本發(fā)明是屬于通信
技術(shù)領(lǐng)域:
,具體地說涉及物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的定時采集存儲與采集數(shù)據(jù)的非實(shí)時傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。
背景技術(shù):
:物聯(lián)網(wǎng)是以感知為核心的物與物互聯(lián)的綜合信息系統(tǒng),是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信后世界信息產(chǎn)業(yè)革命的新一次浪潮,被認(rèn)為是下一個萬億級產(chǎn)業(yè)。其市場前景預(yù)期將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信,必將成為世界經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn),為未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和科技創(chuàng)新提供最重要的基礎(chǔ)設(shè)施保障,也必將徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞?。物?lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由感知互動層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層組成的3層體系結(jié)構(gòu)。感知互動層位于整個體系的最下層,其主要作用是感知和識別物體,收集環(huán)境信息;應(yīng)用服務(wù)層整個體系的最上層,是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案;網(wǎng)絡(luò)傳輸層位于整個體系的中間位置,包括各種通信網(wǎng)絡(luò)形成的融合網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)提供無處不在服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。通信網(wǎng)絡(luò)是支撐物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞和服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)置。物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)主要涵蓋感知層的末梢網(wǎng)絡(luò)和公共通信網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)等技術(shù)。末梢網(wǎng)絡(luò)主要以傳感器網(wǎng)絡(luò)為代表,它是一種典型的固定傳感器節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)技術(shù),利用傳感器形成多跳自組織網(wǎng)絡(luò);物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)包括有線(雙絞線、同軸、光纖等)接入和無線(2G、3G、4G、衛(wèi)星通信以及802.11、802.16、802.15、藍(lán)牙等)接入兩大類型。在有線及無線接入方式受限,衛(wèi)星通信價格難以承受的情況下,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用受到了極大地限制。為解決這一問題,需發(fā)明適用的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集的信息無法在節(jié)點(diǎn)存儲而導(dǎo)致的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用受限,提供了一種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定時存儲采集的信息及非實(shí)時傳輸?shù)南到y(tǒng)。本發(fā)明提供一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時存儲采集及非實(shí)時傳輸系統(tǒng),計算機(jī)與用戶端交互連接,所述用戶端與所述中繼站通過無線傳輸連接,所述中繼站與自己對應(yīng)的采集端群通過無線傳輸連接,所述采集端群中包含多個采集端。進(jìn)一步地,所述用戶端由用戶發(fā)送傳輸指令指令,并將所述傳輸指令通過所述中繼站發(fā)送給所述采集端。優(yōu)選地,收到所述傳輸指令的所述采集端停止數(shù)據(jù)采集,并將已經(jīng)采集到并存儲在SD存儲卡中的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中繼站,所述中繼站將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給所述用戶端,所述用戶端將收到的所述采集數(shù)據(jù)存儲到所述計算機(jī)中。