專利名稱：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、無線傳輸設(shè)備，特別是一種可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，通過RS232串口/通用串行總線接口連接主處理器；一個(gè)主處理器，該處理器通過RS232串口/通用串行總線口傳連接GSM或GPRS通信模塊，接收并對數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，然后將處理的數(shù)據(jù)傳送給GSM或GPRS模塊；GSM/GPRS通信模塊，與GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接，傳送主處理器處理的采集數(shù)據(jù)和接收來自GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。
所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)還包括一個(gè)觸摸屏，用于人工數(shù)據(jù)錄入。
所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)還包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將觸摸屏輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送給主處理器。
所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)還包括一個(gè)液晶顯示器，顯示經(jīng)處理器處理的信息。
所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端包括攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、GPS、傳感器等。
所述的RS232接口連接低速的數(shù)據(jù)采集終端。
所述的RS232接口連接GPS、數(shù)碼相機(jī)、低速傳感器。
所述的通用串行總線接口連接高速采集終端。
所述的通用串行總線接口連接攝像頭。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是盡量利用了國內(nèi)現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，利用其廣泛的覆蓋面積，使該設(shè)備的使用不受地域范圍的影響，任何時(shí)候可以將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)的發(fā)送到后方遠(yuǎn)程服務(wù)器，以進(jìn)行分析與處理。數(shù)據(jù)的采集方式支持范圍廣，任何環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集，只要改變以下采集終端部件，就可適應(yīng)新的需求。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的使用環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如

圖1所示。本實(shí)用新型通過攝像頭/數(shù)碼相機(jī)/GPS等數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的壓縮處理，然后通過GSM模塊/GPRS模塊將數(shù)據(jù)傳入“GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)”。在數(shù)據(jù)接收端，“數(shù)據(jù)處理服務(wù)器”可以通過無線或有線方式接收由“遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、無線傳輸設(shè)備”發(fā)送來的數(shù)據(jù)。同時(shí)，“數(shù)據(jù)處理服務(wù)器”也可以通過反向的數(shù)據(jù)流對“遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、無線傳輸設(shè)備”下達(dá)操作命令，遠(yuǎn)程操作該設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳送。
參見圖2，本實(shí)用新型包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，通過RS232串口/通用串行總線接口連接主處理器，；一個(gè)主處理器，該處理器通過RS232串口/通用串行總線口傳連接GSM或GPRS通信模塊，接收并對數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，然后將處理的數(shù)據(jù)傳送給GSM或GPRS模塊；GSM/GPRS通信模塊，與GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接，傳送主處理器處理的采集數(shù)據(jù)和接收來自GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；一個(gè)觸摸屏，用于人工數(shù)據(jù)錄入；一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將觸摸屏輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送給主處理器；一個(gè)液晶顯示器，顯示經(jīng)處理器處理的信息；和存儲器。其中，數(shù)據(jù)采集終端包括攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、GPS、傳感器；RS232串口連接低速的數(shù)據(jù)采集終端，比如GPS、數(shù)碼相機(jī)、低速傳感器；通用串行總線接口連接高速采集終端，比如攝像頭。
