專利名稱：傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及利用其組建的傳感網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及利用該傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN :Wireless Sensor Network)技術(shù)的不斷發(fā)展,其實(shí)際應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在具體應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集是最重要的功能部分。數(shù)據(jù)采集問(wèn)題是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要研究課題之一。數(shù)據(jù)采集問(wèn)題就是研究外界用戶如何通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)從監(jiān)控區(qū)域采集感應(yīng)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的數(shù)據(jù)采集傳輸方式通常有兩種，ー種為數(shù)據(jù)采集卡方式，另ー種為Zigbee數(shù)據(jù)終端方式。數(shù)據(jù)采集卡 方式中，其采用周邊元件擴(kuò)展接ロ(PCI !Peripheral Component Interconnection)數(shù)據(jù)卡直接插在PC主板的擴(kuò)展槽中，將傳感器輸出信號(hào)接入數(shù)據(jù)采集卡。但是這樣ー來(lái)模擬信號(hào)傳輸距離會(huì)加長(zhǎng)，造成了信號(hào)傳輸衰減增加；同吋，由于每個(gè)傳感器到數(shù)據(jù)采集卡都需要一根電纜連接，數(shù)據(jù)傳輸成本很大；此外，必須使用臺(tái)式PC，靈活性較差差。Zigbee數(shù)據(jù)終端方式中，其采用Zigbee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)就地編碼直接通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。然而由于Zigbee網(wǎng)絡(luò)自身的問(wèn)題，會(huì)造成任何一個(gè)數(shù)據(jù)終端都無(wú)法保證其數(shù)據(jù)可以完整可靠的傳輸?shù)叫潘薜膯?wèn)題；加之，任何一個(gè)數(shù)據(jù)終端都無(wú)法實(shí)時(shí)傳輸當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)。再者，由于Zigbee網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)機(jī)制限制，訪問(wèn)特定數(shù)據(jù)終端需要花費(fèi)較多資源(包括時(shí)間、信道、大量站點(diǎn)等)。由上述可知，現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)采集傳輸可靠性較低，不能滿足ー些エ業(yè)場(chǎng)合監(jiān)控安全的需要，其成本較高，信號(hào)傳輸衰減較高，且網(wǎng)絡(luò)傳輸距離較短，因此，亟需要對(duì)這些問(wèn)題予以改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于，提出ー種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其數(shù)據(jù)采集傳輸可靠性更高，可以滿足エ業(yè)場(chǎng)合監(jiān)控安全的需要，且成本較低、信號(hào)傳輸衰減較低，網(wǎng)絡(luò)傳輸距離較遠(yuǎn);本發(fā)明的另一目的在于，提出ー種利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)方式較為靈活，每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均能實(shí)時(shí)傳輸當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)，且每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)都能完整可靠的傳輸?shù)叫潘?，網(wǎng)絡(luò)傳輸距離也較遠(yuǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其包括外殼、設(shè)于外殼內(nèi)的MCU及設(shè)于外殼上的多個(gè)傳感器接ロ，所述外殼內(nèi)還設(shè)有依次電性連接的電源模塊、多路交叉開(kāi)關(guān)及A/D轉(zhuǎn)換器；所述多個(gè)傳感器接ロ分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ電性連接，電源模塊一端分別與MCU、多路交叉開(kāi)關(guān)及A/D轉(zhuǎn)換器電性連接，所述多路交叉開(kāi)關(guān)還與MCU雙向電性連接，A/D轉(zhuǎn)換器還與MCU通信連接；該MCU還連接有兩個(gè)調(diào)制接ロ，該兩調(diào)制接ロ 一端分別與電源模塊電性連接。
其中，所述外殼上設(shè)有8 128個(gè)傳感器接ロ，該8 128個(gè)傳感器接ロ分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ電性連接。進(jìn)ー步地，所述外殼內(nèi)設(shè)有專用接ロ電路，該專用接ロ電路將傳感器接ロ輸入的傳感器模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)。具體的，所述專用接ロ電路可以采用型號(hào)為maxl487的芯片。本發(fā)明中，所述兩個(gè)調(diào)制接ロ均為RS485調(diào)制接ロ，該兩個(gè)調(diào)制接ロ為第一調(diào)制接ロ及第ニ調(diào)制接ロ，該第一調(diào)制接ロー端與電源模塊電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU通信連接；該第二調(diào)制接ロー端通過(guò)濾波電壓調(diào)整電路與電源模塊電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU通信連接。
本發(fā)明的傳感器接ロ采用型號(hào)為TJ5. 08-09P的標(biāo)準(zhǔn)端子，RS485調(diào)制接ロ采用標(biāo)準(zhǔn)9針T型接ロ。進(jìn)ー步地，本發(fā)明還提供了ー種利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其包括上位機(jī)及數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，該數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)之間相互通信連接，每一傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均與數(shù)個(gè)傳感器通信連接，所述傳感器通過(guò)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)與上位機(jī)通信連接；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)作為數(shù)據(jù)中繼器，將傳感器輸出的模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路，利用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。