本發(fā)明提供的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時數(shù)據(jù)采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果:本發(fā)明采集端根據(jù)使用需要定時采集數(shù)據(jù),采集的數(shù)據(jù)存儲在采集端的SD卡上;并在用戶需要的時候(即用戶通過用戶端發(fā)送傳輸指令時)將存儲在SD卡上的數(shù)據(jù)通過中繼站傳輸?shù)接脩舳?,由用戶端傳送到計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定時采集并存儲,非實(shí)時傳輸。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖;圖2是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的用戶端方框圖;圖3是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的中繼站方框圖;圖4是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的采集端方框圖;圖5是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的實(shí)施示意圖;圖6是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集的數(shù)據(jù)非實(shí)時傳輸?shù)诫娔X,存儲采集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫的界面圖;圖7是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的電腦查詢采集數(shù)據(jù)的界面圖;圖8是本發(fā)明所述的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)的電腦顯示02號中繼站的03號采集端一天數(shù)據(jù)采集每小時數(shù)據(jù)平均曲線圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)信息需要實(shí)時傳輸、采集端無法存儲采集數(shù)據(jù)的局限性等問題,提供了一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本發(fā)明的實(shí)施例及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互結(jié)合,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。如圖1-圖8所示,本發(fā)明提出了一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時存儲采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng)。如圖1所示,本發(fā)明提出一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng),包括計算機(jī)1與用戶端2連接,所述用戶端2與所述中繼站3連接,所述中繼站3與自己對應(yīng)的采集端群4,所述采集端群4中包含多個采集端5。進(jìn)一步地,所述用戶端2由用戶發(fā)出傳輸數(shù)據(jù)指令,并將所述傳輸數(shù)據(jù)指令通過所述中繼站3發(fā)送給所述采集端5。進(jìn)一步地,收到所述傳輸指令的所述采集端5會停止數(shù)據(jù)采集,并將已經(jīng)采集并存儲在SD存儲卡中的采集數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中繼站3,所述中繼站3將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給所述用戶端2,所述用戶端2將收到的所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機(jī),所述計算機(jī)1將采集數(shù)據(jù)存儲到計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。從圖1可以看出,計算機(jī)1(一般采用筆記本電腦)與用戶端2連接,用戶端2有發(fā)射接收天線,發(fā)射接收天線2可以發(fā)射信號,也可以接收信號,用戶端的信號通過發(fā)射接收天線,傳送給中繼站3的發(fā)射接收天線,中繼站3接收到用戶端2的用戶傳送數(shù)據(jù)指令,根據(jù)中繼站3的編號依次開始工作,中繼站3將指令傳送給己編號的采集端5,采集端5接收到傳送數(shù)據(jù)指令,根據(jù)采集端編號依次傳送數(shù)據(jù)給中繼站3。