[實用新型]一種低功耗數據記錄及高速數據傳輸裝置

有效

• 申請號: 201821554007.8
• 申請日: 2018-09-24
• 公開（公告）號: CN208922245U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 趙永剛
• 申請（專利權）人: 趙永剛
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種低功耗數據記錄及高速數據傳輸裝置，包括低功耗數據采集記錄模塊，上位機數據訪問接口模塊。低功耗數據采集記錄模塊使用低功耗MCU進行數據采集，將數據記錄在存儲卡中。在數據采集結束后，上位機數據訪問接口模塊將數據高速傳輸到上位機。本實用新型是一個兼具低功耗數據采集記錄功能以及高速數據傳輸功能的數據采集裝置，采集記錄功耗低，數據傳輸速度快，成本低廉，適用于長時間連續采集及需要將采集的大量數據快速上傳到計算機或遠程數據中心的相關應用，可以解決一般低功耗MCU因不具備高速USB接口無法快速將數據傳輸到上位機的問題。

技術領域

本實用新型涉及數據采集記錄及傳輸領域，特別是涉及一種低功耗數據記錄及高速數據傳輸裝置。

背景技術

數據的采集記錄及后續處理是傳感器技術的基本應用，這些傳感器一般通過電池供電，要求具有很低的運行功耗，以實現長時間的數據采集。對于某些的監測對象，需要進行連續的數據記錄，在采樣率和數據精度比較高的情況下，采集過程中會產生較大的數據量。在數據采集結束后通常需要將數據傳輸到計算機進行處理，這種傳輸一般通過串口或USB接口進行。對于電池供電的便攜式傳感器設備來說，需要兼顧數據采集的低功耗以及數據傳輸的高效率。

目前采用的主要方法是有以下幾種：一、使用帶USB接口的MCU包括單片機或ARM；二、單片機加上外圍USB芯片構成；三、在采集設備設計時采用可彈出或拔插式存儲卡。對于方案一，由于低成本低功耗的主控芯片MCU內嵌的USB接口一般為USB低速接口或全速接口，最高傳輸速度為12Mbps，傳輸速度比較慢，加上相關傳輸控制協議，有效數據的傳輸速度每秒鐘小于1M字節，這樣對于一次記錄數據為1G的數據，全部傳輸到計算機需要近20分鐘，傳輸效率低，時間長。而具有高速USB接口的MCU一般主頻高、綜合性能好，但功耗比較大且價格比較貴，在主要功能為數據采集的設備中一般不需要這些豐富的資源，會造成資源浪費。方案二需要外接高速USB接口，為滿足高速數據傳輸，也需要選擇主頻和性能較高的MCU才能達到較高的速度，MCU將采集設備模擬成一個mass storage外設，在上位機包括計算機、路由器、機頂盒、智能網關的控制下，由MCU讀取存儲卡中的內容，再按照USB協議將數據傳輸到計算機或遠程設備。由于數據需要MCU中轉，采用低功耗低主頻MCU一般達不到很高的速度，同時軟件及硬件開發工作量都比較大。方案三可以將存儲卡拔出來，插入到讀卡器中將設備記錄的數據傳輸到計算機，實現數據的高速傳輸，但目前采用的一些存儲卡體積比較小，一次數據讀取需要進行拔插兩次，操作相對復雜不便，并且經常性的拔插存儲卡容易造成接觸不良，影響設備的使用壽命。由于存儲卡需要拔插操作，也不適合設計成內置方式，這給一些具有特殊要求的設備設計帶來不便。

發明內容

本實用新型主要解決問題是傳統低功耗主控芯片MCU因不具備高速USB接口從而無法快速將數據傳輸到上位機，對于連續的數據采集裝置，難以處理設備運行的低功耗及大數據量快速傳輸的高效率兩者之間的矛盾。本實用新型提供了一種適用于需要長時間連續數據采集的設備的低功耗數據記錄及高速數據傳輸的裝置結構，該設備會產生大量的數據，在采集結束后需要將數據快速傳輸到本地計算機或通過路由器、智能網關、機頂盒等將設備中的數據讀取出來。使該類設備可以使用低功耗低主頻的MCU，在記錄結束后數據能夠快速的進行傳輸，成本低，效率高，同時開發難度低、兼容性好，整機功耗低，有利于延長電池供電類設備的連續工作時間。

為了實現上述目的，本實用新型采用的一個方案是，提供一種低功耗數據記錄及高速數據傳輸裝置，包括低功耗數據記錄采集模塊1和上位機數據訪問接口模塊10，其中：

（1）低功耗數據采集記錄模塊1，含低功耗數據采集主控芯片4，數據采集外圍電路子模塊3、數據總線切換接口電路子模塊5，存儲卡電路子模塊6。其中低功耗數據采集主控芯片4可選用低功耗MCU，數據采集部分通過MCU內置ADC接口或數據采集外圍電路子模塊的A/D轉換器完成，數據記錄部分通過MCU的數據總線接口通過數據總線切換接口電路子模塊5連接到存儲卡模塊6，將采集的數據記錄到存儲卡內；