[發明專利]基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統的數據采集方法

有效

• 申請號: 201811076203.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109246638B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 譚榮龍;許飛云;陳啟山;江煜
• 申請（專利權）人: 揚州英邁克測控技術有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;G08C17/02;H04J3/06
• 代理公司: 揚州潤中專利代理事務所(普通合伙) 32315
• 代理人: 謝東;方玲

1.一種基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統的數據采集方法，其特征在于：所述采集方法包括如下操作步驟：

a.將多個傳感器節點根據實際場景分布于場景的不同地方，為每個傳感器節點配置WiFi模塊、電源管理模塊、數據采集模塊以及與衛星電信號連接的GPS模塊，多個該傳感器節點通過星型網絡拓撲結構構成無線傳感器網絡；

b.將多個傳感器節點的其中一個傳感器節點作為網關節點，將其WiFi模式設置為AP+station模式；其他傳感器節點為普通傳感器節點，將其WiFi模塊設置為station模式；

c.將每個傳感器節點的I2C通信總線進行初始化；

d.傳感器節點的數據采集模塊的總控制器MCU單元開始獲取電源管理模塊的電量信息，電池的狀態信息通過I2C通信方式發送給總控制器MCU單元，總控制器MCU單元檢測電源管理模塊的充電電池電量是否充足；如果檢測判斷為“是”則進行步驟e，如果檢測判斷為“否”則結束數據采集；

e.總控制器MCU單元開啟GPS模塊、WiFi模塊、數據采集模塊的A/D轉換器單元、數據采集模塊的振動加速度傳感器單元各模塊開關，等待采集信號；

f.將每個傳感器節點的UART通信總線進行初始化；

g.將GPS模塊進行初始化；

h.延時等待GPS模塊穩定；

i.不斷檢測GPS模塊是否產生1PPS脈沖信號，檢測到1PPS脈沖信號后進行步驟j；

j.GPS模塊采用UART通信方式將1PPS脈沖信號及UTC時間信息發送給總控制器MCU單元；

k.總控制器MCU單元接收來自GPS模塊的1PPS脈沖信號、UTC時間信息，提取UTC時間并檢測1PPS脈沖信號的上升沿/下降沿；

l.檢測到上升沿/下降沿時，每個總控制器MCU單元觸發中斷，同時命令各自傳感器節點的振動加速度傳感器單元同一時刻采集數據，即振動加速度傳感器單元在GPS模塊發送的1PPS脈沖的上升沿/下降沿實現x、y、z方向上的振動加速度信號和環境溫度信號的采集；

m.每個傳感器節點的振動加速度傳感器單元將采集的信號經A/D轉換器單元信號轉換后發送至總控制器MCU單元，總控制器MCU單元獲取到同步數據及UTC時間信息；

n.每個傳感器節點的總控制器MCU單元將獲取到的數據進行處理后發送至各自的WiFi模塊；

o.WiFi模塊為station模式的傳感器節點經WiFi無線傳輸將數據發送至WiFi模塊為AP+station模式的網關傳感器節點；

p.網關傳感器節點將其他傳感器節點采集數據及其自身采集數據匯總后經網關傳感器節點的WiFi模塊發送至終端。

2.根據權利要求1所述的基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統的數據采集方法，其特征在于：所述步驟p中的終端為為本地服務或遠程服務器；所述終端為遠程服務器時，所述網關傳感器節點通過以太網將匯總的數據傳輸至云數據庫，遠程上位機和/或手機APP通過以太網將云數據庫中的數據下載到本地；所述終端為本地服務器時，所述網關傳感器節點通過WiFi直接傳輸到本地服務器。

3.根據權利要求1或2所述的基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統的數據采集方法，其特征在于：所述振動加速度傳感器單元采集到的數據經緩存放大器單元放大后發送至所述A/D轉換器單元，所述緩存放大器單元包括LT6236運放芯片，LT6236運放芯片輸出端串聯在A/D轉換器單元的輸入端。

4.根據權利要求3所述的基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統的數據采集方法，其特征在于：所述總控制器MCU單元采用的MCU型號為LPC54113J256BD64；所述A/D轉換器單元所采用的A/D轉換芯片的型號為LTC2344-16；所述振動加速度傳感器單元所采用的傳感器型號為ADXL356。