一種基於無線傳感器網絡的數據採集系統的製作方法

2023-05-27 22:13:41

本發明涉及一種傳感器技術，具體是一種基於無線傳感器網絡的數據採集系統。

背景技術：

現有的一種數據採集系統可以獲取多個數據採 集終端採集的數據，數據採集系統按照應用需求對獲取的數據進行相應地處理。

然而，隨著數據採集規模的擴大，單個數據採集系統涉及的現場儀表數不斷增長， 單個數據採集系統採集數據量增加，造成數據採集的負荷增加，採集過程經常中斷或者發 生其他的異常。

進一步，隨著數據採集系統的運算負荷不斷上升，帶來的軟體複雜度也不斷提高， 降低了軟體穩定性，甚至造成系統穩定性降低。當採集規模上升後，採集行為本身佔用的計 算資源變大，佔用了同一個工作站(主機 )的其他計算行為。最終降低了工作站上所有計算 任務的效率，使得預定的計算任務無法在預設時間內完成。

無線傳感器網絡是一種分布式傳感網絡，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網絡設置靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟網際網路進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。

無線傳感器網絡的優點逐漸被現代化的軍事、智能交通、環境監控、醫療衛生等多個領域應用，實現了信息的快速傳遞，不僅節約了成本，而且提高了工作效率。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種基於無線傳感器網絡的數據採集系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基於無線傳感器網絡的數據採集系統，包含多個無線傳感器，所述含多個無線傳感器分別採集數據信息並通過無線方式傳輸到無線接收器中，無線接收器將接收到的數據傳輸到信號放大器中，信號放大器對輸入的微弱電信號進行放大並輸出到數模轉換器中，數模轉換器將輸入的模擬信號轉換成數位訊號並輸出到核心控制器中，和核心控制器通過其接口分別連接顯示器、按鍵模塊外部存儲器和負載驅動模塊。

作為本發明的進一步技術方案：所述信號放大器包括電容C1、二極體D2、場效應電晶體V1和電晶體V2，所述電容C1的一端連接信號輸入端IN，電容C1的另一端連接電阻R1和電容C2，電容C2的另一端連接電阻R1的另一端、電阻R2、二極體D1的陰極和二極體D2的陽極，二極體D2的陰極連接電阻R3和場效應電晶體V1漏極，電阻R3的另一端連接電阻R4和電源VCC，二極體D1的陽極連接電阻R6、電位器RP1和電容C3，電阻R2的另一端連接場效應電晶體V1的柵極，場效應電晶體V1的源極連接二極體D3的陽極，二極體D3的陰極連接電阻R5和電阻R6的另一端，電阻R5的另一端連接三極體V2的基極，三極體V2的發射極連接電阻R2和電阻R7，電阻R7的另一端連接電位器RP1的另一端，電阻R2的另一端連接電容C3的另一端，三極體V2的集電極連接電阻R4的另一端和輸出端OUT。

作為本發明的進一步技術方案：所述外部存儲器為SD卡。

作為本發明的進一步技術方案：所述核心控制器為AT89C52系列單片機。

作為本發明的進一步技術方案：所述多個無線傳感器為同一型號無線傳感器或不同型號無線傳感器。

作為本發明的進一步技術方案：所述三極體V2是N型三極體。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明基於無線傳感器網絡的數據採集系統採用多個無線傳感器組成無線傳感器網絡，該傳感器可以是同類傳感器（用於同一項數據的分散檢測），也可以是不同種類的傳感器（用於不同種類數據的集中檢測），適用於不同的數據檢測領域，並且系統中設置了數據放大、數據處理模塊，有效增加無線傳感技術的精度。

附圖說明

圖1為基於無線傳感器網絡的數據採集系統的整體方框圖。

圖2為信號放大器的電路圖。

圖3為本發明一種實施例的方框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-3，一種基於無線傳感器網絡的數據採集系統，包含多個無線傳感器，所述含多個無線傳感器分別採集數據信息並通過無線方式傳輸到無線接收器中，無線接收器將接收到的數據傳輸到信號放大器中，信號放大器對輸入的微弱電信號進行放大並輸出到數模轉換器中，數模轉換器將輸入的模擬信號轉換成數位訊號並輸出到核心控制器中，和核心控制器通過其接口分別連接顯示器、按鍵模塊外部存儲器和負載驅動模塊。

信號放大器包括電容C1、二極體D2、場效應電晶體V1和電晶體V2，所述電容C1的一端連接信號輸入端IN，電容C1的另一端連接電阻R1和電容C2，電容C2的另一端連接電阻R1的另一端、電阻R2、二極體D1的陰極和二極體D2的陽極，二極體D2的陰極連接電阻R3和場效應電晶體V1漏極，電阻R3的另一端連接電阻R4和電源VCC，二極體D1的陽極連接電阻R6、電位器RP1和電容C3，電阻R2的另一端連接場效應電晶體V1的柵極，場效應電晶體V1的源極連接二極體D3的陽極，二極體D3的陰極連接電阻R5和電阻R6的另一端，電阻R5的另一端連接三極體V2的基極，三極體V2的發射極連接電阻R2和電阻R7，電阻R7的另一端連接電位器RP1的另一端，電阻R2的另一端連接電容C3的另一端，三極體V2的集電極連接電阻R4的另一端和輸出端OUT。

外部存儲器為SD卡。核心控制器為AT89C52系列單片機。多個無線傳感器為同一型號無線傳感器或不同型號無線傳感器。三極體V2是N型三極體。

本發明的工作原理是：作為本發明的一種實施例，將本發明應用於智能家居控制技術上，如圖3所示，分別採用無線溫度傳感器、無線溼度傳感器、無線CO傳感器作為檢測源，採集環境溫度、溼度和CO濃度信息並通過無線方式傳輸到無線接收器中，無線接收器輸出接收到的電信號並傳輸到信號放大器的輸入端IN，信號放大器的電路如圖2所示，輸入信號從IN進入電路，其輸入端串入RC電路和兩個保護二極體D1、D2，用於防止過電壓。二極體D3用於降低後接的低頻電晶體V2的基極電位。電阻R6為源跟隨器的工作電阻。調節電位器RP1和電容C3的值能夠改變放大係數，放大後的信號通過輸出端OUT輸出，此信號進入數模轉換器中轉換成單片機能夠識別的機器語言，單片機還通過與之接口相連接的顯示器、按鍵模塊、外部存儲器對數據進行相關的顯示、存儲和手動處理等操作，同時單片機還通過繼電器開關作為驅動控制負載電氣設備的動作，負載電氣設備包括加熱器、製冷器、加溼器、排氣扇和報警器，其中加熱器和製冷器用於實現溫度控制，加溼器用於溼度控制，排氣扇和報警用於CO濃度超標時自動啟動，整個系統協同工作，為智能家居技術提供有效的保障。

本發明基於無線傳感器網絡的數據採集系統採用多個無線傳感器組成無線傳感器網絡，該傳感器可以是同類傳感器（用於同一項數據的分散檢測），也可以是不同種類的傳感器（用於不同種類數據的集中檢測），適用於不同的數據檢測領域，並且系統中設置了數據放大、數據處理模塊，有效增加無線傳感技術的精度。