按照使用方式來分，本實(shí)用新型有兩種工作方式第一，人工數(shù)據(jù)采集傳輸方式；第二，自動數(shù)據(jù)采集傳輸方式。第一種工作方式適用于有工作人員到達(dá)現(xiàn)場，進(jìn)行有針對性的可改變的現(xiàn)場觀測對象進(jìn)行觀測，手動方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如手動方式針對某一水利堤壩的不同角度不同觀測點(diǎn)進(jìn)行拍攝照片，然后通過手動方式將拍攝的照片有選擇的發(fā)送到總部服務(wù)器，這種傳送是通過無線方式進(jìn)行的，這便打破了空間和時(shí)間的限制，現(xiàn)場工作人員可以即時(shí)的將現(xiàn)場情況的有效數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的服務(wù)器進(jìn)行處理。在該工作方式中，操作人員的顯示畫面是通過液晶顯示屏來顯示的，操作人員的數(shù)據(jù)錄入和操作是通過觸摸筆在觸摸屏點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)的，除了采集到的數(shù)據(jù)，可以附加相應(yīng)的描述信息。這種方式的操作界面與手持電腦相類似，但它將數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)無線傳輸功能都組合到了一起，攜帶方便，操作簡單，完全可以實(shí)時(shí)有效的來完成采集數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)的功能，與遠(yuǎn)端服務(wù)器一起構(gòu)成一個(gè)監(jiān)控、匯報(bào)、分析處理一體化體系。
第二種工作方式是不需要有人員到達(dá)監(jiān)控現(xiàn)場的，適用于對固定目標(biāo)的監(jiān)控。在這種方式中，又可根據(jù)數(shù)據(jù)的采集方式分為定時(shí)采集方式和遠(yuǎn)程命令采集方式兩種。舉例，如用數(shù)碼相機(jī)作為該設(shè)備的采集前端，對某一水利堤壩進(jìn)行監(jiān)測，可以采取定時(shí)方式，間隔1小時(shí)進(jìn)行一次拍照。則該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、無線傳輸設(shè)備將啟動定時(shí)設(shè)置，每到一個(gè)小時(shí)，便向數(shù)碼相機(jī)下達(dá)拍照命令，相機(jī)進(jìn)行拍照，然后將照片以文件格式存放在相機(jī)中，設(shè)備主處理器通過命令將文件信息獲得，然后將文件下在到設(shè)備的內(nèi)存中并進(jìn)行壓縮處理；通過撥號連接，將文件傳到遠(yuǎn)程的服務(wù)器，傳送完畢后，并將相機(jī)內(nèi)部和設(shè)備內(nèi)部的照片刪除掉。這便是一個(gè)典型的定時(shí)采集數(shù)據(jù)傳送過程。另一種遠(yuǎn)程命令采集方式與定時(shí)采集的區(qū)別是設(shè)備一直處于等待遠(yuǎn)程命令的狀態(tài)下，命令是遠(yuǎn)程服務(wù)器通過無線傳輸方式傳送到設(shè)備上，然后設(shè)備根據(jù)命令進(jìn)行驅(qū)動數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍照，然后將數(shù)據(jù)傳回遠(yuǎn)程服務(wù)器。這種自動采集傳送的工作方式，不需要有人在現(xiàn)場進(jìn)行操作，一切工作都是自動進(jìn)行的。
以上所述的兩種工作方式在數(shù)據(jù)采集和無線傳送的技術(shù)原理上都是相同的。
此外，數(shù)據(jù)采集終端一般都是智能的，主處理器可以通過串口或USB口與它們進(jìn)行通信，向它們發(fā)送相應(yīng)的指令，來操作數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行采集動作，然后，再通過RS232串口/USB口將數(shù)據(jù)傳送回主處理器。這一模式是固定的，因而，數(shù)據(jù)采集可概括為依次由數(shù)據(jù)采集終端+RS232串口/USB口+設(shè)備主處理器組成，主處理器與數(shù)據(jù)采集終端之間是交互的關(guān)系。
該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)原理該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸是通過GSM模塊或GPRS模塊實(shí)現(xiàn)的。
GSM模塊的通信功能等同與GSM手機(jī)，GPRS模塊的通信功能等同于GPRS手機(jī)。主處理器通過RS232串口同GSM模塊相連接；通過串口或USB口與GPRS模塊相連接。主處理器通過AT指令來控制GSM模塊進(jìn)行撥號和應(yīng)答，當(dāng)連接建立后，主處理器便可以直接將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過語音信道傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器上。對GPRS模塊的操作與對GSM模塊的操作是完全相同的。數(shù)據(jù)傳輸可概括為依次由設(shè)備主處理器+RS232串口/USB口+GSM/GRPS模塊(遠(yuǎn)程服務(wù)器)組成，主處理器與GSM/GRPS模塊之間的控制使用標(biāo)準(zhǔn)AT指令。
下面結(jié)合圖3至圖7說明本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)例。
圖3示出了主處理器。主處理器包括微處理器和存儲芯片。微處理器U00選擇MC68EZ328，它是一個(gè)高性能的CPU芯片。存儲芯片有兩種U03是1M*16的DRAM存儲器MT4LC1M16E5TG，它用于存儲程序運(yùn)行過程中需暫時(shí)保存的變量和數(shù)據(jù)，如從數(shù)碼相機(jī)接收到的圖象數(shù)據(jù)等。U01、U02存儲芯片為FLASH。FLASH用兩片一片(U01)為INTEL公司的28F320，用于裝載系統(tǒng)初始化程序、字庫、詞庫、手寫識別程序等；另一片(U03)為SST39VF160，用于裝載應(yīng)用程序和一些在掉電時(shí)也不能丟失的數(shù)據(jù)。
圖4示出了電源管理單元。電源管理單元由電源管理芯片U11及其外圍電路組成。U11選擇MAXIM公司生產(chǎn)的MAX1677。它可以提供3.3V主電源及LCD驅(qū)動電源Vee。
圖5示出了液晶顯示接口。液晶接口由接插件J21及限流電阻(R201ˉR217)組成。液晶選擇SAMSUNG的UG-24U01-WGHT3-C，其點(diǎn)陣為240*320，帶觸摸屏和背光。
