一種水利物聯網數據採集傳輸終端的製作方法
2023-04-27 05:20:21 1
專利名稱：一種水利物聯網數據採集傳輸終端的製作方法
技術領域：
一種水利物聯網數據採集傳輸終端技術領域[0001]本實用新型涉及一種水利物聯網數據採集傳輸終端，更具體的說，尤其涉及一種可進行有線和無線傳感器數據採集並可通過3G模塊傳輸數據的水利物聯網數據採集傳輸終端，屬於水利物聯網技術領域。
背景技術：
[0002]目前水利行業應用的測控終端都是通用的數據透明傳終端和水文遙測終端，這類終端普遍存在功能單一，組網不靈活，操作複雜等缺點，而且只支持自報方式、應答方式等工作方式，無法支持主動查詢和設置等功能。近幾年，物聯網技術在各個行業的數據採集與監視控制系統中得到了廣泛的應用，隨著物聯網的傳感器技術、網絡技術和應用技術逐漸成熟，設計一種水利物聯網數據採集傳輸終端，對於解決現有監測終端功能不能滿足水利物聯網發展的要求是非常有必要的。發明內容[0003]本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種可進行有線和無線傳感器數據採集並可通過3G模塊傳輸數據的水利物聯網數據採集傳輸終端。[0004]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，包括微控制 器、用於提供工作電壓的電源管理單元、產生脈衝時鐘的時鐘電路以及進行數據暫存的存儲器，電源管理單元、時鐘電路和存儲器均與微控制器相連接；微控制器的輸入埠連接有用於水利行業傳感器信息採集的普通傳感器接口模塊和無線傳感器接口模塊；其特別之處在於所述微控制器還連接有ZigBee自組網接口模塊和3G模塊，3G模塊的數據收發端上設置有GSM天線；ZigBee 自組網接口模塊實現數據採集傳輸終端與外部ZigBee網絡設備的自組網，數據採集傳輸終端通過3G模塊實現數據的無線遠距離傳輸。[0005]微控制器用於信息採集、數據運算和控制輸出，電源管理單元給整個數據採集傳輸終端提供穩定的直流電壓；存儲器用於暫存數據，以便查詢之用。微控制器通過普通傳感器接口模塊實現水利行業傳統傳感器信號的採集，通過無線傳感器接口模塊實現輸出為無線信號的傳感器信息的採集。通過ZigBee自組網接口模塊可實現數據採集傳輸終端與與外部ZigBee網絡設備的自組網，以便進行數據交換和傳輸；通過3G模塊可將採集的數據進行遠距離、無線形式的傳輸，具有穩定、可靠和受幹擾能力強的優點。[0006]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，所述微控制器連接有控制接口模塊、乙太網接口模塊、USB接口模塊和備用通道接口模塊；微控制器通過控制接口模塊可實現外部設備的參數採集和狀態控制，通過乙太網接口模塊、USB接口模塊和備用通道接口模塊分別與外部網絡設備、外部USB設備和外部備用通信設備進行數據交換。[0007]微控制器通過控制接口模塊可實現外圍設備的數據採集和控制，通過乙太網可與外部網絡設備進行數據交換，通過USB接口模塊可與USB設備進行數據交換，通過備用通道接口模塊可實現與外部備用通信設備的數據交換。[0008]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，所述的備用通訊設備為ZigBee傳輸設備、3G數傳終端、GPRS數傳終端、GSM簡訊數傳終端、衛星通訊設備或者網絡設備。外部備用通信設備可以為但不局限於上述幾種設備。[0009]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，所述微控制器連接有鍵盤、液晶顯示模塊以及用於標定位置和時鐘信息的GPS模塊，GPS模塊連接有GPS天線。鍵盤和液晶顯示模塊組成了人機互動界面，便於使用者獲知有關信息和輸入相應參數信息。