[发明专利]一种智能采集终端及基于该采集终端的无线传感网络构建方法

说明书

技术领域

本发明属于采集终端领域，涉及一种多用途、支持多种类型传感器采集和无线模块的智能采集终端及基于该采集终端的无线传感网络构建方法。

 

背景技术  

目前市面的采集终端分为几类，一种是有线通讯接口的采集终端，比如各种工业应用的采集模块和总线模块，这些模块需要经过有线接口来实现对数据的采集，可以通过RS232、RS485、CAN等接口连接到采集系统中，其重点在构成有线采集系统，自身没有无线功能，无法实现远程的无线数据采集。

还有一种是支持单个类型无线接口的采集终端，比如各种应用的RTU和DTU模块，其实现了对传感器的数据采集和无线收发。因其具有较明确的针对性，一般只实现对固定信号类型的传感器进行采集，比如4~20mA的电流信号，1~10V电压信号等进行采集，采集周期固定，采集到的数据经单一无线接口发送，且用户无法对固件进行自行修改，也无法自行扩展，无法满足用户的特定需求，用户的开发成本较高。

 

发明内容

本发明提供一种支持多种类型传感器采集、能实现用户自行修改固件和自行扩展的智能采集终端，还提供一种基于该采集终端的无线传感网络构建方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能采集终端，包括主处理器，该主处理器分别连接有电源电路、无线通讯接口、传感采集接口、USB接口以及JTAG仿真接口，所述无线通讯接口包括SPI接口、IIC接口以及UART接口，所述传感采集接口包括IO接口、AD接口、SPI接口、IIC接口以及UART接口，所述USB接口采用USB-B型母座，并通过USB接口芯片与主处理器连接。其中JTAG仿真接口可以现实对终端CPU的程序烧写、在线仿真和调试等，所述主处理器还连接有显示屏接口，支持串口或并口的TFT彩屏，主处理器可以实现对彩屏的操作。

进一步地，所述电源电路包括电源适配器、充放电管理电路、直流转换电路和蓄电装置，其中充放电管理电路用于控制电源适配器与蓄电装置供电转换，当电源适配器为终端供电时，能通过充放电管理电路对蓄电装置进行充电，当电源适配器不供电时，充放电管理电路控制蓄电装置向终端供电。其中充放电管理电路与USB接口的电源端连接，蓄电装置能接收USB接口的电源端供电进行充电。

所述充放电管理电路与直流转换电路之间设置有电源开关，该电源开关只对采集终端的供电进行控制，而不控制蓄电装置的充电，可以实现对蓄电装置的单独充电操作。

所述无线通讯接口包括SPI接口、IIC接口以及UART接口，可以支持GPRS、WIFI、ZIGBEE、蓝牙等多种类型的无线传输模块，实现对远程的无线数据采集。所述无线通讯接口多余的引脚接入到主处理器的GPIO接口，可以方便系统的扩展。

所述传感采集接口包括IO接口、AD接口、SPI接口、IIC接口以及UART接口，可以对各种传感器模块进行采集，传感采集接口与主处理器之间还连接有信号调理电路。

所述USB接口采用USB-B型母座，并通过USB接口芯片与主处理器连接，实现USB数传的短距离数据采集。

本发明还提供一种基于上述智能采集终端的无线传感网络构建方法，所述无线传感网络包括路由采集终端、终端节点采集终端和协调器采集终端，该采集终端均包括主处理器、电源电路、无线通讯接口、传感采集接口、USB接口、JTAG仿真接口以及显示屏接口，其中无线通讯接口接入CC2530通讯模块；

路由和终端节点采集终端的传感采集接口接入传感器模块，用户自行编写路由和终端节点采集终端的传感采集程序，编写的程序通过JTAG口下载到采集终端的主处理器中；

传感采集程序实现的流程如下：

步骤101：系统初始化；

步骤102：传感单元配置；

步骤103：通讯单元配置；

步骤104：传感器模块采集传感数据；

步骤105：传感数据通过传感采集接口发送到主处理器进行数据预处理与转换；

步骤106：通过显示屏接口将数据本地显示；

步骤107：通过无线通讯接口将主处理器处理与转换后的传感数据发送到路由和终端节点的CC2530通讯模块中；

步骤108：CC2530通讯模块将传感数据发送至协调器采集终端；

步骤109：继续执行步骤104。

协调器采集终端通过CC2530通讯模块接收到路由和终端节点采集终端传送回来的传感数据，经打包处理后通过USB口送至监控中心；