其中，所述每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均設(shè)有8 128個(gè)傳感器接ロ，數(shù)個(gè)傳感器分別通過(guò)該傳感器接ロ與傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)通信連接。本發(fā)明中，所述上位機(jī)、傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及傳感器之間的數(shù)據(jù)傳輸，其物理層采用RS485差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需要和采樣周期，結(jié)合傳感器輸出模擬量變化情況，實(shí)時(shí)記錄傳輸數(shù)據(jù)增量；當(dāng)一個(gè)字節(jié)増量不足以表達(dá)ー個(gè)數(shù)據(jù)采集周期的變化量時(shí)，則傳輸全部16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)。具體的，所述數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，上位機(jī)首先向具體的ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)發(fā)送自動(dòng)編址命令；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)接收到命令，進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn)，得知該命令為自動(dòng)編址命令，并讀取命令的內(nèi)容；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)編址及對(duì)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行查詢；編址和查詢完畢后，傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)按照MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議要求將錯(cuò)誤類型和編址結(jié)果封裝為回復(fù)命令，發(fā)送回上位機(jī)；上位機(jī)接收到回復(fù)，進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn),得知該命令為自動(dòng)編址的回復(fù)命令，并讀取命令的內(nèi)容，該內(nèi)容中包括傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)報(bào)上來(lái)的錯(cuò)誤類型以及自動(dòng)編址的結(jié)果。本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及利用其組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)方式較為靈活，總線型、環(huán)型、樹(shù)型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均可，其每ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均能實(shí)時(shí)傳輸當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)，任何ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)都能將其數(shù)據(jù)完整可靠的傳輸?shù)叫潘?，具有較高的可靠性，可以滿足エ業(yè)場(chǎng)合測(cè)控安全的需要；同時(shí)，其極大地減少了模擬電路傳輸電纜，成本大幅降低；其還縮短了模擬信號(hào)的傳輸距離，使得信號(hào)傳輸衰減大幅降低；再者，其采用RS485物理層傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)站點(diǎn)間距加長(zhǎng)至1000米以上，其任何ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均可作為數(shù)據(jù)中繼器使用，網(wǎng)絡(luò)直線距離超過(guò)100km。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)ー種具體實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)ー種具體實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架圖；圖3為本發(fā)明中利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)ー種具體實(shí)施例的組網(wǎng)框架圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1、2所示，本發(fā)明提供ー種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其包括外殼10、設(shè)于外殼10內(nèi)的MCU20及設(shè)于外殼10上的多個(gè)傳感器接ロ 12，所述外殼10內(nèi)還設(shè)有依次電性連接的電源模塊22、多路交叉開(kāi)關(guān)24及A/D轉(zhuǎn)換器26 ;所述多個(gè)傳感器接ロ 12分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ 28電性連接，電源模塊22 —端分別與MCU20、多路交叉開(kāi)關(guān)24及A/D轉(zhuǎn)換器26電性連接，所述多路交叉開(kāi)關(guān)24還與MCU20雙向電性連接，A/D轉(zhuǎn)換器26還與MCU20通信連接；.MCU20還連接有兩個(gè)調(diào)制接ロ，該兩調(diào)制接ロー端分別與電源模塊22電性連接。該傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)可靠性更高，每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)都能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)送至信宿，滿足了エ業(yè)場(chǎng)合測(cè)控安全的需要。同時(shí)，其極大的減少了模擬電路傳輸電纜，縮短了模擬信號(hào)的傳輸距離，信號(hào)傳輸衰減大幅降低。本發(fā)明中，所述外殼10可以采用標(biāo)準(zhǔn)鋁型材殼體，該鋁型材殼體具有重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、表面處理性能良好、抗核輻射性強(qiáng)、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的外殼10上可以設(shè)置8 128個(gè)傳感器接ロ 12，該8 128個(gè)傳感器接ロ 12分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ 28電性連接。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述傳感器接ロ 12可以采用型號(hào)為TJ5. 08-09P的標(biāo)準(zhǔn)端子，該TJ5. 