[发明专利]一种应用超低功耗工业无线数据采集系统的数据采集方法

说明书

技术领域

本发明属于数据采集技术领域，具体涉及一种应用超低功耗工业无线数据采集系统的数据采集方法。

背景技术

工业数据采集是现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带，建立和完善自动数据采集系统已成为制造工业企业信息化建设的重点。

目前，许多企业在数据采集的各环节工作中，通常使用无线传感器采集数据，在通过上位机判断数据是否异常，不具有实时报警功能；没有备份机制，使得数据采集系统缺乏稳定性。

另外，由于工业数据采集设备的安装条件限制较多，无法在任何地方都使用输电线供电，所以数据采集设备通常采用电池供电，而安装条件的限制会导致更换电池非常困难，所以这就对数据采集设备功耗提出了更高的要求。

发明内容

为了有效解决上述问题，本发明提供一种实时报警、具有备份机制的数据采集方法。

一种应用超低功耗工业无线数据采集系统的数据采集方法，所述采集系统包括无线数据采集单元、簇头单元组件及汇聚单元组件，所述无线数据采集单元采集工业数据，并通过无线射频将工业数据发送到簇头单元组件，所述簇头单元组件将接收到的数据通过另一频段的无线射频发送到操作室内的汇聚单元组件上，所述汇聚单元组件将接收到的数据通过网络传给上位机；

所述簇头单元组件包括无线簇头单元、无线报警单元、冗余簇头单元,所述汇聚单元组件包括无线汇聚单元、冗余汇聚单元。

进一步地，所述冗余簇头单元接收数据进行备份，所述无线报警单元接收报警值；所述无线数据采集单元在高温情况下，切换信道，向无线报警单元发送报警值，无线报警单元再把报警值通过汇聚单元组件传送给给上位机，所述上位机根据收到的数据判断被测对象温度是否正常，电池电压是否降到临界点，并向用户作出报警；冗余簇头单元和无线簇头单元使用同样的时隙，无线簇头单元向冗余簇头单元发送备份同步命令，当冗余簇头单元两次不能收到备份同步时自己切换为主站工作；冗余汇聚单元和无线汇聚单元使用同样的时隙，无线汇聚单元向冗余汇聚单元发送备份同步命令，当冗余汇聚单元两次不能收到备份同步时自己切换为主站工作。

进一步地，所述无线簇头单元和无线数据采集单元之间采用时分协议；无线簇头单元在和无线汇聚单元同步之后，进行簇内同步，同时根据同步帧中下一次同步时间确定自己的同步唤醒时间；无线数据采集单元根据自己的单元号计算工作时间，之后休眠；无线数据采集单元工作时间到，采集数据，发送到无线簇头单元，等待ACK，如果数据成功被无线簇头单元接受，休眠，否则重发，之后休眠；无线簇头单元在收到无线数据采集单元的数据后回复确认ACK，在簇内通信竞争时隙向休眠的无线数据采集单元发送命令，也可以在无线汇聚单元与无线簇头单元的通信时间内向无线数据采集单元发送命令。

进一步地，所述无线汇聚单元和无线簇头单元之间采用 Mesh模块进行数据通信；无线簇头单元在成功和无线汇聚单元同步后，用无线簇头单元的另一频段，进入无线簇头单元与无线数据采集单元的簇内通信时间，所有的无线簇头单元向各自的无线数据采集单元发送同步命令，实现无线簇头单元与无线数据采集单元之间的时分同步。

进一步地，所述数据采集单片机通过I/O口对传感器外设进行供电，当数据采集单片机休眠时，可以通过I/O口的通断控制对传感器外设的供电从而降低功耗。

本发明的有益效果：通过无线报警单元实现实时报警功能，同时通过使用备份单元，可以在簇头和汇聚失效的情况下切换主站使用，使得整个系统更加稳定，应用I/O引脚供电，可控制外设的工作和停止，降低了功耗。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的无线簇头单元的结构及数据流向示意图；

图3为本发明的无线汇聚结点的结构及数据流向示意图；

图4为本发明的无线汇聚单元-无线簇头单元频分协议示意图；

图5为本发明的无线数据采集结点的结构及数据流向示意图；

图6为本发明的无线簇头单元-无线数据采集单元频分协议示意图；

图7为无线数据采集单元时序示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。