转换模块接收并根据预设的多种转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，并将该采集数据转换值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块接收各传感器的采集数据转换值，并根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，得到并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术的物联集中器包括数据转换模块，该数据转换模块根据预设的转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，使得将原来需要在传感网中上位机或服务器部分进行的采集数据转换工作转移到了位于传感网前端的物联集中器中，这样能够大大减轻上位机或服务器的数据处理压力；2.本专利技术的物联集中器包括数据汇聚计算模块，该数据汇聚计算模块根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，通过在物联集中器对传感网前端强相关性的多源采集数据进行汇聚处理，舍弃冗余信息，而后转发至上位机或服务器，能够大大减少上传信息数量，缩减通信带宽需求和上位机或服务器存储空间。附图说明图1为设置有物联集中器的物联网示意图；图2为包括本专利技术的物联集中器的系统框图；图3为包括本专利技术的物联集中器的另一系统框图；图4为本专利技术的数据转换汇聚方法流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在多个传感器与上位机或服务器之间加入物联集中器，在物联集中器设定转换表达式和汇聚计算表达式，并依此进行数据转换及汇聚计算。物联集中器通过端口与传感器连接，例如，物联集中器通过第一端口与第一传感器连接，通过第二端口与第二传感器连接，……，通过第n端口与第n传感器连接。通过在传感网前端将异构多型的采集数据转换成统一的标准格式，以及将强相关性的多源采集数据汇聚计算，舍弃重复、错误信息。图2为包括本专利技术的物联集中器的系统框图，图3为包括本专利技术的物联集中器的另一系统框图，参见图2和图3，该系统包括：物联集中器；还包括：传感器，用于采集并将采集数据发送至数据转换模块；上位机或服务器，用于接收数据汇聚计算模块发送的汇聚计算结果。图2中的系统主要应用于局域网的情况下，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联集中器，其特征在于，包括：数据转换模块，用于接收并根据预设的多种转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，并将该采集数据转换值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收各传感器的采集数据转换值，并根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，得到并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。

【技术特征摘要】
1.一种物联集中器，其特征在于，包括：数据转换模块，用于接收并根据预设的多种转换表达式将多个传感器发送的采集数据转换成采集数据转换值，并将该采集数据转换值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收各传感器的采集数据转换值，并根据预设的汇聚计算表达式对各采集数据转换值进行汇聚计算，得到并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。2.根据权利要求1所述物联集中器，其特征在于，转换表达式包括温度转换表达式、湿度转换表达式、pH转换表达式、压力转换表达式、电流转换表达式、电压转换表达式；传感器包括温度传感器、湿度传感器、pH传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器；采集数据包括温度数据、湿度数据、pH数据、压力数据、电流数据、电压数据；采集数据转换值包括温度数据转换值、湿度数据转换值、pH数据转换值、压力数据转换值、电流数据转换值、电压数据转换值；数据转换模块包括：温度计算单元，用于接收并对温度数据转换值进行运算，并将运算后的温度值发送至数据汇聚计算模块；湿度计算单元，用于接收并对湿度数据转换值进行运算，并将运算后的湿度值发送至数据汇聚计算模块；pH计算单元，用于接收并对pH数据转换值进行运算，并将运算后的pH值发送至数据汇聚计算模块；压力计算单元，用于接收并对压力数据转换值进行运算，并将运算后的压力值发送至数据汇聚计算模块；电流计算单元，用于接收并对电流数据转换值进行运算，并将运算后的电流值发送至数据汇聚计算模块；电压计算单元，用于接收并对电压数据转换值进行运算，并将运算后的电压值发送至数据汇聚计算模块；数据汇聚计算模块，用于接收温度值、湿度值、pH值、压力值、电流值、电压值，并根据汇聚计算表达式对温度值、湿度值、pH值、压力值、电流值、电压值进行汇聚计算，计算出并将汇聚计算结果发送至上位机或服务器。3.根据权利要求2所述物联集中器，其特征在于，转换表达式为：其中，A和B为常数，G(Vi)为非线性函数关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长云，徐曦，何频捷，王志兵，朱文球，
申请(专利权)人：李长云，
类型：发明
国别省市：湖南,43