08-09P的標(biāo)準(zhǔn)端子是ー種歐式接線端子，可以廣泛應(yīng)用于エ業(yè)自動(dòng)化、變頻節(jié)能等行業(yè)，其間距從3. 81mm到9. 52mm,可實(shí)現(xiàn)2位、3位任意拼接，種類有單層、雙層、多層等多間距復(fù)合型端子，也可根據(jù)具體需求進(jìn)行定制。此外，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述外殼10上還設(shè)有工作指示燈14,以對(duì)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)指示。再者，該外殼10上還設(shè)有一電源輸入插座16,該電源輸入插座16內(nèi)部與電源模塊22電性連接。該電源輸入插座16具體可以為一 3. 5mm的電源插座,通過(guò)該電源輸入插座16可以輸入24V的直流電源，從而為電源模塊22供電。作為本發(fā)明的ー種優(yōu)選實(shí)施例,還可以在外殼10的兩側(cè)邊緣位置處分別設(shè)置數(shù)個(gè)條形安裝孔18，通過(guò)該條形安裝孔18可以對(duì)該傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)進(jìn)行較為牢固的安裝固定。其中，所述多路交叉開(kāi)關(guān)24用于做通道切換使用，A/D轉(zhuǎn)換器26用于將通過(guò)傳感器接ロ 12傳入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。由于A/D轉(zhuǎn)換器26只能接收一定范圍的模擬信號(hào)，而傳感器把非電物理量變換成電信號(hào)后，并不一定在這ー范圍內(nèi)。傳感器輸出的信號(hào)有時(shí)還必須經(jīng)放大、濾波、線性化補(bǔ)償、隔離、保護(hù)等措施后，才能送A/D轉(zhuǎn)換器26。因此，本發(fā)明通過(guò)傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ 28的設(shè)置，可以將傳感器輸出的信號(hào)通過(guò)放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器26能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。進(jìn)ー步地，本發(fā)明的外殼10內(nèi)還設(shè)有專用接ロ電路(未圖示)，該專用接ロ電路可以將傳感器接ロ 12輸入的傳感器模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述專用接ロ電路可以采用型號(hào)為maxl487的芯片。本發(fā)明中，所述兩個(gè)調(diào)制接ロ均為RS485調(diào)制接ロ，該兩個(gè)調(diào)制接ロ為第一調(diào)制接ロ 202及第ニ調(diào)制接ロ 204，該第一調(diào)制接ロ 202—端與電源模塊22電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU20通信連接；該第二調(diào)制接ロ 204 —端通過(guò)濾波電壓調(diào)整電路(未圖示)與電源模塊22電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU20通信連接。作為本發(fā)明的ー種具體實(shí)施例，所述RS485調(diào)制接ロ可以采用標(biāo)準(zhǔn)9針T型接ロ。本發(fā)明中每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)同時(shí)有兩個(gè)RS485調(diào)制接ロ，每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均可以·作為數(shù)據(jù)中繼器，從根本上解決了 RS485數(shù)據(jù)總線上掛載設(shè)備數(shù)據(jù)的限制問(wèn)題，同時(shí)組網(wǎng)方式也更為靈活，總線型、環(huán)型、樹(shù)型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均可。本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)物理層采用RS485差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路，數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。由于在數(shù)據(jù)通訊中是容許有兩個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)有相同的編址的，這樣就會(huì)容易造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，而且較難排查，而本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)命令編址，不用對(duì)每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)進(jìn)行手工編址，這樣就防止了手工編址重復(fù)的可能，且可以為設(shè)備故障差錯(cuò)(自檢)提供有效的依據(jù)，因此該傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)不僅較為智能，還具有故障自檢功能。進(jìn)ー步地，本發(fā)明還提供了ー種利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示，其包括上位機(jī)30及數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40,該數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40之間相互通信連接，每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40均與數(shù)個(gè)傳感器50通信連接，所述傳感器50通過(guò)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40與上位機(jī)30通信連接；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40作為數(shù)據(jù)中繼器，將傳感器50輸出的模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路，利用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)30。本發(fā)明的組網(wǎng)方式較為靈活，總線型、環(huán)型、樹(shù)型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均可。較Zigbee網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)相比，本發(fā)明可靠性更高，每ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40都是可靠的，每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40的數(shù)據(jù)都能即使準(zhǔn)確的發(fā)送至信宿，滿足了エ業(yè)場(chǎng)合測(cè)控安全的需要。同吋，較數(shù)據(jù)采集卡方式相比，由于任何ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40均可作為數(shù)據(jù)中繼器，因此該網(wǎng)絡(luò)直線距離可超過(guò) 100km。