[發(fā)明專(zhuān)利]基于WiFi無(wú)線(xiàn)與GPS授時(shí)的分布式信號(hào)同步采集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811076204.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109309559B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-28
• 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): H04L7/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L7/00
• 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

1.一種基于WiFi無(wú)線(xiàn)與GPS授時(shí)的分布式信號(hào)同步采集系統(tǒng)，其特征在于：包括多個(gè)在同一時(shí)間同步采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，該傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)WiFi以無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)方式將同步數(shù)據(jù)傳輸至終端；

所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括GPS模塊、WiFi模塊、電源管理模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊；所述電源管理模塊為所述GPS模塊、所述WiFi模塊、所述數(shù)據(jù)采集模塊提供工作電源；所述GPS模塊與衛(wèi)星電信號(hào)連接，以UART通信方式將UTC時(shí)間信息、1PPS脈沖信號(hào)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集模塊，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模塊在1PPS脈沖的上升沿或下降沿同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；采集后所述數(shù)據(jù)采集模塊將同步數(shù)據(jù)以串口通信的方式發(fā)送給WiFi模塊；所述WiFi模塊通過(guò)IP地址匹配連接網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)，將接收到的信息發(fā)送至網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)將匯總的數(shù)據(jù)發(fā)送至終端，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括總控制器MCU單元、A/D轉(zhuǎn)換器單元以及振動(dòng)加速度傳感器單元，所述振動(dòng)加速度傳感器單元在所述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(dòng)加速度信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)的采集，所述A/D轉(zhuǎn)換器單元將振動(dòng)加速度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述A/D轉(zhuǎn)換器單元采用SPI通信方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給所述總控制器MCU單元，所述總控制器MCU以UART串口通信方式將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述WiFi模塊，所述總控制器MCU單元采用的MCU型號(hào)為NXP公司的LPC54113J256BD64；所述A/D轉(zhuǎn)換器單元所采用的A/D轉(zhuǎn)換芯片為T(mén)I公司的LTC2344-16；所述振動(dòng)加速度傳感器單元所采用的傳感器型號(hào)為T(mén)I公司的ADXL356；所述ADXL356的RANGE、ST1、ST2管腳分別與所述LPC54113J256BD64的PIO1_2、PIO1_1、PIO1_0管腳導(dǎo)電相連，用于控制ADXL356在GPS模塊1PPS脈沖的上升沿/下降沿開(kāi)始進(jìn)行x、y、z方向上的振動(dòng)加速度信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)的采集；所述ADXL356的STBY管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO1_3管腳電連接，由總控制器MCULPC54113J256BD64對(duì)振動(dòng)加速度傳感器ADXL356的待機(jī)/測(cè)量工作模式進(jìn)行選擇；所述ADXL356的TEMP管腳、XOUT、YOUT、ZOUT管腳分別與四個(gè)LT6236運(yùn)放芯片的輸入管腳導(dǎo)電連接，分別將環(huán)境溫度信號(hào)、X軸方向上的振動(dòng)加速度信號(hào)、Y軸方向上的振動(dòng)加速度信號(hào)、Z軸方向上的振動(dòng)加速度信號(hào)緩存放大后輸出至A/D轉(zhuǎn)換器單元；所述振動(dòng)加速度傳感器ADXL356的VIPBANA管腳與所述A/D轉(zhuǎn)換器單元的LTC2344-16的REFIN管腳導(dǎo)電連接，主要用于給LTC2344-16芯片提供輸入信號(hào)的參考電壓；所述A/D轉(zhuǎn)換器LTC2344-16將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸至所述總控制器MCULPC54113J256BD64，所述總控制器MCULPC54113J256BD64通過(guò)LTC2344-16的PD管腳對(duì)所述LTC2344-16的待機(jī)/正常工作模式進(jìn)行控制；所述GPS模塊采用的是和星芯通的UM220-IIIL型號(hào)模塊，其RF_IN管腳為天線(xiàn)信號(hào)輸入端；其AADET_N管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO0_2管腳導(dǎo)電連接，用于對(duì)有源天線(xiàn)、無(wú)源天線(xiàn)類(lèi)型的選擇；其GPIO2管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO0_3管腳導(dǎo)電連接，用于判斷天線(xiàn)對(duì)地是否正常；其TIME?PULSE管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO0_4管腳導(dǎo)電連接，用于將1PPS脈沖信號(hào)發(fā)送至所述總控制器MCULPC54113J256BD64；其RXD1管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO0_6管腳導(dǎo)電連接，用于接收來(lái)自總控制器MCULPC54113J256BD64的指令；其TXD1管腳與總控制器MCULPC54113J256BD64的PIO0_5管腳導(dǎo)電連接，GPS模塊接收指令后，向總控制器MCULPC54113J256BD64發(fā)送總控制器MCULPC54113J256BD64指定數(shù)據(jù)格式的UTC時(shí)間信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi無(wú)線(xiàn)與GPS授時(shí)的分布式信號(hào)同步采集系統(tǒng)，其特征在于：所述無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多個(gè)同步采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)中的其中一個(gè)為網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)，其余為普通傳感器節(jié)點(diǎn)；所述普通傳感器節(jié)點(diǎn)的WiFi模塊為station模式，所述網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)的WiFi模塊為AP+station模式。