本发明专利技术公开了一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置。该装置包括信号采集模块、微处理器模块、无线收发模块，以及为整个装置提供电能的电源模块；信号采集模块用于采集外部传感器传输的信号，并将信号传输给所述微处理器模块，微处理器模块对信号进行处理后通过无线收发模块发送；信号采集模块包括多个信号发送端和一个信号接收端，信号发送端包括信号调理电路和被动式RFID标签，信号接收端包括一RFID读卡器，RFID读卡器的输出端与微处理器模块连接；RFID读卡器与微处理器模块、无线收发模块、电源模块一起封装于一密闭容器内。进一步地，该装置的电源模块为一无线供电装置的受电端，通过外部无线供电。本发明专利技术具有安全可靠、使用寿命长的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种用于恶劣环境条件下的数据采集装置，采集外部传感器检测到的数据。
技术介绍
为了适应经济全球化的需求，人们设想如果从信息流通的角度将RFID技术、WSN 技术、GPS技术、数字地球技术与互联网结合起来，就能够将互联网的覆盖范围从“人”扩大到“物”，就能够通过RFID技术、WSN技术与GPS技术采集和获取有关物流的信息，通过互联网实现对世界范围内的物流信息的快速、准确识别与全程跟踪，这种技术就是物联网技术。 物联网技术已经应用在许多领域。物联网之所以会有如此广泛的市场，主要是由于它可以对“物”进行有效地监测和控制，从而使人们的生活真正的达到智能化，提高人们的生活质量。传感器数据采集装置是物联网技术中的一个十分重要的部分，它是将传感器检测到的数据采集，然后进行储存或者发送给上位机进行处理。例如大型建筑工程的监控系统中的传感器数据采集装置。通常的传感器数据采集装置包括用于采集外部传感器传输的信号的传感器信号采集单元，用于对采集到的信号进行处理、储存的微处理器单元，以及用于将数据发送给上位机的数据收发单元。为了保护传感器数据采集装置中各种电子部件，通常将整个装置封装在一个容器内(例如箱或盒)。随着无线技术的发展，部分传感器数据采集装置中的数据收发单元已经采用了无线通信方式。采用无线收发模块来进行数据采集装置与上位机之间的数据通信，可以较有效地解决数据采集装置的便携性问题，也可以在一定程度上提高封装数据采集装置的容器的密闭性，使整个装置的安全和使用寿命得以提高。目前的传感器数据采集装置的传感器信号采集单元与外部传感器之间的连接还是采用常规的有线方式，这种有线连接的方式影响了封装容器的密闭性。在一些恶劣环境条件下， 例如水下、沙漠、腐蚀性气体等，不能完全密封的容器会使其中的电子元件容易损坏，整个传感器数据采集装置的安全性、可靠性及使用寿命均会大大降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有传感器数据采集装置由于无法完全密封而导致的安全性、可靠性差的问题，提供一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置。本专利技术的思路是通过RFID (Radio Frequency Identification ；即射频识别)技术使传感器信号采集模块与外部传感器之间实现无线供能及无线信号传输，从而解决上述技术问题。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID是一种简单的无线系统，由一个询问器(或阅读器、读卡器)和很多应答器(或标签)组成。RF技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向传输数据，以达到目标识别和数据交换的目的。RFID标签俗称电子标签，也称应答器(tag，transponder, responder)，根据工作方式可分为主动式(有源)和被动式(无源) 两大类，有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池。对于有源电子标签来说， 根据标签内装电池供电情况不同又可细分为有源电子标签(Active tag)和半无源电子标签Gemi—passive tag)。被动式RFID标签由标签芯片和耦合元件(天线或线圈)组成， 利用电感耦合或电磁反向散射耦合原理实现与读写器之间的通讯。RFID标签中存储一个唯一编码，通常为64bits、96bits甚至更高，其地址空间大大高于条码所能提供的空间，因此可以实现单品级的物品编码。当RFID标签进入读写器的作用区域，就可以根据电感耦合原理(近场作用范围内)或电磁反向散射耦合原理(远场作用范围内)在标签天线两端产生感应电势差，并在标签芯片通路中形成微弱电流，如果这个电流强度超过一个阈值，就将激活RFID标签芯片电路工作，从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作，微控制器还可以进一步加入诸如密码或防碰撞算法等复杂功能。读卡器也称阅读器、询问器、(reader, interrogator),是对RFID标签进行读/写操作的设备，主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。