由于采集端群4分布比較分散,各采集端群4由一個中繼站3負(fù)責(zé)接收由采集端5傳送的數(shù)據(jù),但有的中繼站3與用戶端2距離比較遠(yuǎn),用戶端2無法接收到中繼站3傳送的數(shù)據(jù),因此,各中繼站3實(shí)際上承擔(dān)依次接力的作用,即起到接力傳輸?shù)淖饔?,將遠(yuǎn)距離中繼站3的數(shù)據(jù)由各中繼站3依次傳送,最后由距用戶端2最近的中繼站3傳送給用戶端2。用戶端2接收到傳送的數(shù)據(jù),就可以將數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)1,并且存儲到計算機(jī)1的數(shù)據(jù)庫中。圖2是用戶端方框圖,連接計算機(jī)的接口6是插到計算機(jī)的接口上的,以便用戶端與計算機(jī)連接;用戶端接口轉(zhuǎn)換器6X是使計算機(jī)與用戶端的微控制器8相匹配;用戶端的用戶控制器7是用戶控制采集端的操作部分;用戶端的微控制器8是用戶端的核心,可以采用微功耗、低電壓、低電流的微控制器。9是用戶端發(fā)射與接收部分,它可用于發(fā)射用戶指令、接收中繼站返回的數(shù)據(jù)包;采用遠(yuǎn)距離傳輸模塊,根據(jù)資料,遠(yuǎn)距離模塊最多與65535個同頻率的模塊互動。10是發(fā)射板模塊的電源控制部分,這部分由二個穩(wěn)壓器組成,11是較高電壓穩(wěn)壓器,穩(wěn)壓輸出很穩(wěn)定的5伏電壓,12是較低電壓穩(wěn)壓器,穩(wěn)壓輸出很穩(wěn)定的3.3伏電壓。13是用戶端的電源開關(guān),以控制是否開啟用戶端。14是用戶端的電池,這個電池采用了可充電的6伏鋰電池,由于用戶端是用戶自己控制的,因此可以使用充電器進(jìn)行充電。圖3是該方案中繼站方框圖,15是中繼站的微控制器,是中繼站的核心,可以采用微功耗、低電壓、低電流的微控制器。16是中繼站的發(fā)射接收模塊,它可以接收用戶端發(fā)射的用戶指令,控制該中繼站的采集端群,也可以接收該中繼站的采集端群中的采集端的采集數(shù)據(jù),并且將采集數(shù)據(jù)傳送給下一級的中繼站或傳送給用戶端。18是中繼站的電池,采用容量比較大的鋰電池,17是中繼站的穩(wěn)壓電源部分,可以輸出非常穩(wěn)定的電源電壓,19是中繼站的太陽能電池充電器部分,它可以利用太陽能為電池18充電。在實(shí)施實(shí)例中采用了12伏的鋰電池,使用15伏的太陽能為鋰電池充電,這個太陽能有保護(hù)電路,即當(dāng)鋰電池電壓小于9伏時,太陽能會給鋰電池充電,電池電壓大于12.5伏時會停止充電,因此采集端的電池電壓始終保持在9伏以上,12.5伏以下,保證了電路工作的穩(wěn)定性(中繼站的工作電壓是8伏)。圖4是采集端方框圖,從附圖4可以看出,20是采集端的接收發(fā)射部分,采用了配套用戶端與中繼站的同頻率的傳輸模塊。21是采集端的微控制器,是采集端的核心,可以采用微功耗、低電壓、低電流的微控制器。22是采集端的數(shù)據(jù)采集部分,這個根據(jù)需要不同設(shè)置不同的采集模塊,例如溫度采集模塊、空氣質(zhì)量采集模塊等。23是電源輸出控制部分,由微控制器控制它的開啟與關(guān)閉,以確定是否啟動數(shù)據(jù)采集模塊22工作。24是采集端的電源部分,實(shí)際上這部分是一個穩(wěn)壓電路,輸出很穩(wěn)定的電壓。25是采集端的電池,可以采用鋰電池,由于采集端是分布在不同地方,有些地方是用戶難以到達(dá)的,為了保證采集端長時間穩(wěn)定工作,配置了太陽能26作為鋰電池的充電電源。27是SD存儲卡,存儲22采集的數(shù)據(jù),采集模塊采集的數(shù)據(jù),經(jīng)過微控制器21的處理,將數(shù)據(jù)臨時存儲到采集卡27中,這個采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過微控制器處理形成一條數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包括中繼站編號、采集端的編號、采集日期、采集時間、采集數(shù)據(jù)類型及當(dāng)時采集的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)編輯成為一個字符串?dāng)?shù)據(jù),存儲到SD存儲卡27中。28是一個秒定時器,這個定時器會產(chǎn)生準(zhǔn)確的秒信號,提供給微控制器21,微控制器21中設(shè)置了日期(年月日)、時間(時分秒)的自動計時,以確定采集模塊采集數(shù)據(jù)的日期和時間。另外還設(shè)置了一個10分鐘計時器(為了說明問題,這里假定為10分鐘,但是在實(shí)際使用中可以根據(jù)用戶需要設(shè)定這個時間,以下描述中的10分鐘均以此為據(jù)),這個計時器是控制電子開關(guān)23的,當(dāng)計時器計時達(dá)到10分鐘,打開電子開關(guān),以便采集數(shù)據(jù),采集數(shù)據(jù)時間達(dá)到1秒鐘,關(guān)閉電子開關(guān),10分鐘計時器清零,重新計時,這樣就達(dá)到了每隔10分鐘采集一次數(shù)據(jù)的目的。各采集端采用鋰電池供電的,為了保證采集端能夠長時間工作,設(shè)置了太陽能電池充電功能,采用了4.3伏的鋰電池,使用5伏的太陽能為鋰電池充電,這個太陽能有保護(hù)電路,即當(dāng)鋰電池電壓小于4伏時,太陽能會給鋰電池充電,電池電壓大于4.5伏是時會停止充電,因此采集端的電池電壓始終保持在4伏以上,4.5伏以下,保證了電路工作的穩(wěn)定性(采集端的工作電壓是3.3伏)。