[發(fā)明專利]基于WiFi無線與GPS授時的信號同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811076203.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109246638B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚榮龍;許飛云;陳啟山;江煜
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州英邁克測控技術(shù)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(yáng)州潤中專利代理事務(wù)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(tǒng)的數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際場景分布于場景的不同地方，為每個傳感器節(jié)點(diǎn)配置WiFi模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及與衛(wèi)星電信號連接的GPS模塊，多個該傳感器節(jié)點(diǎn)通過星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；

b.將多個傳感器節(jié)點(diǎn)的其中一個傳感器節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，將其WiFi模式設(shè)置為AP+station模式；其他傳感器節(jié)點(diǎn)為普通傳感器節(jié)點(diǎn)，將其WiFi模塊設(shè)置為station模式；

c.將每個傳感器節(jié)點(diǎn)的I2C通信總線進(jìn)行初始化；

d.傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)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(tài)信息通過I2C通信方式發(fā)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(jìn)行步驟e，如果檢測判斷為“否”則結(jié)束數(shù)據(jù)采集；

e.總控制器MCU單元開啟GPS模塊、WiFi模塊、數(shù)據(jù)采集模塊的A/D轉(zhuǎn)換器單元、數(shù)據(jù)采集模塊的振動加速度傳感器單元各模塊開關(guān)，等待采集信號；

f.將每個傳感器節(jié)點(diǎn)的UART通信總線進(jìn)行初始化；

g.將GPS模塊進(jìn)行初始化；

h.延時等待GPS模塊穩(wěn)定；

i.不斷檢測GPS模塊是否產(chǎn)生1PPS脈沖信號，檢測到1PPS脈沖信號后進(jìn)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(fā)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(fā)中斷，同時命令各自傳感器節(jié)點(diǎn)的振動加速度傳感器單元同一時刻采集數(shù)據(jù)，即振動加速度傳感器單元在GPS模塊發(fā)送的1PPS脈沖的上升沿/下降沿實(shí)現(xiàn)x、y、z方向上的振動加速度信號和環(huán)境溫度信號的采集；

m.每個傳感器節(jié)點(diǎn)的振動加速度傳感器單元將采集的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器單元信號轉(zhuǎn)換后發(fā)送至總控制器MCU單元，總控制器MCU單元獲取到同步數(shù)據(jù)及UTC時間信息；

n.每個傳感器節(jié)點(diǎn)的總控制器MCU單元將獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至各自的WiFi模塊；

o.WiFi模塊為station模式的傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)WiFi無線傳輸將數(shù)據(jù)發(fā)送至WiFi模塊為AP+station模式的網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)；

p.網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)將其他傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)及其自身采集數(shù)據(jù)匯總后經(jīng)網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)的WiFi模塊發(fā)送至終端。

2.根據(jù)權(quán)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(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：所述步驟p中的終端為為本地服務(wù)或遠(yuǎn)程服務(wù)器；所述終端為遠(yuǎn)程服務(wù)器時，所述網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)通過以太網(wǎng)將匯總的數(shù)據(jù)傳輸至云數(shù)據(jù)庫，遠(yuǎn)程上位機(jī)和/或手機(jī)APP通過以太網(wǎng)將云數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)下載到本地；所述終端為本地服務(wù)器時，所述網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)通過WiFi直接傳輸?shù)奖镜胤?wù)器。

3.根據(jù)權(quán)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(tǒng)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)經(jīng)緩存放大器單元放大后發(fā)送至所述A/D轉(zhuǎn)換器單元，所述緩存放大器單元包括LT6236運(yùn)放芯片，LT6236運(yùn)放芯片輸出端串聯(lián)在A/D轉(zhuǎn)換器單元的輸入端。

4.根據(jù)權(quán)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(tǒng)的數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換器單元所采用的A/D轉(zhuǎn)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。