本發(fā)明涉及生態(tài)站測量與監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，生態(tài)環(huán)境問題日益惡化，嚴重威脅到人們的身體健康。為正確認識、保護和管理生態(tài)環(huán)境，必須對生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)控和檢測,及時、準確了解生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量狀況和變化原因。因此生態(tài)監(jiān)測正在成為環(huán)境科學(xué)和生態(tài)科學(xué)研究的熱點，各種各樣的生態(tài)監(jiān)測站點都在陸續(xù)投入建設(shè)。一般情況下，生態(tài)站監(jiān)測的生態(tài)指標多樣，包括氣象指標，土壤指標和空氣質(zhì)量指標等等，各種指標的檢測設(shè)備迥異，由不同的公司生產(chǎn)，有國產(chǎn)也有進口，各種設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的獲取方式也不相同，只有通過對應(yīng)的通訊協(xié)議才能獲取。因此，一個生態(tài)站點一般有多個數(shù)據(jù)采集終端，工作人員要面向多個終端進行數(shù)據(jù)采集操作，過程復(fù)雜繁瑣，導(dǎo)致的后果不僅體現(xiàn)在操作容易出錯，更重要的是所采集的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散，給后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和分析處理造成困難。一種將不同檢測設(shè)備的測量數(shù)據(jù)自動匯集的方法將極大提高環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的工作效率。另外，生態(tài)站傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取方式是由工作人員定期到站點進行現(xiàn)場采集，這種方式消耗人力、物力和時間，而且采集的數(shù)據(jù)不具有實時性，因此生態(tài)站點采集數(shù)據(jù)的實時無線回傳也至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)。它能解決生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取方式多樣但采集設(shè)備兼容性差，以及獲取的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散所帶來的數(shù)據(jù)管理困難，給生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及科研人員提供便利。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)：包括主控裝置，所述主控裝置通過rs485總線與多個數(shù)據(jù)采集從裝置連接，所述數(shù)據(jù)采集從裝置分別和不同的現(xiàn)場檢測設(shè)備連接。

上述技術(shù)方案中，更為具體的方案還可以是：所述主控裝置包括控制芯片，所述控制芯片分別與gprs數(shù)據(jù)無線傳輸模塊，max485模塊和led指示燈連接。所述max485模塊通過rs485總線采用菊花鏈的連接方式與多個采樣從裝置連接。所述主控裝置用于定時輪詢多個所述采樣從裝置，控制所述采樣從裝置采集所述現(xiàn)場檢測設(shè)備的測量數(shù)據(jù)，并匯集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)無線上傳至遠端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

進一步：所述數(shù)據(jù)采集從裝置包括控制芯片，所述控制芯片分別與rs232模塊、max485模塊、flash存儲器、日歷時鐘模塊、led指示燈和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。所述rs232模塊和所述現(xiàn)場檢測設(shè)備連接。所述max485模塊通過rs485總線和所述主控裝置連接。所述數(shù)據(jù)采集從裝置通過rs485總線監(jiān)聽所述主控裝置的命令，收到命令后開始采集所述現(xiàn)場檢測設(shè)備的測量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)通過rs485總線向所述主控裝置匯集。

