[发明专利]一种基于WSN的无线数据采集系统及采集方法

说明书

本发明公开了一种基于WSN的无线数据采集系统及采集方法，属于建筑施工数据采集技术领域，包括无线数据采集终端、无线传感网络和云服务器，无线数据采集终端安装在施工现场，通过自定义的无线通信协议进行定义无线通信的信令和帧格式，并通过无线传感网络进行无线收发，连接云服务器；无线数据采集终端包括嵌入式软件和嵌入式硬件；嵌入式软件包括仪表数据采集模块、无线数据收发模块和无线通信协议模块；无线通信协议模块规定了仪表数据采集模块与仪表设备、无线数据收发模块与云服务器数据集中控制终端的通信方式。本发明应用于采集数据量小但仪表设备分布分散的场景，能保证云端数据采集的通信可靠性，提高采集效率。

技术领域

本发明涉及建筑施工数据采集技术领域，具体地说是一种基于WSN的无线数据采集系统及采集方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，各种仪表和设备已经在经济生活的各个领域中有了极大的广泛应用，如电表、水表等。各种仪表和设备的数据信息采集对于仪表、设备的检测和管理是必不可少的，对各种仪表数据的远程采集和上传，远程采集和管理仪表数据，可以节约人力资源、提高工作效率，同时，对仪表数据的分析和应用，也需要依赖于仪表数据的采集和上传。

对于仪表、设备的数据采集往往是专用的数据采集设备对仪表、设备的数据进行集中采集，对于采集数据量小、且仪表设备分布分散的情况，比如工地水电数据监测、野外作业仪表数据集中与上传等，传统的仪表、设备数据采集方式造成了资源的浪费，这对仪表、设备的数据采集、远程管理等都带来了诸多不便。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种基于WSN的无线数据采集系统及采集方法，实现对仪表设备数据的采集，并通过无线传感网络上传到服务器，可广泛应用于采集数据量小但仪表设备分布分散的应用场景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于WSN的无线数据采集系统，包括无线数据采集终端、无线传感网络和云服务器，无线数据采集终端安装在施工现场，通过自定义的无线通信协议进行定义无线通信的信令和帧格式，建立透传链路，通过无线传感网络WSN进行无线收发，连接云服务器；

无线数据采集终端包括嵌入式软件和嵌入式硬件，嵌入式软件与嵌入式硬件配合实现对仪表设备的采集；嵌入式软件包括仪表数据采集模块、无线数据收发模块和无线通信协议模块；仪表数据采集模块向仪表设备发送采集指令，并采集仪表设备返回的数据；无线数据收发模块通过WSN与云服务器主控集中控制节点进行通信；无线通信协议模块规定了仪表数据采集模块与仪表设备、无线数据收发模块与云服务器数据集中控制终端的通信方式，包括通信信令、通信格式和通信可靠性策略。

嵌入式软件定义多种通信信令，包括配置信令、控制信令、操作信令等内容，解决了通信过程中的设备识别、设备状态监测、设备数据上传等功能；定义了设备的通信格式，能够在设备采集端、设备集中端远程云服务器端之间进行数据通信；定义了设备之间的通信方式，在系统启动时，由数据集中端以广播的方式发布邀请注册信令，让各个采集设备连接到数据集中端。系统启动后，数据采集端与数据集中端之间采取点对点的通信方式，降低了各种设备无线通信的干扰；定义了数据集中端与数据采集端之间通信的可靠性保证策略，在设备之间采取一问一答，即时应答的通信策略，确保通信的可靠性；定义了在系统启动时新增加设备的方式，使得设备可以动态增加到系统中。

优选的，无线数据采集终端采用STM32F103VE芯片。

进一步的，所述仪表数据采集模块通过232/485通信接口与仪表设备进行通信。

进一步的，仪表数据采集模块通过访问嵌入式硬件配置中的串口2、串口3实现232/485的通信接口。

仪表数据采集模块工作实现方式如下：