圖5是一個具體實(shí)施例,1是筆記本電腦,30是電腦與用戶端的連接線,以便電腦與用戶端互動,2是用戶端,是用戶操作的模塊,32是無線雙向傳輸標(biāo)志,說明用戶端與中繼站無線傳輸是雙向的,3是中繼站,34是中繼站之間無線雙向傳輸標(biāo)志,說明它們之間的傳輸也是雙向的,35是中繼站與采集端群之間的無線雙向傳輸標(biāo)志,說明它們之間的傳輸也是雙向的,4是采集端群,各采集端群包含多個采集端,各采集端群是一個特定的群體。計算機(jī)配置與軟件計算機(jī)采用了聯(lián)想筆記本電腦,雙核處理器I5-6200U2.2GHz,內(nèi)存4GBDDR3L,硬盤1000GBHDD,屏幕,14英寸HDLED,分辨率1366*768。操作系統(tǒng)是Windows732位系統(tǒng),并且安裝了SQLServer2000數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫是“系統(tǒng)采集”數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫安裝在E盤的根目錄中的“SQL數(shù)據(jù)”目錄中,也安裝了“單片機(jī)互動程序”程序,“單片機(jī)互動程序”程序安裝在D盤中的“互動程序”目錄中。用戶端硬件配置與軟件微控制器MSP430FG4618,正常工作電壓3.3伏,最大工作電流400uA,待機(jī)電流1.3uA。發(fā)射接收模塊E3A-ITU-1W,最佳工作電壓8伏,傳輸中心頻率433MHZ(425MHZ-430.5MHZ),輸出功率1W,理論傳輸距離6000米,發(fā)射電流510mA,接收電流15.5mA,工作電壓8伏,最大耐壓28伏。晶振32.768KHz無源晶振,電阻電容均采用貼片封裝,電池9伏可充電鋰電池,電池容量2500mAh,其他根據(jù)需要配置即可。用戶端軟件是燒寫在微控制器MSP430FG4618中的,其描述不再敘述。中繼站硬件配置與軟件微控制器MSP430FG4618,正常工作電壓3.3伏,最大工作電流400uA,待機(jī)電流1.3uA.發(fā)射接收模塊E3A-ITU-1W,最佳工作電壓8伏,傳輸中心頻率433MHZ(425MHZ-430.5MHZ),輸出功率1W,理論傳輸距離6000米,發(fā)射電流510mA,接收電流15.5mA,工作電壓8伏,最大耐壓28伏。晶振32.768KHz無源晶振,電阻電容均采用貼片封裝,電池9伏可充電鋰電池,電池容量2500mAh,其他根據(jù)需要配置即可。用戶端軟件是燒寫在微控制器MSP430FG4618中的,其描述不再敘述。采集端硬件配置與軟件微控制器MSP430FG4618,正常工作電壓3.3伏,最大工作電流400uA,待機(jī)電流1.3uA.發(fā)射接收模塊E09-M1110A(與E3A-ITU-1W遠(yuǎn)距離傳輸模塊相匹配),最佳工作電壓5伏,傳輸中心頻率433MHZ(425MHZ-430.5MHZ),輸出功率10mW,理論傳輸距離400米,發(fā)射電流30mA,接收電流15mA,工作電壓3.3伏,最大耐壓3.8伏。晶振32KHz無源晶振,電阻電容均采用貼片封裝,電池3.6伏可充電鋰電池,電池容量1850mAh,其他根據(jù)需要配置即可。采集端軟件是燒寫在微控制器中的,其描述不再敘述。實(shí)施方案的實(shí)現(xiàn)設(shè)置了一臺計算機(jī),一個用戶端,5個中繼站分別是:01號站、02號站、03號站、04號站、05號站,5個中繼站的采集端群分別是:5個采集端(01號點(diǎn)至05號點(diǎn))、8個采集端(01號點(diǎn)至08號點(diǎn))、6個采集端(01號點(diǎn)至06號點(diǎn))、10個采集端(01號點(diǎn)至10號點(diǎn))、15個采集端(01號點(diǎn)至15號點(diǎn)),一共44個采集端。這些采集端中的采集模塊有:光照采集模塊、風(fēng)力采集模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊、Pm2.5采集模塊(主要污染物為細(xì)顆粒物)、Pm1.0采集模塊(可吸入顆粒物)、二氧化硫采集模塊(SO2)、二氧化氮采集模塊(NO2)、臭氧采集模塊(O3)、一氧化碳采集模塊(CO)、三軸采集模塊、地表震動模塊等。5個中繼站與用戶端的距離分別是:01號站3Km、02號站8Km、03號站13Km、04號站18Km、05號站23Km,我們在用戶端設(shè)置了可以接收01號站的傳送數(shù)據(jù),也可以給01號站發(fā)送指令。圖6是05號站中繼站的03號點(diǎn)的采集端采集的數(shù)據(jù)通過各中繼站傳送到用戶端,由用戶端傳送到計算機(jī)中的05號站的03號點(diǎn)的數(shù)傳送界面。圖7是在數(shù)據(jù)傳送完成后在計算機(jī)查詢2016年6月21日02號站-03號點(diǎn)采集的溫度部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示截圖,可以看出數(shù)據(jù)是每隔10分鐘存儲一次的。