更進一步：所述主控裝置和所述數(shù)據(jù)采集從裝置的控制芯片為msp430f149微控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過主控裝置將采集數(shù)據(jù)匯集，按規(guī)定格式集中處理，并通過gprs統(tǒng)一傳輸至接入網(wǎng)絡(luò)的遠端服務(wù)器，以供生態(tài)站設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控和科學(xué)研究。極大節(jié)省了相關(guān)從業(yè)者的人力、物力和時間，降低了數(shù)據(jù)出錯的概率，提高了數(shù)據(jù)的可管理性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、實時展示提供方便；系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站檢測設(shè)備相連，支持不同種類不同型號的檢測設(shè)備接入?；?85總線的良好擴展性，接入監(jiān)測設(shè)備的數(shù)量可根據(jù)實際需求進行增減，靈活配置，方便生態(tài)站監(jiān)測指標的動態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)兼容性強，可接入的設(shè)備包括采用rs232通訊方式的大型檢測設(shè)備和以模擬或數(shù)字信號輸出的小型傳感器。對于不同廠商生產(chǎn)的大型檢測設(shè)備，只需在數(shù)據(jù)采集從裝置中更改相應(yīng)通訊協(xié)議便可接入，對于小型傳感器，數(shù)據(jù)采集從裝置可通過模擬或數(shù)字信號采集通道直接采集數(shù)據(jù)。相比于每個檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)獨立無線傳輸方式，本發(fā)明提供的系統(tǒng)解決了各種設(shè)備采集的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散問題。同時，使用一張sim卡無線傳輸所有數(shù)據(jù)，節(jié)省了生態(tài)站運行過程中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁M用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的系統(tǒng)方框示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的主控裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)采集從裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本發(fā)明所提供的主控裝置工作流程框圖；

圖5為本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)采集從裝置工作流程框圖；

圖6為本發(fā)明所提供的系統(tǒng)應(yīng)用場景圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

本發(fā)明所提供的森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)的一種具體實施方式如圖1所示，該系統(tǒng)包括一個主控裝置101，主控裝置101通過rs485總線與多個數(shù)據(jù)采集從裝置102連接，數(shù)據(jù)采集從裝置102分別和不同的現(xiàn)場檢測設(shè)備103連接；主控裝置101(圖2)包括控制芯片201，控制芯片201分別與gprs數(shù)據(jù)無線傳輸模塊202，max485模塊203和led指示燈204連接。max485模塊203通過rs485總線采用菊花鏈的連接方式與多個采樣從裝置102連接。主控裝置101用于定時輪詢多個采樣從裝置102，控制采樣從裝置102采集現(xiàn)場檢測設(shè)備103的測量數(shù)據(jù)，并匯集數(shù)據(jù)，統(tǒng)一將數(shù)據(jù)無線上傳至遠端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集從裝置(圖3)包括控制芯片301，控制芯片301分別與rs232模塊302、max485模塊303、flash存儲器304、日歷時鐘模塊305、led指示燈306和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊307連接。rs232模塊302和現(xiàn)場檢測設(shè)備103連接。max485模塊通過rs485總線和主控裝置101連接。數(shù)據(jù)采集從裝置102通過rs485總線監(jiān)聽主控裝置101的命令，收到命令后采集現(xiàn)場檢測設(shè)備103的測量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)通過rs485總線向主控裝置101匯集；其中主控裝置101和數(shù)據(jù)采集從裝置102的控制芯片均為msp430f149微控制器。

在一具體的應(yīng)用實施例中，主控裝置101通過總線輪詢數(shù)據(jù)采集從裝置，不僅起到匯集和傳輸數(shù)據(jù)的作用，還能監(jiān)控數(shù)據(jù)采集從裝置工作狀態(tài)。當發(fā)送命令給從裝置且在設(shè)定時間內(nèi)沒有收到從裝置響應(yīng)，則判定從裝置故障。數(shù)據(jù)采集從裝置102和現(xiàn)場檢測設(shè)備連接，不僅起到數(shù)據(jù)采集的作用，還可以監(jiān)控現(xiàn)場采樣設(shè)備的工作狀態(tài)。當從裝置和現(xiàn)場檢測設(shè)備通訊異常時，則判定現(xiàn)場檢測設(shè)備故障。從裝置故障和現(xiàn)場檢測設(shè)備故障都會形成相應(yīng)數(shù)據(jù)和采集到的生態(tài)指標數(shù)據(jù)一起傳送給遠端服務(wù)器,工作人員可通過狀態(tài)指示迅速辨別設(shè)備故障，減少數(shù)據(jù)丟失。