圖6示出了觸摸屏接口。觸摸屏接口所使用的芯片為MAX1249(U31)。它是一個(gè)4路10位AD轉(zhuǎn)換芯片。使用它可以精確地判斷出筆按下的位置。
圖7示出了串行通訊接口，即RS232串口。串行通訊接口主要由串口多路開關(guān)(U41)和RS232電平轉(zhuǎn)換芯片(U42)組成。多路開關(guān)選用4052，它是一個(gè)雙4選一電路。由于微處理器U00只有一路串行口(即發(fā)送TXD、接收RXD)，而它需要同相機(jī)(TXD2 & RXD2)、GSM模塊(TXD3 & RXD3)、GPS模塊(TXD1 & RXD1)及PC機(jī)(TXD0 & RXD0)進(jìn)行串行通訊。因此需要通過控制多路開關(guān)，使CPU(U00)可以分別與不同的模塊或設(shè)備通訊。多路開關(guān)芯片使用4052(U41)。由于PC機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的串行口電平為標(biāo)準(zhǔn)RS2 32電平，因此使用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX3223芯片(U42)實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)多路開關(guān)將CPU與數(shù)碼相機(jī)連通時(shí)，CPU(U00)可以將圖象數(shù)據(jù)從相機(jī)讀到DRAM(U03)中。然后控制多路開關(guān)U41使CPU(U00)與GSM模塊連通，圖象數(shù)據(jù)將通過GSM模塊D15發(fā)送出去。當(dāng)需要定位信息時(shí)，控制多路開關(guān)U41使CPU(U00)與GPS模塊連通，CPU(U00)可以發(fā)送命令和讀取定位數(shù)據(jù)，然后控制多路開關(guān)U41使CPU(U00)與GSM模塊連通，定位數(shù)據(jù)將通過GSM模塊D15發(fā)送出去。當(dāng)多路開關(guān)U41將CPU與PC機(jī)連通時(shí)，PC機(jī)可以把所需數(shù)據(jù)和程序下載到相應(yīng)存儲器(U01、U02)當(dāng)中。
圖8示出了鍵盤接口。鍵盤接口單元由接插件J51及蜂鳴器SP51組成。通過J51可以外接5個(gè)按鍵。蜂鳴器SP51可以發(fā)出聲音用于提示或警告。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，通過RS232串口/通用串行總線接口連接主處理器；一個(gè)主處理器，該處理器通過RS232串口/通用串行總線口傳連接GSM或GPRS通信模塊，接收并對數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，然后將處理的數(shù)據(jù)傳送給GSM或GPRS模塊；GSM/GPRS通信模塊，與GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接，傳送主處理器處理的采集數(shù)據(jù)和接收來自GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)觸摸屏，用于人工數(shù)據(jù)錄入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將觸摸屏輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送給主處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)液晶顯示器，顯示經(jīng)處理器處理的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集終端包括攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、GPS、傳感器等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于RS232串口連接低速的數(shù)據(jù)采集終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于RS232串口連接GPS、數(shù)碼相機(jī)、低速傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于通用串行總線接口連接高速采集終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于通用串行總線接口連接攝像頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于還包括存儲器。
專利摘要本實(shí)用新型是一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng),包括:一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端,通過RS232串口/通用串行總線接口連接主處理器;一個(gè)主處理器,該處理器通過RS232串口/通用串行總線口傳連接GSM或GPRS通信模塊,接收并對數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理,然后將處理的數(shù)據(jù)傳送給GSM或GPRS模塊;GSM/GPRS通信模塊,與GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,傳送主處理器處理的采集數(shù)據(jù)和接收來自GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)(圖象、溫度、衛(wèi)星信號、人工輸入)進(jìn)行采集,然后將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器。本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)無線傳輸。
文檔編號H04B7/00GK2508468SQ0127870
公開日2002年8月28日 申請日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者劉征宇 申請人:北京星盈數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有限公司