圖8是在計算機(jī)查詢2016年6月23日02號站-03號點(diǎn)采集溫度一天中每小時平均值的溫度曲線圖,可以清楚的看到這天溫度變化的起伏情況。將各中繼站依次放置在地形情況比較復(fù)雜的地區(qū),采集端放置在相距中繼站為1Km至3.5Km的位置,大約在一個星期左右派人到距01號站大約2Km的位置采集數(shù)據(jù),筆記本電腦清楚地顯示數(shù)據(jù)是01號站的中繼站的01號點(diǎn)采集端的采集端開始傳送數(shù)據(jù),接下來傳送02號點(diǎn)采集端的數(shù)據(jù),...直到01號站的采集端的數(shù)據(jù)全部傳完;接著筆記本顯示的數(shù)據(jù)是02號站各采集端的信息,...直至傳送05號站的中繼站的15號點(diǎn)的采集端開始傳送數(shù)據(jù),由于大約是一個星期傳送數(shù)據(jù)一次,電腦大約用了10分鐘時間。查詢計算機(jī)中的數(shù)據(jù)還是比較完整的,這些數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中的大小只有300Kb左右(44個采集端在7天的數(shù)據(jù)量),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的定時采集存儲與非實(shí)時傳輸,為在有線及無線信號尚未覆蓋的地區(qū)布放物聯(lián)網(wǎng)提供了一種技術(shù)方案。下面介紹用戶端、采集端等的實(shí)現(xiàn)程序。在用戶端、中繼站、采集端的微控制器中編輯了運(yùn)行的程序,在計算機(jī)中編輯了采集數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)的程序,下面我們簡單描述一下這些程序:用戶端微控制器的程序簡述用戶端的程序大致分為二部分,用戶端與中繼站的通訊程序、用戶端與計算機(jī)的通訊程序,下面分別簡述:1)關(guān)于用戶端與中繼站的通訊:系統(tǒng)方案中包含一臺計算機(jī)、一個用戶端、多個中繼站、每個中繼站有一個采集端群,一個采集端群有多個采集端,因此用戶端與中繼站的通訊實(shí)際上是與多個中繼站的通訊,為了不至于多個中繼站發(fā)射沖突,我們在程序中設(shè)定了中繼站的編號,為中繼站依次傳送數(shù)據(jù)提供依據(jù),由于各中繼站與用戶端的距離不一樣,有的中繼站距離用戶端比較近,在用戶端可以訪問的范圍之內(nèi);有的中繼站距離用戶端比較遠(yuǎn),不在用戶端訪問的范圍以內(nèi),這些中繼站的信號用戶端是接收不了的。那么我們就規(guī)定了一臺中繼站是用戶端訪問的中繼站,確定它的編號為“01號站”,因此實(shí)際上用戶端訪問的僅僅是“01號站”的中繼站,而不訪問其他的中繼站。其他中繼站是通過接力的方式傳送到“01號站”的中繼站,“01號站”中繼站再將數(shù)據(jù)傳送到用戶端。其他的中繼站編號為“02號站”、“03號站”、“04號站”等等。在用戶端程序中,如果啟動用戶端,而且用戶已經(jīng)發(fā)出了采集數(shù)據(jù)的指令,用戶端首先發(fā)出啟動“01號站”中繼站,并且讓“01號站”中繼站的采集端群各采集端發(fā)送數(shù)據(jù),“01號站”中繼站就本編號的采集端的數(shù)據(jù)依次傳送到計算機(jī)。當(dāng)這個數(shù)據(jù)傳送完成后,“01號站”中繼站會給用戶端發(fā)送數(shù)據(jù)傳送完成的指令。用戶端收到數(shù)據(jù)傳送完成指令后,啟動“02號站”中繼站(注意這時“01號站”中繼站仍然在工作狀態(tài)),那么這個指令通過“01號站”中繼站傳送給“02號站”中繼站,“02號站”中繼站啟動,并且所屬“02號站”中繼站的采集端群會依次傳送數(shù)據(jù)到“02號站”中繼站,“02號站”中繼站再將數(shù)據(jù)傳送給“01號站”中繼站,“01號站”中繼站接收數(shù)據(jù)立即就數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)?!?2號站”中繼站數(shù)據(jù)傳送完成后同樣會發(fā)出數(shù)據(jù)傳送完成的指令,這個指令同樣會傳送到用戶端,用戶端再發(fā)出指令啟動“03號站”中繼站,以此類推,直至所有中繼站所屬的采集端群的數(shù)據(jù)全部傳送完成,當(dāng)所有數(shù)據(jù)傳送完成后,用戶端會發(fā)出關(guān)閉所有中繼站的指令,所有中繼站停止工作,處于休眠狀態(tài);2)關(guān)于用戶端與計算機(jī)的通訊,用戶端接收到有各中繼站傳送的數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī),那么計算機(jī)就可以對數(shù)據(jù)逐條進(jìn)行處理,存儲到計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中,在數(shù)據(jù)傳輸過程中,用戶端中的數(shù)據(jù)傳輸指示燈是閃爍的(這個指示燈可以設(shè)置為數(shù)碼顯示管,以數(shù)碼形式顯示傳輸?shù)闹欣^站的編號與采集端的編號),提醒用戶數(shù)據(jù)正在傳輸中。