[0010]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，所述微控制器通過無線傳感器接口模塊或普通傳感器接口模塊可與雨量計、水位計、閘位計、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器以及水質傳感器相連接。[0011]本實用新型的有益效果是本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，通過設置無線傳感器接口模塊和普通傳感器接口模塊，有效地實現了對水利上用的無線傳感器和傳統有線傳感器輸出數據的有效測量；通過設置的ZigBee自組網接口模塊，實現了數據採集傳輸終端與其他網絡節點的自組網，便於數據的交換和傳輸；通過設置與微控制器相連接的3G模塊，有效地實現了數據的·無線、長距離傳輸，可及時、有效、穩定地將信息傳輸至遠端的監控設備上，有利於實現對水利設備的有效監控。本實用新型使用先進的RFID和 ZigBee物聯網技術，具有簡單、易行、方便、實時性好、組網方便、可靠性高、傳輸速率快的優點，為物聯網技術在水利行業應用推廣提供了合適的物聯網智能終端產品。
[0012]圖1為本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端的電路原理圖。[0013]圖中I微控制器，2無線傳感器接口模塊，3普通傳感器接口模塊，4控制接口模塊，5乙太網接口模塊，6 ZigBee自組網接口模塊，7 USB接口模塊，8備用通道接口模塊，9 3G模塊，10 GPS模塊，11液晶顯示模塊，12鍵盤，13電源管理單元，14電池，15存儲器，16 時鐘電路，17 GSM天線，18 GPS天線。[0014]具體實施方式
[0015]
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。[0016]如圖1所示，給出了本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端的電路原理圖， 其包括微控制器1、無線傳感器接口模塊2、普通傳感器接口模塊3、控制接口模塊4、乙太網接口模塊5、ZigBee自組網接口模塊6、USB接口模塊7、備用通道接口 8、3G模塊9、GPS模塊10、液晶顯示模塊11、鍵盤12、電源管理電源13、電池14、存儲器15、時鐘電路16 ;微控制器I實現運算和控制作用，無線傳感器接口模塊2和普通傳感器接口模塊3均與微控制器I相連接，微控制器I通過普通傳感器接口模塊3可實現水利行業傳統無線傳感器的信號採集，通過無線傳感器接口模塊2可實現輸出數據為無線信號的傳感器的信號採集。[0017]ZigBee自組網接口模塊6、3G模塊9均微控制器I相連接，3G模塊的收發端連接有GSM天線，以便實現信號的收發。通過ZigBee自組網接口模塊，水利物聯網數據採集傳輸終端可實現與外圍網絡設備的自組網，以便與周圍的物聯網節點進行數據交換和數據傳輸。微控制器I通過3G模塊9可將採集的傳感器數據無線、遠距離地傳輸至遠端監控設備， 而不會受地理環境、外界氣候條件的限制，具有更強的穩定性。電源管理單元13、存儲器15 和時鐘電路16均與微控制器I相連接，電源管理單元13還與電池14相連接。電源管理電源13用於給整個數據採集傳輸終端提供穩定的直流電壓，電池14可作為備用電源，以保證整個數據採集傳輸終端的連續數據採集。存儲器15用於暫存採集的傳感器數據，以備通過 3G模塊9進行上傳和後續查詢；時鐘電路16用於產生微控制器I工作所必須的脈衝信號。[0018]控制接口模塊4、乙太網接口模塊5、USB接口模塊7和備用通道接口模塊8均與微控制器相連接，通過控制接口模塊4，可採集設備狀態信息和對設備狀態進行控制。數據採集傳輸終端通過乙太網接口模塊5，可與外部網絡設備組成區域網，以便進行數據交換； 通過USB接口模塊7可實現與外部USB設備進行數據交換；通過備用通道接口模塊8可實現與外部備用通信設備的數據交換，例如，ZigBee傳輸設備、3G數傳終端、GPRS數傳終端、 GSM簡訊數傳終端、衛星通訊設備或者網絡設備，但不僅僅局限於這些通信設備。