[實用新型]一種多種通信方式組合的運輸車隊環境數據采集系統

有效

• 申請號: 201420422972.5
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN204043706U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 孫超;江玉銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02;H04L29/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;高燕燕

技術領域

本發明屬于數據采集技術領域，具體涉及一種多種通信方式組合的運輸車隊環境數據采集系統。

背景技術

現有環境數據采集系統，其比較典型的設計如圖1所示：該設計采用了多通信方式的組合。在下行通道采用了RS485總線，RS485總線是傳統數據總線，用來和數據采集終端連接。數據處理和通信控制采用了ARM7處理器，能夠實現低功耗并完成數據處理。上行通道采用了3種通信方式：以太網通信、GPRS通信和紅外通信。以太網可以完成遠距離有線通信，GPRS可以完成遠距離無線通信，紅外實現了近距離無線通信。但這種典型環境數據采集系統卻對于運輸車隊這種數據采集對象來說并不適用。這是因為：

(1)運輸車隊在運輸的過程中，往往會遇到許多不確定因素，如車輛在行進當中產生較大晃動、車輛脫離車隊、由于溫控系統故障導致車輛內部溫度環境發生突變等。以上這些因素往往會導致運輸車內的物品不能完好的送達至目的地。因此需要實時監測車輛內部的環境數據、裝載物姿態以及車輛位置。例如，一輛送往災區藥品的運輸車，往往需要實時了解運輸車輛所處地理位置、車輛內的藥品在運輸途中所處溫度是否達到儲存條件、在運輸過程中藥品是否因車輛的晃動導致其掉落。

而在現有技術中，傳統的環境數據采集較多的是溫濕度數據，這對于環境數據的采集來說比較單一，而且沒有涉及到對裝載物姿態數據的采集和車輛位置的監控。

(2)運輸車隊由多個運輸車輛組成，在運輸過程中，如果要監測和匯總每個運輸車輛中的數據，必須要采用無線通信方式。

而在現有技術中，紅外屬于近距離無線通信，不能夠達到車輛間的遠距離通信要求。

通過以上分析可見，現有數據采集系統由于不能夠監測裝載物姿態和車輛位置且存在通信方式局限的問題，不適用于運輸車隊的數據采集。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種多種通信方式組合的運輸車隊環境數據采集系統，能夠有效地采集運輸車輛當前地理位置和車內裝載物的姿態，并且通過Zigbee通信方式實現車輛間的數據傳遞。

本發明的技術解決方案是：

一種多種通信方式組合的運輸車隊環境數據采集系統，用于對運輸車隊及其承載物品進行數據采集，包括：數據中心節點、Zigbee通信采集單元、CAN總線采集單元、GPRS通信采集單元以及監測終端。

所述數據中心節點裝載于運輸車隊中的指揮車上，是由ARM處理器以及與ARM處理器連接的以太網通信模塊、GPRS/GSM無線模塊、WIFI通信模塊、CAN總線模塊、Zigbee通信模塊和GPRS通信模塊構成的。

所述CAN總線采集單元裝載于指揮車中，與所述CAN總線模塊通過CAN總線連接，用于采集所在環境的溫度和濕度。

所述Zigbee通信采集單元裝載于運輸車隊各運輸車輛所載被測物上，與所述Zigbee通信模塊進行無線通信，用于采集所在被測物的姿態和所在環境參數。

所述GPRS通信采集單元裝載于運輸車隊各運輸車輛上，與所述GPRS通信模塊進行無線通信，用于采集所在運輸車輛的地理位置。

通過所述以太網通信模塊、所述WIFI通信模塊或所述GPRS/GSM無線模塊與數據中心節點進行通信的監測終端。

優選地，所述Zigbee通信采集單元包括第一微控制單元以及與該第一微控制單元相連的傳感器芯片和Zigbee芯片；所述傳感器芯片包括檢測被測物姿態的角速度傳感器、加速度傳感器、磁航向傳感器以及具有測量溫度功能的氣壓傳感器。

優選地，所述角速度傳感器選用L3G4200D型三軸角速度傳感器；所述加速度傳感器選用ADXL345型加速度傳感器；所述磁航向傳感器選用HMC5883L型磁航向傳感器；所述氣壓傳感器選用BMP085型氣壓傳感器。

優選地，所述Zigbee芯片選用CC2530芯片，所述第一微控制單元選用LPC1768芯片。

優選地，所述CAN總線采集單元包括順次相連的溫濕度傳感器、第二微控制單元、CAN控制器以及CAN接口芯片；所述溫濕度傳感器選用SHT11型；第二微控制單元選用Atmega128芯片；所述CAN控制器選用SJA1000芯片；所述CAN接口芯片選用PCA82C250芯片。

優選地，所述GPRS通信采集單元包括順次相連的北斗定位芯片、第三微控制單元以及GPRS通訊芯片；所述北斗定位模塊均選用UM220-III?N芯片；所述第三微控制單元選用LPC1768芯片；所述GPRS通訊模塊選用SIM900芯片。