其中，所述每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40均設(shè)有8 128個(gè)傳感器接ロ 12，數(shù)個(gè)傳感器50分別通過(guò)該傳感器接ロ 12與傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40通信連接。本發(fā)明中，所述上位機(jī)30可以為商用PC，傳感器50為ー種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，井能將檢測(cè)感受到的信息，按照一定規(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，進(jìn)而通過(guò)傳感器接ロ12傳送給傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40進(jìn)行處理。本發(fā)明中，所述上位機(jī)30、傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40及傳感器50之間的數(shù)據(jù)傳輸，其物理層采用RS485差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于采用RS485物理層傳輸數(shù)據(jù)，所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40之間的間距可加長(zhǎng)至1000米以上。本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，采用專用接ロ電路將傳感器50輸出的模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)壓縮過(guò)程中，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需要和采樣周期，結(jié)合傳感器50輸出模擬量變化情況，實(shí)時(shí)記錄傳輸數(shù)據(jù)増量；當(dāng)一個(gè)字節(jié)増量不 足以表達(dá)ー個(gè)數(shù)據(jù)采集周期的變化量時(shí)，則傳輸全部16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。特別的，本發(fā)明的數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一般的MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議只提供了基礎(chǔ)協(xié)議，并沒(méi)有細(xì)化，而本發(fā)明通過(guò)對(duì)MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行細(xì)化，使得傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40可以實(shí)現(xiàn)命令編址，不用對(duì)每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40進(jìn)行手工編址，防止了手工編址重復(fù)的可能。同吋，由于在通訊命令中已經(jīng)包含了錯(cuò)誤數(shù)據(jù)命令的內(nèi)容，因此可以給設(shè)備故障差錯(cuò)(自檢)提供有效的依據(jù)，使得該傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40具有故障自檢功能。具體的，所述數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，上位機(jī)30首先向具體的ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40發(fā)送自動(dòng)編址命令；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40接收到命令,進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn),得知該命令為自動(dòng)編址命令，并讀取命令的內(nèi)容；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40進(jìn)行自動(dòng)編址及對(duì)傳感器50的狀態(tài)進(jìn)行查詢；編址和查詢完畢后，傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40按照MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議要求將錯(cuò)誤類型和編址結(jié)果封裝為回復(fù)命令，發(fā)送回上位機(jī)30 ;上位機(jī)30接收到回復(fù)，進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn),得知該命令為自動(dòng)編址的回復(fù)命令，并讀取命令的內(nèi)容，該內(nèi)容中包括傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)40報(bào)上來(lái)的錯(cuò)誤類型以及自動(dòng)編址的結(jié)果。綜上所述，本發(fā)明的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及利用其組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)方式較為靈活，總線型、環(huán)型、樹(shù)型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均可。其與Zigbee網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)相比，可靠性更高，每ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)都是可靠的，每個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)都能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)送至信宿，滿足了エ業(yè)場(chǎng)合測(cè)控安全的需要。其與數(shù)據(jù)采集卡方式相比，大大減少了模擬電路傳輸電纜，成本大幅降低；其縮短了模擬信號(hào)傳輸距離，信號(hào)傳輸衰減大幅降低；再者，其采用RS485物理層傳輸數(shù)據(jù)，傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)間距可加長(zhǎng)至1000米以上；此外，任何ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均可作為數(shù)據(jù)中繼器，網(wǎng)絡(luò)直線距離可超過(guò)100km。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，包括外殼、設(shè)于外殼內(nèi)的MCU及設(shè)于外殼上的多個(gè)傳感器接ロ，其特征在于，所述外殼內(nèi)還設(shè)有依次電性連接的電源模塊、多路交叉開(kāi)關(guān)及A/D轉(zhuǎn)換器；所述多個(gè)傳感器接ロ分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ電性連接，電源模塊一端分別與MCU、多路交叉開(kāi)關(guān)及A/D轉(zhuǎn)換器電性連接，所述多路交叉開(kāi)關(guān)還與MCU雙向電性連接，A/D轉(zhuǎn)換器還與MCU通信連接；該MCU還連接有兩個(gè)調(diào)制接ロ，該兩調(diào)制接ロ 一端分別與電源模塊電性連接。