[0019]液晶顯示模塊11、鍵盤12均與微控制器1相連接，組成了人機互動界面，操作人員通過鍵盤12可輸入相應的參數控制信息，通過液晶顯示模塊11可觀測整個設備的工作狀態參數。GPS模塊10與微控制器1相連接，用於提供地理位置和時鐘信息。[0020]本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端在使用的過程中，微控制器I將主動通過3G模塊9與遠端的計算機進行通訊，通過3G模塊9進行網絡連接，直至連接上設在遠端的計算機上。連接成功後，微控制器1將根據功能設定或者計算機下發的指令進行相應的動作；主要進行的動作包括通過無線傳感器接口模塊2採集連接到終端上的無線傳感器數據；通過普通傳感器接口模塊3採集的連接到終端上的傳統傳感器數據；通過控制接口模塊4採集連接到終端上的設備狀態參數，微控制器1執行下發的控制指令。通過乙太網接口模塊5、ZigBee自組網接口模塊6和USB接口模塊7為連接的智能設備提供透明傳輸通道。在運行當中微控制器I將根據終端功能設定將歷史數據記錄在存儲器15中，供以後查詢使用。
權利要求1.一種水利物聯網數據採集傳輸終端，包括微控制器(I)、用於提供工作電壓的電源管理單元(13)、產生脈衝時鐘的時鐘電路(16)以及進行數據暫存的存儲器(15)，電源管理單元、時鐘電路和存儲器均與微控制器相連接；微控制器的輸入埠連接有用於水利行業傳感器信息採集的普通傳感器接口模塊(3)和無線傳感器接口模塊(2);其特徵在於所述微控制器(I)還連接有ZigBee自組網接口模塊(6 )和3G模塊(9 )，3G模塊的數據收發端上設置有GSM天線；ZigBee自組網接口模塊實現數據採集傳輸終端與外部ZigBee網絡設備的自組網，數據採集傳輸終端通過3G模塊實現數據的無線遠距離傳輸。
2.根據權利要求1所述的水利物聯網數據採集傳輸終端，其特徵在於所述微控制器(I)連接有控制接口模塊(4)、乙太網接口模塊(5 )、USB接口模塊(7 )和備用通道接口模塊(8);微控制器通過控制接口模塊可實現外部設備的參數採集和狀態控制，通過乙太網接口模塊、USB接口模塊(7)和備用通道接口模塊分別與外部網絡設備、外部USB設備和外部備用通信設備進行數據交換。
3.根據權利要求2所述的水利物聯網數據採集傳輸終端，其特徵在於所述的備用通信設備為ZigBee傳輸設備、3G數傳終端、GPRS數傳終端、GSM簡訊數傳終端、衛星通訊設備或者網絡設備。
4.根據權利要求1或2所述的水利物聯網數據採集傳輸終端，其特徵在於所述微控制器(I)連接有鍵盤(12)、液晶顯示模塊(11)以及用於標定位置和時鐘信息的GPS模塊(10)，GPS模塊連接有GPS天線(18)。
5.根據權利要求1或2所述的水利物聯網數據採集傳輸終端，其特徵在於所述微控制器(I)通過無線傳感器接口模塊(2)或普通傳感器接口模塊(3)可與雨量計、水位計、閘位計、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器以及水質傳感器相連接。
專利摘要本實用新型的水利物聯網數據採集傳輸終端，包括微控制器、電源管理單元、時鐘電路和存儲器，微控制器的輸入埠連接有普通傳感器接口模塊和無線傳感器接口模塊；特徵在於微控制器還連接有ZigBee自組網接口模塊和3G模塊，3G模塊的數據收發端上設置有GSM天線；ZigBee自組網接口模塊實現數據採集傳輸終端與外部ZigBee網絡設備的自組網，數據採集傳輸終端通過3G模塊實現數據的無線遠距離傳輸。本實用新型實現了無線和有線傳感器數據的採集、與其他網絡節點的自組網以及傳感器數據的無線長距離傳輸，有利於實現對水利設備的有效監控。具有簡單、易行、方便、實時性好、組網方便、可靠性高、傳輸速率快的優點，為物聯網技術在水利行業應用的物聯網智能終端產品。
文檔編號H04W88/02GK202841542SQ201220484978
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者孫啟玉, 劉玉峰 申請人:山東鋒士自動化系統有限公司