專利名稱：一種水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種可進(jìn)行有線和無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)采集并可通過(guò)3G模塊傳輸數(shù)據(jù)的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，屬于水利物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]目前水利行業(yè)應(yīng)用的測(cè)控終端都是通用的數(shù)據(jù)透明傳終端和水文遙測(cè)終端，這類終端普遍存在功能單一，組網(wǎng)不靈活，操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，而且只支持自報(bào)方式、應(yīng)答方式等工作方式，無(wú)法支持主動(dòng)查詢和設(shè)置等功能。近幾年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟，設(shè)計(jì)一種水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，對(duì)于解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)終端功能不能滿足水利物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求是非常有必要的。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種可進(jìn)行有線和無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)采集并可通過(guò)3G模塊傳輸數(shù)據(jù)的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端。[0004]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，包括微控制 器、用于提供工作電壓的電源管理單元、產(chǎn)生脈沖時(shí)鐘的時(shí)鐘電路以及進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存的存儲(chǔ)器，電源管理單元、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器均與微控制器相連接；微控制器的輸入端口連接有用于水利行業(yè)傳感器信息采集的普通傳感器接口模塊和無(wú)線傳感器接口模塊；其特別之處在于所述微控制器還連接有ZigBee自組網(wǎng)接口模塊和3G模塊，3G模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)端上設(shè)置有GSM天線；ZigBee 自組網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸終端與外部ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自組網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集傳輸終端通過(guò)3G模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)距離傳輸。[0005]微控制器用于信息采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制輸出，電源管理單元給整個(gè)數(shù)據(jù)采集傳輸終端提供穩(wěn)定的直流電壓；存儲(chǔ)器用于暫存數(shù)據(jù)，以便查詢之用。微控制器通過(guò)普通傳感器接口模塊實(shí)現(xiàn)水利行業(yè)傳統(tǒng)傳感器信號(hào)的采集，通過(guò)無(wú)線傳感器接口模塊實(shí)現(xiàn)輸出為無(wú)線信號(hào)的傳感器信息的采集。通過(guò)ZigBee自組網(wǎng)接口模塊可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸終端與與外部ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自組網(wǎng)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳輸；通過(guò)3G模塊可將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離、無(wú)線形式的傳輸，具有穩(wěn)定、可靠和受干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。[0006]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，所述微控制器連接有控制接口模塊、以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊和備用通道接口模塊；微控制器通過(guò)控制接口模塊可實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備的參數(shù)采集和狀態(tài)控制，通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊和備用通道接口模塊分別與外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、外部USB設(shè)備和外部備用通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。[0007]微控制器通過(guò)控制接口模塊可實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制，通過(guò)以太網(wǎng)可與外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)USB接口模塊可與USB設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)備用通道接口模塊可實(shí)現(xiàn)與外部備用通信設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。[0008]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，所述的備用通訊設(shè)備為ZigBee傳輸設(shè)備、3G數(shù)傳終端、GPRS數(shù)傳終端、GSM短信數(shù)傳終端、衛(wèi)星通訊設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。外部備用通信設(shè)備可以為但不局限于上述幾種設(shè)備。[0009]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，所述微控制器連接有鍵盤、液晶顯示模塊以及用于標(biāo)定位置和時(shí)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(jī)交互界面，便于使用者獲知有關(guān)信息和輸入相應(yīng)參數(shù)信息。[0010]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，所述微控制器通過(guò)無(wú)線傳感器接口模塊或普通傳感器接口模塊可與雨量計(jì)、水位計(jì)、閘位計(jì)、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器以及水質(zhì)傳感器相連接。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，通過(guò)設(shè)置無(wú)線傳感器接口模塊和普通傳感器接口模塊，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利上用的無(wú)線傳感器和傳統(tǒng)有線傳感器輸出數(shù)據(jù)的有效測(cè)量；通過(guò)設(shè)置的ZigBee自組網(wǎng)接口模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集傳輸終端與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的自組網(wǎng)，便于數(shù)據(jù)的交換和傳輸；通過(guò)設(shè)置與微控制器相連接的3G模塊，有效地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的·無(wú)線、長(zhǎng)距離傳輸，可及時(shí)、有效、穩(wěn)定地將信息傳輸至遠(yuǎn)端的監(jiān)控設(shè)備上，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)水利設(shè)備的有效監(jiān)控。本實(shí)用新型使用先進(jìn)的RFID和 ZigBee物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有簡(jiǎn)單、易行、方便、實(shí)時(shí)性好、組網(wǎng)方便、可靠性高、傳輸速率快的優(yōu)點(diǎn)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用推廣提供了合適的物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品。


[0012]圖1為本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端的電路原理圖。[0013]圖中I微控制器，2無(wú)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以太網(wǎng)接口模塊，6 ZigBee自組網(wǎng)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(chǔ)器，16 時(shí)鐘電路，17 GSM天線，18 GPS天線。[0014]具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0016]如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端的電路原理圖， 其包括微控制器1、無(wú)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、以太網(wǎng)接口模塊5、ZigBee自組網(wǎng)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(chǔ)器15、時(shí)鐘電路16 ;微控制器I實(shí)現(xiàn)運(yùn)算和控制作用，無(wú)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(guò)普通傳感器接口模塊3可實(shí)現(xiàn)水利行業(yè)傳統(tǒng)無(wú)線傳感器的信號(hào)采集，通過(guò)無(wú)線傳感器接口模塊2可實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)為無(wú)線信號(hào)的傳感器的信號(hào)采集。