[发明专利]一种低功耗监测数据无线采集系统和方法

说明书

本发明公开了一种低功耗监测数据无线采集系统，包括现场机构、远程通讯模块和云端；现场机构沿包括中继控制模块、第一无线通讯模块、多个采样模块；采样模块包括多个传感器和底层控制模块；传感器均与底层控制模块电连接；底层控制模块分别通过第一无线通讯模块与中继控制模块相连接，中继控制模块通过远程通讯模块与云端相连接。低功耗监测数据无线采集方法，采样模块和无线传输模块进入睡眠模式。中继控制模块在唤醒预订条件下唤醒采样模块和无线传输模块；采样模块和无线传输模块进入工作模式；采样模块采集监测数据，并通过无线传输模块传输至中继控制模块，避免通信线受损，且降低现场机构和数据传输模块的功耗。

技术领域

本发明涉及监测数据采集技术领域，尤其涉及一种低功耗监测数据无线采集系统和方法。

背景技术

目前，监测设备通常包括位于现场机构的和位于中继控制模块，现场机构中包含一个或多个传感器和底层控制模块，底层控制模块对应一个中继控制模块；现场机构和中继控制模块之间的数据传输方式多用485等其他有线通信，通信距离与通信速度成反比，由于485通信是有线通信，在特殊的地形安装监测设备，布线会存在较大的困难，例如布线过河，或者布线跨坡，而且在地势险峻的地方布线的成本会很大，其次，布线结束后，通信的线有可能受到野兽侵袭，地质腐蚀，压塌等自然情形的干扰或破坏。从而导致使用485通信的成本以及维护成本会非常高，另外由于需要进行监测的区域，大多有可能存在自然灾害的隐患，所以在监测区域进行布线施工有可能诱导灾害提前发生。由于现场情况复杂，因此，及时更换电源十分不便，对于从机和数据传输模块的低功耗有极高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低功耗监测数据无线采集系统和方法，现场机构中不进行收工布线，避免通信线受损影响监测效果或引发地质灾害，且降低现场机构和数据传输模块的功耗。

本发明采用的技术方案为：

一种低功耗监测数据无线采集系统，包括现场机构、远程通讯模块和云端；

所述的现场机构沿包括中继控制模块、第一无线通讯模块、多个采样模块；

所述的采样模块包括多个传感器和底层控制模块；所述的传感器均与底层控制模块电连接；底层控制模块分别通过第一无线通讯模块与中继控制模块相连接，中继控制模块通过远程通讯模块与云端相连接。

一种低功耗监测数据无线采集方法，包括以下步骤：

步骤一：低功耗监测数据无线采集系统初始化，配置工作参数：

步骤二：所述的采样模块和无线传输模块进入睡眠模式；

步骤三：所述的中继控制模块在唤醒预订条件下唤醒采样模块和无线传输模块；采样模块和无线传输模块进入工作模式；采样模块采集监测数据，并通过无线传输模块传输至中继控制模块；所述的中继控制模块在睡眠预订条件下控制采样模块和无线传输模块返回睡眠模式。

所述的步骤三中，根据不同的唤醒预定条件和睡眠预订条件，采样模块的采样模式包括定时采样模式、实时采样模式、自适应采样模式和连续采样模式；

所述的定时采样模式，中继控制模块中设定有第一唤醒周期，所述的第一唤醒周期包括睡眠时间段和工作时间段，睡眠时间段的结束时刻，中继控制模块唤醒采样模块和无线传输模块；在工作时间段内，采样模块和无线传输模块保持工作模式，采样模块的采样频率为第一采样频率；工作时间段的结束时刻，中继控制模块控制采样模块和无线传输模块返回睡眠模式；

所述的实时采样模式，中继控制模块唤醒采样模块和无线传输模块，中继控制模块控制采样模块和无线传输模块保持工作模式，实时接收中继控制系统的指令，采样模块中的传感器根据指令进行采样；

所述的自适应采样模式，中继控制模块中设定有第二唤醒周期，中继控制模块对监测数据进行分析，满足判定条件时，中继控制模块按第二唤醒周期控制采样模块和无线传输模块；