[發明專利]一種數據采集方法

有效

• 申請號: 201910354480.4
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110113777B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 林進摯;趙希敏
• 申請（專利權）人: 深圳廣熵科技有限公司
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W24/10;H04W52/02;H04L67/06;H04L43/16
• 代理公司: 南京鼎傲知識產權代理事務所(普通合伙) 32327
• 代理人: 劉藹民

一種數據采集方法，通過采集模塊定時對監測數據進行采集，監控節點MCU再對采集模塊采集的監測數據進行收集，并根據上一次采集的監測數據計算當前監測數據與上一次監測數據之間的變化率；根據計算的變化率與系統設置的靈敏閾值比較，若計算的變化率高于系統設置的靈敏閾值則將監測數據上傳至服務器；若計算的變化率小于設置的靈敏閾值，則將獲得的監測數據存放入數據窗口。該方法不影響監控的實時性，并且在監測數據變化不大的情況下，減少監測數據的傳輸次數，達到降低功耗的效果。

技術領域

本發明涉及數據采集領域，具體為一種數據采集方法。

背景技術

在工業物聯網中，傳感器監控節點通常需要常年累月監測環境狀況，設備信息等重要信息。特別是在戶外這樣惡劣的自然環境下，監控節點不僅要達到IP68級防水防塵，并且監控節點的功耗也要降到最低。傳統傳感器無線數據采集上傳的頻率通常設置成固定頻率。如果設定過高的頻率，容易造成數據冗余，因向后臺傳輸數據而造成功耗大幅增加；反之，如果設定過低的采樣頻率，容易導致監測不及時，漏掉關鍵時空的監測。一般來說，監控節點消耗能量的模塊包括傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊。隨著集成電路工藝的發展，傳感器模塊和處理器模塊的功耗變得很低，而將近80％的節點能量消耗在無線通信模塊上。傳統的低功耗無線數據采集算法基本采用Duty-cycling機制，即每隔特定的周期采集發送數據，再交由網關對后續數據壓縮、融合、處理再提交至服務器。在數據變化不明顯的情況下，使用Duty-cycling機制采集上傳數據，若采樣上傳周期設置比較小，往往出現大量冗余信息。一旦有大量監控節點，對服務器來說則是災難性的影響。服務器則會出現數據更新遲滯，監控卡頓，甚至無法刷新數據的情況。特別對于一個長期處于監測狀態的低功耗監測節點，通常來說，一旦部署成功，則要長期、穩定的工作兩年以上。而采用傳統的Duty-cycling機制采樣上傳數據則很難同時保證低功耗和數據的遲滯時間。使用Duty-cycling機制采集上傳數據，若采樣上傳周期設置比較小，監控節點可能幾個月就可能因為電池電量耗盡而停止工作。但與此同，倘若一味延長Duty-cycling機制的采集上傳周期，則可能出現重要數據的丟失，從而失去監測的意義。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了解決以上問題，本發明提供的一種數據采集方法，可以有效地降低功耗。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種數據采集方法，包括以下步驟：

采集模塊定時對監測數據進行采集；

監控節點MCU對采集模塊采集的監測數據進行收集，并根據上一次采集的監測數據計算當前監測數據與上一次監測數據之間的變化率；

根據計算的變化率與系統設置的靈敏閾值比較，若計算的變化率高于系統設置的靈敏閾值則將監測數據上傳至服務器；若計算的變化率小于設置的靈敏閾值，則將獲得的監測數據存放入數據窗口。

優選地，監測數據存入數據窗口后，還包括：

判斷數據窗口是否存滿；

若數據窗口尚未存滿，進入睡眠狀態等待下一個采集周期；若數據窗口存滿，壓縮數據窗口數據并發送至服務器，然后進入睡眠狀態等待下一個采集周期。

優選地，在數據窗口的數據發送至服務器之前，還包括：

計算當前數據窗口的數據波動程度δ；

若計算的數據波動程度δ較小，則相應的增大下一次采集周期的數據窗口檔位k值大小；若計算的數據波動程度δ較大，則相應的減小下一次采集周期的數據窗口檔位k值大小；

下一采集周期的數據窗口檔位k值更改完畢后，當前數據窗口的數據發送至服務器。