[发明专利]基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统及方法

权利要求书

1.一种基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统，其特征在于，包括传感器、FPGA芯片组、北斗校时模块、触发/电源模块、供电/通信复合模块和4G/5G通信模块；其中，

所述传感器向所述FPGA芯片组发送传感器检测信息；

所述北斗校时模块通过所述触发/电源模块向所述供电/通信复合模块发送校时信息；在车辆未经过时，所述触发/电源模块用于对不同无线传感器采集系统的所述传感器之间的校时操作，此时传感器均工作在等待状态，并以给定周期执行检测操作，若检测信息中包含超限数据，则超限数据以生产简报的方式通过4G/5G通信模块上传至云端；

所述触发/电源模块在有车辆经过时，还向所述供电/通信复合模块发送触发信息；所述触发/电源模块在车辆经过时触发，并拉高供电/通信复合模块电压，传感器触发并获取触发时刻前后固定时长的检测信息，检测信息上传至云端，其中超限数据以生产简报的方式通过4G/5G通信模块上传至云端；

所述供电/通信复合模块给FPGA芯片组进行供电并分离出校时信息和触发信息发送至所述FPGA芯片组；

所述4G/5G通信模块连接所述FPGA芯片组，FPGA芯片组在收到触发信息时，4G/5G通信模块以生产简报的方式将触发信息实时上报至云端，并将所述检测信息中的超限数据以生产简报的方式上报至云端。

2.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统，其特征在于，还包括数据采集模块和信号转换模块，所述传感器依次连接所述信号转换模块和所述数据采集模块；

信号转换模块用于将传感器发送的微振信号放大，并将电流电压信号进行整形滤除干扰；

数据采集模块用于采集经信号转换后检测信息的参数数据，包括24位电流、24位电压、24位频率，以及振动加速度频谱。

3.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统，其特征在于，还包括时钟模块和存储模块，所述时钟模块和所述存储模块均连接所述FPGA芯片组；

存储模块包括参数区、触发数据缓存区和超限数据存储区；其中，触发数据缓存区用于存储所述触发/电源模块发送的触发信息，超限数据存储区用于存储传感器检测的超限数据，所述检测信息包括正常数据和超限数据；

时钟模块用于对超限数据和触发信息提供时序数据，并在所述存储模块进行有时序保存。

4.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统，其特征在于，所述传感器、FPGA芯片组、供电/通信复合模块和4G/5G通信模块均封装于IP67防护外壳内部。

5.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统，其特征在于，还包括蓝牙模块，用户终端通过蓝牙模块连接到所述FPGA芯片组，进行传感器校准、数据查看、数据导出、超限值设定、IP/端口设置、触发模式和报警方式的设置操作。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的基于4G/5G的北斗同步高速实时无线传感器采集系统的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

当未有车辆经过时，触发/电源模块不触发，多个无线传感器采集系统的传感器每隔固定周期相互校时，触发/电源模块发出校时命令，令各传感器时钟同步，此时传感器均工作在等待状态，并以给定周期执行检测操作，若检测信息中包含超限数据，则超限数据以生产简报的方式通过4G/5G通信方式上传至云端；

当有车辆经过时，触发/电源模块发出触发信息，将供电/通信复合模块电压升高至工作电压，传感器触发并获取触发时刻前后固定时长的检测信息，检测信息上传至云端，其中超限数据以生产简报的方式通过4G/5G无线方式上传至云端。

7.根据权利要求6所述的采集方法，其特征在于，所述检测信息包括超限数据，所述传感器记录所述超限数据进行保存同时加快采集频率，传感器内部的存储器存储检测信息中的超限数据，当所述传感器连续固定次数抓捕到超限数据时，超限数据以生产简报的方式实时上报云端，云端进行实时判断和处理。