當(dāng)用戶端中的數(shù)據(jù)傳輸指示燈停止閃爍,說明所有采集端的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部傳輸完成,用戶端會發(fā)出數(shù)據(jù)傳送完成的指令,計算機(jī)也將不再接收數(shù)據(jù)與存儲、處理數(shù)據(jù)。并且用戶端的指令使所有中繼站停止工作,處于休眠狀態(tài);3)關(guān)于密碼與用戶端啟動、關(guān)閉的說明:用戶端打開電源開關(guān)后,微控制器獲得電壓,開始工作。在用戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)中,為了加密和防止同頻干擾,我們還設(shè)置了密碼,由于各中繼站、采集端的密碼是一樣的,因此保證了本系統(tǒng)中所有中繼站、所有采集端數(shù)據(jù)的傳送要求。綜上所述,用戶端工作后,所有中繼站、采集端需要進(jìn)行密碼核對、中繼站編號核對、采集端編號核對的工作,在密碼、二個編號全部正確的情況下,才會傳送數(shù)據(jù),這樣就保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在用戶端數(shù)據(jù)全部傳送完成后(所有中繼站已經(jīng)處于休眠狀態(tài)),用戶應(yīng)該關(guān)斷電源開關(guān),用戶端停止工作,等待下次的數(shù)據(jù)采集。中繼站微控制器的程序簡述中繼站的電源是始終開啟的,中繼站處于偵聽狀態(tài),因此中繼站可以隨時檢測到用戶端是否有指令傳輸?shù)竭@個中繼站。中繼站的微控制器的程序主要是:在接收到啟動指令時,首先判斷密碼與中繼站的編號(在中繼站的程序中提前已經(jīng)設(shè)置了密碼與中繼站編號),如果密碼正確、中繼站編號正確,中繼站開始工作,并且延時1秒,發(fā)出采集數(shù)據(jù)的指令給本中繼站系統(tǒng)所屬的采集端,采集端按照依次順序發(fā)送數(shù)據(jù)。我們提前在程序中已經(jīng)設(shè)置了這個中繼站系統(tǒng)采集端的數(shù)量,并且這些采集端同樣設(shè)置了編號,依次傳送數(shù)據(jù)是按照采集端的編號依次傳送的。本中繼站的數(shù)據(jù)傳輸完成后,首先發(fā)出指令給采集端完成數(shù)據(jù)傳送,如果沒有接收到關(guān)閉中繼站的指令,中繼站繼續(xù)處于工作狀態(tài),而且進(jìn)入中繼狀態(tài)(即接力狀態(tài)),等待下一級中繼站的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送,在這個過程中我們設(shè)置了一個延時,即延時1秒后,接收與發(fā)送下一級中繼站的數(shù)據(jù)。在中繼站接收到關(guān)閉中繼站的指令后,也會延時1秒,中繼站的微控制器與發(fā)射接收模塊處于休眠狀態(tài)。采集端微控制器的程序簡述采集端微控制器程序大體分為二部分,一是采集模塊采集數(shù)據(jù)的程序,二是采集端傳送數(shù)據(jù)的程序,下面分別討論:1)采集模塊數(shù)據(jù)的采集:采集模塊22采集數(shù)據(jù)是定時采集的,由于采集端的電源是一直開啟的,微控制器始終是工作的,微控制器設(shè)置了秒信號發(fā)生器,產(chǎn)生準(zhǔn)確的秒信號,這個秒信號作為微控制器的一個信號源,它可以根據(jù)程序的需要,生成日期、時間數(shù)據(jù),也可以生成一個規(guī)定時間的計時器,這個計時器根據(jù)用戶要求進(jìn)行設(shè)定,比如我們設(shè)定的是10分鐘定時器,下面我們的程序均以這個10分鐘定時器進(jìn)行分析。另外秒信號還會生成日期、時間的計時,在微控制器的寄存器中存儲這個日期、時間數(shù)據(jù),根據(jù)秒信號,每秒修改這個數(shù)據(jù),這樣在寄存器中的數(shù)據(jù)與北京時間就應(yīng)該是同步的。如果達(dá)到微控制器中的10分鐘定時器定時,微控制器就打開電源輸出控制器23,從而使采集模塊22得到電壓,采集模塊就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,一般設(shè)定采集時間為1秒鐘(當(dāng)然根據(jù)采集模塊不同這個采集時間也可以修改),采集模塊采集到的數(shù)據(jù),發(fā)送到微控制器,首先微控制器對這個數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(采集數(shù)據(jù)可以在微控制器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,我們需要的是采集的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),例如溫度應(yīng)該是**.**℃,大氣壓強(qiáng)是**.**KP,風(fēng)力是**.**M/S等等,當(dāng)然,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中是不帶單位的),在采集端程序提前設(shè)置了這個采集端的中繼站編號、采集端編號、采集類型,這樣我們就很容易取出“中繼站編號、采集端編號、日期、時間、采集類型”,加上剛剛采集的采集數(shù)據(jù),就很容易生成一個“中繼站編號+采集端編號+日期+時間+采集類型+數(shù)據(jù)”的一個字符串,這個字符串各數(shù)據(jù)之間有一個空格,像這樣“03號站04號點(diǎn)2016-5-2417:22:33風(fēng)力采集0.33”,目的是為了以后在計算機(jī)分離數(shù)據(jù)而存儲在數(shù)據(jù)庫各字段。