2.如權(quán)利要求I所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其特征在于，所述外殼上設(shè)有8 128個(gè)傳感器接ロ，該8 128個(gè)傳感器接ロ分別與傳感器信號(hào)調(diào)理接ロ電性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有專用接ロ電路，該專用接ロ電路將傳感器接ロ輸入的傳感器模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其特征在于，所述專用接ロ電路采用型號(hào)為maxl487的芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其特征在于，所述兩個(gè)調(diào)制接ロ均為RS485調(diào)制接ロ，該兩個(gè)調(diào)制接ロ為第一調(diào)制接ロ及第ニ調(diào)制接ロ，該第一調(diào)制接ロ 一端與電源模塊電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU通信連接；該第二調(diào)制接ロー端通過(guò)濾波電壓調(diào)整電路與電源模塊電性連接，另一端通過(guò)并行或串行數(shù)據(jù)總線與MCU通信連接。
6.如權(quán)利要求I所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，其特征在于，所述傳感器接ロ采用型號(hào)為TJ5. 08-09P的標(biāo)準(zhǔn)端子，RS485調(diào)制接ロ采用標(biāo)準(zhǔn)9針T型接ロ。
7.ー種利用權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括上位機(jī)及數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，該數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)之間相互通信連接，每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均與數(shù)個(gè)傳感器通信連接，所述傳感器通過(guò)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)與上位機(jī)通信連接；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)作為數(shù)據(jù)中繼器，將傳感器輸出的模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路，利用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述每ー傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均設(shè)有8 128個(gè)傳感器接ロ，數(shù)個(gè)傳感器分別通過(guò)該傳感器接ロ與傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)通信連接。
9.如權(quán)利要求7所述的利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述上位機(jī)、傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及傳感器之間的數(shù)據(jù)傳輸，其物理層采用RS485差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需要和采樣周期，結(jié)合傳感器輸出模擬量變化情況，實(shí)時(shí)記錄傳輸數(shù)據(jù)増量；當(dāng)一個(gè)字節(jié)増量不足以表達(dá)ー個(gè)數(shù)據(jù)采集周期的變化量時(shí)，則傳輸全部16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的利用傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)鏈路層采用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，上位機(jī)首先向具體的ー個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)發(fā)送自動(dòng)編址命令；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)接收到命令，進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn),得知該命令為自動(dòng)編址命令,并讀取命令的內(nèi)容；傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)編址及對(duì)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行查詢；編址和查詢完畢后，傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)按照MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議要求將錯(cuò)誤類型和編址結(jié)果封裝為回復(fù)命令，發(fā)送回上位機(jī)；上位機(jī)接收到回復(fù)，進(jìn)行命令解析以及CRC校驗(yàn)，得知該命令為自動(dòng)編址的回復(fù)命令，并讀取命令的內(nèi)容，該內(nèi)容中包括傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)·報(bào)上來(lái)的錯(cuò)誤類型以及自動(dòng)編址的結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)及利用其組建的傳感網(wǎng)絡(luò)，該傳感網(wǎng)絡(luò)包括上位機(jī)及數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)，該數(shù)個(gè)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)之間相互通信連接，每一傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)均與數(shù)個(gè)傳感器通信連接，所述傳感器通過(guò)傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)與上位機(jī)通信連接；所述傳感網(wǎng)智能數(shù)據(jù)站點(diǎn)作為數(shù)據(jù)中繼器，將傳感器輸出的模擬信號(hào)調(diào)理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸電路，利用MODBUS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。本發(fā)明數(shù)據(jù)采集傳輸可靠性更高，可以滿足工業(yè)場(chǎng)合監(jiān)控安全的需要，且成本較低、信號(hào)傳輸衰減較低，網(wǎng)絡(luò)傳輸距離較遠(yuǎn)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102843786SQ201210310519
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者孫偉東 申請(qǐng)人:西安普碩電子科技有限公司