在一具體的應(yīng)用實施例中，圖4給出了本實施中主控裝置101的工作過程：控制芯片msp430f149單片機關(guān)閉看門狗，初始化com口、i/o模塊和時鐘，并設(shè)置計時器用于計時數(shù)據(jù)采集間隔。生態(tài)站現(xiàn)場檢測設(shè)備(包括美國thermoscientific設(shè)備和國產(chǎn)藍盾設(shè)備等)每隔1小時采樣一次，因此主控裝置每隔40分鐘輪詢從裝置即可保證數(shù)據(jù)不丟失。當數(shù)據(jù)采集計時器溢出時，計數(shù)器清零，主控裝置開始輪詢采樣從裝置，發(fā)送命令請求從裝置采集數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)。同時設(shè)置等待計時器，判斷在設(shè)定時間內(nèi)是否收到從裝置的數(shù)據(jù)應(yīng)答，若沒有，則重復(fù)發(fā)送請求命令，如果發(fā)送命令超過3次還未收到從裝置應(yīng)答，則判定數(shù)據(jù)采集從裝置故障，生成從裝置故障的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。若收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則接收數(shù)據(jù)。隨后更改從裝置地址，判斷所有從裝置是否都已被輪詢，若沒有則根據(jù)地址輪詢下一個從裝置；若所有從裝置都已被輪詢，則將采集的數(shù)據(jù)通過gprs向接入網(wǎng)絡(luò)的遠端服務(wù)器發(fā)送。最后等待下一次數(shù)據(jù)采集的計數(shù)器溢出。

在一具體的應(yīng)用實施例中，圖5給出了本實施例中數(shù)據(jù)采集從裝置102的工作過程：控制芯片msp430f149單片機關(guān)閉看門狗，初始化com口、i/o模塊和時鐘。通過監(jiān)聽485總線判斷是否收到主控裝置發(fā)來的命令，若收到，則向接入的現(xiàn)場檢測設(shè)備發(fā)送指令請求數(shù)據(jù)，同時設(shè)置等待計時器，判斷在設(shè)定時間內(nèi)是否收到現(xiàn)場檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)應(yīng)答，若沒有，則重復(fù)發(fā)送指令，如果發(fā)送指令超過3次還未收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則判定現(xiàn)場檢測設(shè)備故障，生成設(shè)備故障的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。若收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則接收數(shù)據(jù)。最后將采集數(shù)據(jù)或工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過485總線向主控裝置發(fā)送。

參見圖6，為本發(fā)明實施例森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)的一個應(yīng)用場景圖。主控裝置601通過rs485總線采用菊花鏈方式與多個數(shù)據(jù)采集從裝置連接，數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站各種現(xiàn)場檢測設(shè)備相連，主控裝置輪詢所有從裝置獲取數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)匯集在一起，通過無線傳輸模塊發(fā)送到gprs網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)internet傳送到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器612，數(shù)據(jù)經(jīng)處理后便可通過終端613實時顯示生態(tài)監(jiān)測指標信息。生態(tài)站工作人員可通過web方式訪問存儲在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控生態(tài)站現(xiàn)場采樣設(shè)備工作狀態(tài)。

本發(fā)明所提供的森林生態(tài)站多檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無線傳輸系統(tǒng)的特點是：通過主控裝置將采集數(shù)據(jù)匯集，按規(guī)定格式進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并通過gprs統(tǒng)一傳輸至接入網(wǎng)絡(luò)的遠端服務(wù)器，節(jié)省了從業(yè)者的人力、物力和時間，解決了生態(tài)站多種設(shè)備采集數(shù)據(jù)的異構(gòu)分散問題，提高了數(shù)據(jù)的可管理性。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站檢測設(shè)備相連，支持不同種類不同型號的檢測設(shè)備接入?；?85總線的良好擴展性，接入檢測設(shè)備的數(shù)量可根據(jù)實際需求進行增減，靈活配置，方便生態(tài)站監(jiān)測指標的動態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)兼容性強，可接入的設(shè)備包括采用rs232通訊方式的大型檢測設(shè)備和以模擬或數(shù)字信號輸出的小型傳感器。系統(tǒng)將測量的數(shù)據(jù)實時發(fā)送給遠端服務(wù)器，也可起到監(jiān)測現(xiàn)場采樣設(shè)備和傳感器工作作態(tài)的作用。