[0017]ZigBee自組網(wǎng)接口模塊6、3G模塊9均微控制器I相連接，3G模塊的收發(fā)端連接有GSM天線，以便實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收發(fā)。通過(guò)ZigBee自組網(wǎng)接口模塊，水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端可實(shí)現(xiàn)與外圍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自組網(wǎng)，以便與周圍的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸。微控制器I通過(guò)3G模塊9可將采集的傳感器數(shù)據(jù)無(wú)線、遠(yuǎn)距離地傳輸至遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備， 而不會(huì)受地理環(huán)境、外界氣候條件的限制，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。電源管理單元13、存儲(chǔ)器15 和時(shí)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用于給整個(gè)數(shù)據(jù)采集傳輸終端提供穩(wěn)定的直流電壓，電池14可作為備用電源，以保證整個(gè)數(shù)據(jù)采集傳輸終端的連續(xù)數(shù)據(jù)采集。存儲(chǔ)器15用于暫存采集的傳感器數(shù)據(jù)，以備通過(guò) 3G模塊9進(jìn)行上傳和后續(xù)查詢；時(shí)鐘電路16用于產(chǎn)生微控制器I工作所必須的脈沖信號(hào)。[0018]控制接口模塊4、以太網(wǎng)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(guò)控制接口模塊4，可采集設(shè)備狀態(tài)信息和對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)采集傳輸終端通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊5，可與外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成局域網(wǎng)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 通過(guò)USB接口模塊7可實(shí)現(xiàn)與外部USB設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通過(guò)備用通道接口模塊8可實(shí)現(xiàn)與外部備用通信設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，例如，ZigBee傳輸設(shè)備、3G數(shù)傳終端、GPRS數(shù)傳終端、 GSM短信數(shù)傳終端、衛(wèi)星通訊設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但不僅僅局限于這些通信設(shè)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(jī)交互界面，操作人員通過(guò)鍵盤12可輸入相應(yīng)的參數(shù)控制信息，通過(guò)液晶顯示模塊11可觀測(cè)整個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)。GPS模塊10與微控制器1相連接，用于提供地理位置和時(shí)鐘信息。[0020]本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端在使用的過(guò)程中，微控制器I將主動(dòng)通過(guò)3G模塊9與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，通過(guò)3G模塊9進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，直至連接上設(shè)在遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)上。連接成功后，微控制器1將根據(jù)功能設(shè)定或者計(jì)算機(jī)下發(fā)的指令進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作；主要進(jìn)行的動(dòng)作包括通過(guò)無(wú)線傳感器接口模塊2采集連接到終端上的無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)；通過(guò)普通傳感器接口模塊3采集的連接到終端上的傳統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)；通過(guò)控制接口模塊4采集連接到終端上的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，微控制器1執(zhí)行下發(fā)的控制指令。通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊5、ZigBee自組網(wǎng)接口模塊6和USB接口模塊7為連接的智能設(shè)備提供透明傳輸通道。在運(yùn)行當(dāng)中微控制器I將根據(jù)終端功能設(shè)定將歷史數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)器15中，供以后查詢使用。
權(quán)利要求1.一種水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，包括微控制器(I)、用于提供工作電壓的電源管理單元(13)、產(chǎn)生脈沖時(shí)鐘的時(shí)鐘電路(16)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存的存儲(chǔ)器(15)，電源管理單元、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器均與微控制器相連接；微控制器的輸入端口連接有用于水利行業(yè)傳感器信息采集的普通傳感器接口模塊(3)和無(wú)線傳感器接口模塊(2);其特征在于所述微控制器(I)還連接有ZigBee自組網(wǎng)接口模塊(6 )和3G模塊(9 )，3G模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)端上設(shè)置有GSM天線；ZigBee自組網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸終端與外部ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自組網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集傳輸終端通過(guò)3G模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)距離傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，其特征在于所述微控制器(I)連接有控制接口模塊(4)、以太網(wǎng)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(guò)控制接口模塊可實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備的參數(shù)采集和狀態(tài)控制，通過(guò)以太網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備、外部USB設(shè)備和外部備用通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，其特征在于所述的備用通信設(shè)備為ZigBee傳輸設(shè)備、3G數(shù)傳終端、GPRS數(shù)傳終端、GSM短信數(shù)傳終端、衛(wèi)星通訊設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，其特征在于所述微控制器(I)連接有鍵盤(12)、液晶顯示模塊(11)以及用于標(biāo)定位置和時(shí)鐘信息的GPS模塊(10)，GPS模塊連接有GPS天線(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，其特征在于所述微控制器(I)通過(guò)無(wú)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(jì)、水位計(jì)、閘位計(jì)、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器以及水質(zhì)傳感器相連接。
專利摘要本實(shí)用新型的水利物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳輸終端，包括微控制器、電源管理單元、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器，微控制器的輸入端口連接有普通傳感器接口模塊和無(wú)線傳感器接口模塊；特征在于微控制器還連接有ZigBee自組網(wǎng)接口模塊和3G模塊，3G模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)端上設(shè)置有GSM天線；ZigBee自組網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸終端與外部ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自組網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集傳輸終端通過(guò)3G模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)距離傳輸。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無(wú)線和有線傳感器數(shù)據(jù)的采集、與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的自組網(wǎng)以及傳感器數(shù)據(jù)的無(wú)線長(zhǎng)距離傳輸，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)水利設(shè)備的有效監(jiān)控。具有簡(jiǎn)單、易行、方便、實(shí)時(shí)性好、組網(wǎng)方便、可靠性高、傳輸速率快的優(yōu)點(diǎn)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H04W88/02GK202841542SQ201220484978
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者孫啟玉, 劉玉峰 申請(qǐng)人:山東鋒士自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司