[實用新型]一種基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620356370.3
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN206147919U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 周磊;朱阿鳳;梅好;李晶莉;楊葉;張雷;趙永發(fā);張瑾
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 孟睿

技術領域

本實用新屬于無線通信和數(shù)據(jù)采集技術領域，具體涉及一種基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置。

背景技術

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集已廣泛應用于各個領域。數(shù)據(jù)采集，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集結合基于計算機的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集的目的是為了測量電壓、電流、溫度、壓力或聲音等物理現(xiàn)象。基于PC的數(shù)據(jù)采集，通過模塊化硬件、應用軟件和計算機的結合，進行測量。盡管數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)不同的應用需求有不同的定義，但各個系統(tǒng)采集、分析和顯示信息的目的卻都相同。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整合了信號、傳感器、激勵器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集設備和應用軟件。

然而，目前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在前端傳感器與采集主機之間，主要以有線通信方式為主，有線方式的優(yōu)點在于信號穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度快，但是有線方式的缺點也是顯而易見的，其布線和施工成本較高，不夠簡易便捷，實時性不強，擴展性不強，后期維護比較復雜。而且即使現(xiàn)今市場中存在一些無線數(shù)據(jù)采集裝置，其數(shù)據(jù)傳輸處理效果也不強，出現(xiàn)數(shù)據(jù)的延遲，使之對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析出現(xiàn)很大偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置其以微處理器為核心，借助于前端Zigbee星型網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)輸入，利用串口通信以及USB接口方式進行數(shù)據(jù)通信，完成基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、處理及可靠快速傳輸。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、USB通信模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集前端Zigbee協(xié)調(diào)器匯聚的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理模塊驅(qū)動定時器并處理所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)；所述USB通信模塊接收上位機下達的數(shù)據(jù)采集命令并發(fā)送數(shù)據(jù)處理模塊處理后獲得的數(shù)據(jù)。

進一步，所述數(shù)據(jù)采集模塊與Zigbee協(xié)調(diào)器之間采用主從結構的通信串口。

進一步，前端Zigbee協(xié)調(diào)器中的收發(fā)引腳及地腳與所述數(shù)據(jù)采集模塊中的通用輸入/輸出發(fā)收引腳及地腳對應連接。

進一步，所述數(shù)據(jù)處理模塊包含定時器單元及對數(shù)據(jù)進行緩存的存儲器單元。

進一步，所述USB通信模塊包含USB接口及存儲數(shù)據(jù)的PMA寄存器；USB通信模塊與上位機以USB數(shù)據(jù)線相連并采用虛擬串口驅(qū)動USB設備。

進一步，所述USB通信模塊采用USB協(xié)議中的CDC類設備驅(qū)動與上位機通信。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點在于：本實用新型基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置采用數(shù)據(jù)采集模塊接收從Zigbee協(xié)調(diào)器處的數(shù)據(jù)信息，通過數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)進行處理，并通過USB接口方式連接上位機，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)信息的分析及圖像化顯示。本實用新型適用于各種氣象、生產(chǎn)、比賽等需要進行無線數(shù)據(jù)采集、分析的場合，有很大的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置構成簡圖。

圖2是本實用新型基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置構成詳圖。

圖3是本實用新型中數(shù)據(jù)采集模塊工作流程圖。

圖4是本實用新型中數(shù)據(jù)處理模塊工作流程圖。

圖5是本實用新型中USB通信模塊工作流程圖。

具體實施方式

容易理解，依據(jù)本實用新型的技術方案，在不變更本實用新型的實質(zhì)精神的情況下，本領域的一般技術人員可以想象出本實用新型基于USB的無線數(shù)據(jù)采集及通信裝置的多種實施方式。因此，以下具體實施方式和附圖僅是對本實用新型的技術方案的示例性說明，而不應當視為本實用新型的全部或者視為對本實用新型技術方案的限制或限定。

由圖1所示，本實施例以STM32F103中的Cortex M3為核心控制單元。數(shù)據(jù)采集模塊與前端Zigbee協(xié)調(diào)器是以串口方式相連，Zigbee協(xié)調(diào)器中的收發(fā)引腳及地腳與所述數(shù)據(jù)采集模塊中的通用輸入/輸出(GPIOA)的發(fā)收引腳及地腳對應連接，實現(xiàn)串口通信；本實用新型中的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、USB通信模塊依次相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊包含定時器單元及對數(shù)據(jù)進行緩存的存儲器單元；USB通信模塊包含USB接口及存儲數(shù)據(jù)信息的PMA寄存器；USB通信模塊與上位機是以USB數(shù)據(jù)線相連并采用虛擬串口技術進行USB設備的驅(qū)動；本實用新型中的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及USB通信模塊進行系統(tǒng)電源供電。