生成這個字符串以后,微控制器就這個字符串存儲到SD存儲卡中,在存儲時程序會檢測是不是有同日期、同小時、同分鐘的數(shù)據(jù)存在(也接收檢測日期、小時、分鐘數(shù)),如果不存在,增加記錄進(jìn)行存儲,如果存在,覆蓋記錄存儲,這樣就保證了在SD存儲卡中同日期同小時同分鐘只有一條記錄,不會有重復(fù)記錄存在。另外這個存儲的數(shù)據(jù)是按照日期、時間的大小從小到大排列的。在10分鐘定時結(jié)束后,延時1秒鐘后,微控制器關(guān)閉電源輸出控制器23,使得采集模塊22失去電壓而停止工作,同時微控制器對10分鐘定時器清零,10分鐘定時器重新開始計時,等待下一個10分鐘再次采集數(shù)據(jù)。由于SD存儲卡的容量對于我們存儲的這個字符串來說大得多(例如8Mb的存儲卡),因此在SD存儲卡存儲的數(shù)據(jù),一天的數(shù)據(jù)量也僅僅是不到7Kb,這個SD存儲卡最少也能夠存儲20年左右的數(shù)據(jù),這就為用戶提取數(shù)據(jù)提供了很大的時間靈活度。2)采集模塊數(shù)據(jù)的傳送:當(dāng)采集端接收到傳送數(shù)據(jù)指令后,首先判斷密碼、中繼站編號、采集端編號是否正確,如果正確,采集端會向中繼站傳送數(shù)據(jù)。這時微控制器停止10分鐘定時器的計時,然后將微控制器及發(fā)射接收模塊喚醒,微控制器從SD存儲卡讀取第一條數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送,緊接著讀取第二條數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送,以此類推,因此傳送數(shù)據(jù)是一條一條依次傳送的,由于數(shù)據(jù)傳送的速率是每秒512字節(jié),假定需要傳送1000條數(shù)據(jù),每條數(shù)據(jù)是45字節(jié),需要的時間約為90秒。這個中間有個問題,采集端群之間是不是會產(chǎn)生誤傳送?這個我們前面已經(jīng)說過了,中繼站在接收數(shù)據(jù)是會發(fā)送一個指令,這個指令中不僅僅包含發(fā)送數(shù)據(jù)的指令,還包含需要發(fā)送數(shù)據(jù)的采集端的編號,因此采集端群之間傳送數(shù)據(jù)是不會產(chǎn)生誤傳送的。在數(shù)據(jù)全部傳送完成后,采集端的微控制器會發(fā)出一個數(shù)據(jù)傳送完成的指令,中繼站接收到這個指令并傳輸?shù)诫娔X,經(jīng)用戶確認(rèn)后會再次發(fā)出下一個采集端傳送數(shù)據(jù)的指令。剛剛傳送數(shù)據(jù)的SD存儲卡清零(即刪除SD存儲卡原來存儲的所有數(shù)據(jù)),并且采集端的發(fā)射接收模塊、微控制器會處于休眠狀態(tài),該采集端的10分鐘定時器會清零,重新開始計時,重復(fù)上述的存儲過程;3)需要說明的問題:采集端群中的各中繼站編號、各采集端編號、各采集類型是不相同的,這個體現(xiàn)在燒寫程序的不同。計算機(jī)程序簡述使用的計算機(jī)的配置建議使用雙核酷睿2.6G以上的CPU,內(nèi)存最少為2G的DDR2內(nèi)存,硬盤建議1T的硬盤,分區(qū)C盤安裝操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序,建議C盤設(shè)置為60G,分區(qū)D盤可以安裝其他的應(yīng)用程序,建議D盤設(shè)置為100G,分區(qū)E盤存儲采集數(shù)據(jù),建議E盤設(shè)置為600G,分區(qū)F盤可以存儲用戶文件,下余控件分配給F盤(大概是170G)。計算機(jī)(建議使用筆記本電腦)采用Windows7操作系統(tǒng),安裝SQLServer2000或SQLServer2005數(shù)據(jù)庫,使用VC或VC++或VB等編輯軟件,編輯用戶端的互動程序(Windows中的可視化程序)。這個與用戶端互動程序我們稱它為“單片機(jī)互動程序”,以下通稱“程序”。在用戶端的連接計算機(jī)插口插入計算機(jī)后(如果是第一次插入,程序會自動安裝用戶端的驅(qū)動程序),程序會自動啟動。