[發(fā)明專(zhuān)利]基于WiFi無(wú)線與GPS授時(shí)的信號(hào)同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811076203.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109246638B
• 公開(kāi)（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(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 揚(yáng)州英邁克測(cè)控技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04W4/38
• 分類(lèi)號(hào): H04W4/38;H04W84/18;G08C17/02;H04J3/06
• 代理公司: 揚(yáng)州潤(rùn)中專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32315
• 代理人: 謝東;方玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于WiFi無(wú)線與GPS授時(shí)的信號(hào)同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，屬于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集方法效率低、數(shù)據(jù)不同步以及無(wú)法將無(wú)線傳輸方式與GPS同步可靠結(jié)合的問(wèn)題。主要包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間同步采集數(shù)據(jù)的方法，以及多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)WiFi以無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)方式將同步數(shù)據(jù)傳輸至終端的方法。本發(fā)明采集方法步驟簡(jiǎn)單，實(shí)施容易，穩(wěn)定性強(qiáng)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域具有非常重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，尤其涉及一種真正意義上的數(shù)據(jù)同步、低布置成本，采集方法步驟簡(jiǎn)單、采集方法穩(wěn)定可靠，節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)模塊化、簡(jiǎn)單化、高穩(wěn)定性能的基于WiFi無(wú)線與GPS授時(shí)的信號(hào)同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法。

背景技術(shù)

目前大型建筑物的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集部分，分布式信號(hào)采集方法多基于有線的傳感器節(jié)點(diǎn)，也基本采用系統(tǒng)時(shí)鐘保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的同步性，與這種基于有線設(shè)備的采集方法相比，很明顯傳統(tǒng)采集手段存在以下弊端：有線的傳感器節(jié)點(diǎn)限制了數(shù)據(jù)采集的范圍，人力耗費(fèi)嚴(yán)重且效率低下；而采用系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步數(shù)據(jù)的采集不能保證所有傳感器節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)，從而降低數(shù)據(jù)的有效性；現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)增加了數(shù)據(jù)采集的時(shí)間成本，不能長(zhǎng)期對(duì)惡劣環(huán)境下的建筑物的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)；儲(chǔ)存方式限制了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

隨著GPS技術(shù)的進(jìn)步，GPS的授時(shí)功能的出現(xiàn)使得大范圍分布式同步數(shù)據(jù)的精確獲取成為一種可能，但是目前應(yīng)用到GPS的授時(shí)功能的同時(shí)又受到了有線的約束，使得測(cè)量距離因?yàn)閿?shù)據(jù)線的存在而僅僅局限在小范圍的分布式數(shù)據(jù)采集上，但是又隨著WiFi、ZigBee、Bluetooth等無(wú)線技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸方面的方式方法也隨之邁出了一大步，可以通過(guò)無(wú)線的傳輸方式將數(shù)據(jù)從采集端傳輸?shù)綌?shù)據(jù)的儲(chǔ)存以及分析端口。申請(qǐng)公布號(hào)CN105487448A、申請(qǐng)公布日2016.04.13、發(fā)明創(chuàng)造名稱(chēng)為一種基于GPS同步授時(shí)的傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的中國(guó)專(zhuān)利，該申請(qǐng)案雖然提及GPS同步授時(shí)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋渚唧w技術(shù)方案不明確，本領(lǐng)域技術(shù)人員根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案。

那么，如何將無(wú)線傳輸方式與GPS的同步技術(shù)有效地、可靠地結(jié)合在一起，或者說(shuō)如何將無(wú)線傳輸方式與GPS的同步技術(shù)在數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)方面得到穩(wěn)定可靠地應(yīng)用，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種真正意義上的數(shù)據(jù)同步、低布置成本，采集方法步驟簡(jiǎn)單、采集方法穩(wěn)定可靠，節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)模塊化、簡(jiǎn)單化、高穩(wěn)定性能的基于WiFi無(wú)線與GPS授時(shí)的信號(hào)同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于WiFi無(wú)線與GPS授時(shí)的信號(hào)同步采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，所述采集方法包括如下操作步驟：

a.將多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景分布于場(chǎng)景的不同地方，為每個(gè)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(hào)連接的GPS模塊，多個(gè)該傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；

b.將多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的其中一個(gè)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(gè)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(kāi)始獲取電源管理模塊的電量信息，電池的狀態(tài)信息通過(guò)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(cè)電源管理模塊的充電電池電量是否充足；如果檢測(cè)判斷為“是”則進(jìn)行步驟d步驟，如果檢測(cè)判斷為“否”則結(jié)束數(shù)據(jù)采集；

e.總控制器MCU單元開(kāi)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(dòng)加速度傳感器單元各模塊開(kāi)關(guān)，等待采集信號(hào)；