读卡器是RFID系统中最重要的基础设施，一方面，RFID标签返回的微弱电磁信号通过天线进入读卡器的射频模块中转换为数字信号，再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形，最后从中解调出返回的信息，完成对RFID标签的识别或读/ 写操作。读卡器和RFID标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时读卡器通过耦合给无源RFID标签提供能量和时序。具体而言，本专利技术采用以下技术方案一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置，包括信号采集模块、微处理器模块、无线收发模块，以及为整个装置提供电能的电源模块；所述信号采集模块用于采集外部传感器传输的信号，并将信号传输给所述微处理器模块，微处理器模块对信号进行处理后通过所述无线收发模块发送；所述信号采集模块包括多个信号发送端和一个信号接收端，所述信号发送端包括信号调理电路和被动式RFID标签，所述信号接收端包括一 RFID读卡器，RFID 读卡器的输出端与所述微处理器模块连接；RFID读卡器与所述微处理器模块、无线收发模块、电源模块一起封装于一密闭容器内。进一步地，所述电源模块为一无线供电装置的受电端，包括依次连接的耦合元件、 整流电路及DC-DC转换电路。本专利技术通过将信号采集模块分为信号发送端和信号接收端两部分，信号发送端与外部传感器连接采集传感器信号，信号接收端与微处理器模块连接并一起封装于密闭容器内，信号发送端与信号接收端之间通过RFID系统实现无线的数据交换及供能。进一步通过将无线供电装置的受电端作为整个传感器数据采集装置，而由外部的无线供电装置的供电端对其进行无线供电，使整个装置不需要更换电池，进一步提高了装置的安全可靠性。附图说明图1为本专利技术传感器数据采集装置的结构示意图； 图2为本专利技术电源模块的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明本专利技术的用于恶劣环境的传感器数据采集装置，如附图1所示，包括信号采集模块、微处理器模块、无线收发模块，以及为整个装置提供电能的电源模块；所述信号采集模块用于采集外部传感器传输的信号，并将信号传输给所述微处理器模块，微处理器模块对信号进行处理后通过所述无线收发模块发送；所述信号采集模块包括多个信号发送端和一个信号接收端，所述信号发送端包括信号调理电路和被动式RFID标签，所述信号接收端包括一 RFID读卡器，RF读卡器的输出端与所述微处理器模块连接；RFID读卡器与所述微处理器模块、无线收发模块、电源模块一起封装于一密闭容器内。如图1所示，本专利技术的信号采集模块包括独立的两部分，即信号发送端和信号接收端，每一个信号发送端均包括信号调理电路及与信号调理电路连接的被动式RFID标签 (即无源射频卡)，信号调理电路与传感器有线连接，将传感器的信号转换为数字信号，然后通过RFID标签存储并无线发送。为了便于安装，信号调理电路的输入端设有数据接口，以供连接传感器。信号接收端包括一 RFID读卡器，读卡器的输出端与微处理器模块连接。传感器的数据传送到射频卡上，通过射频的方式进行数据和能量的传输。射频卡与读卡器之间根据电磁感应原理，传递能量；利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现非接触信息、能量传递，以达到目本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置，包括信号采集模块、微处理器模块、无线收发模块，以及为整个装置提供电能的电源模块；所述信号采集模块用于采集外部传感器传输的信号，并将信号传输给所述微处理器模块，微处理器模块对信号进行处理后通过所述无线收发模块发送；其特征在于，所述信号采集模块包括多个信号发送端和一个信号接收端，所述信号发送端包括信号调理电路和被动式ＲＦＩＤ标签，所述信号接收端包括一ＲＦＩＤ读卡器，ＲＦＩＤ读卡器的输出端与所述微处理器模块连接；ＲＦＩＤ读卡器与所述微处理器模块、无线收发模块、电源模块一起封装于一密闭容器内。
【技术特征摘要】
1.一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置，包括信号采集模块、微处理器模块、无线收发模块，以及为整个装置提供电能的电源模块；所述信号采集模块用于采集外部传感器传输的信号，并将信号传输给所述微处理器模块，微处理器模块对信号进行处理后通过所述无线收发模块发送；其特征在于，所述信号采集模块包括多个信号发送端和一个信号接收端，所述信号发送端包括信号调理电路和被动式RFID标签，所述信号接收端包括一 RFID读卡器，RFID读卡器的输出端与所述微处理器模块连接；RFID读卡器与所述微处理器模块、无线收发模块、电源模块一起封装于一密闭容器内。2.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁家斌，李孝嗣，孙乐乐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84
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