如果這時檢測到用戶端輸送數(shù)據(jù),程序會自動接收傳送的數(shù)據(jù),并且就每條數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成:中繼站編號(字符數(shù)據(jù))、采集端編號(字符數(shù)據(jù))、日期(日期數(shù)據(jù))、時間(時間數(shù)據(jù))、類型(字符數(shù)據(jù))、數(shù)據(jù)(單精度數(shù)據(jù))六個數(shù)據(jù),將這六個數(shù)據(jù)存儲到SQL數(shù)據(jù)庫的“采集數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)表:字段名稱數(shù)據(jù)類型字段大小默認(rèn)值IDInt4自動編號字段中繼站編號NvaRchar20''采集端編號NvaRchar20''日期DateTime8'2000-01-01'時間DateTime8'00:00:00'類型NvaRchar20''數(shù)據(jù)Real40表一:采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)采集數(shù)據(jù)的整理對于程序來說是非常簡單的,前面我們說過,每條數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間有一個空格,程序可根據(jù)空格分離數(shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)不同,將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)表對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型(如上面的數(shù)據(jù)類型),然后存儲到“采集數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)表中。由于數(shù)據(jù)由用戶端是一條一條傳送到電腦的,因此存儲在數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)也是一條一條處理、存儲的,這樣采集端采集的數(shù)據(jù)就會全部存儲到數(shù)據(jù)表。在一個采集端的數(shù)據(jù)傳輸完成后,程序會等待下一個采集端的數(shù)據(jù)傳送、處理、存儲,直至所有采集端的數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。在所有采集端的數(shù)據(jù)傳送完成后,電腦會給用戶端發(fā)送數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的指令,這時,用戶端的數(shù)據(jù)傳輸指示燈會停止閃爍,說明采集端的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部傳送到電腦并且已經(jīng)存儲到電腦的“采集數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)表中了,這時用戶可以關(guān)閉用戶端的電源。程序存儲了數(shù)據(jù),我們可以在程序中瀏覽、查詢、查看數(shù)據(jù)曲線等等。附圖六是用戶端給電腦傳送數(shù)據(jù)、電腦存儲數(shù)據(jù)的界面圖。附圖七是程序查詢2016年6月21日02號站中繼站03號點(diǎn)采集端全天的數(shù)據(jù)查詢部分結(jié)果,我們可以看到,數(shù)據(jù)是每10分鐘采集一次,采集數(shù)據(jù)是比較詳細(xì)的。附圖八是查詢查看2016年5月23日02號中繼站的03號采集端全天每小時采集數(shù)據(jù)的平均值的曲線圖,我們可以清楚地看到當(dāng)天氣溫的變化情況。當(dāng)然電腦中程序僅僅是一個簡單的應(yīng)用程序,但數(shù)據(jù)庫中存儲的“采集數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)是十分準(zhǔn)確的、全面的、完整的,我們可以將這個數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到其他電腦(如服務(wù)器)中,以達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。計算機(jī)對用戶端的驅(qū)動程序簡述用戶端的驅(qū)動程序是計算機(jī)連接用戶端必須的硬件驅(qū)動程序,這個驅(qū)動程序包含有以下操作系統(tǒng)對用戶端的驅(qū)動程序:WindowsXP、Windows7、Windows8、Windows10、WindowsServer2003、WindowsServer2008的驅(qū)動程序,我們推薦使用Windows7的操作系統(tǒng)。在用戶端第一次插入計算機(jī)后(可以是串口,也可以是UBS口,建議使用UBS口),操作系統(tǒng)檢測到發(fā)現(xiàn)新硬件,然后安裝新硬件的驅(qū)動程序,程序會自動檢測到這個用戶端的驅(qū)動程序,然后進(jìn)行安裝。本發(fā)明提供的一種物聯(lián)網(wǎng)信息定時采集存儲及非實(shí)時傳輸系統(tǒng),通過對采集信息的存儲、靈活地控制手段對采集數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了非實(shí)時傳輸,為物聯(lián)網(wǎng)在特殊地區(qū)(如偏遠(yuǎn)地區(qū))的應(yīng)用提供了一種有效的方法和手段。拓展了物聯(lián)網(wǎng)的能力和應(yīng)用范圍以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。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)。當(dāng)前第1頁1 2 3