[發(fā)明專利]一種多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210068580.2
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114501354A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 趙亮;陳登峰;魏寧科;徐凱;雷東鋒;葛寶航
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: H04W4/18
• 分類號: H04W4/18;H04W4/38;H04W28/04;H04L1/18;H04Q9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

1.一種多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，包括多通道振弦信號采集模塊、多通道模擬量信號采集模塊、多路開關量信號采集模塊、電源模塊、主控模塊、Lora模塊和DTU模塊；

所述電源模塊用于為多通道振弦信號采集模塊、多通道模擬量信號采集模塊、多路開關量信號采集模塊、主控模塊、Lora模塊和DTU模塊及存儲模塊供電；

所述主控模塊用于分時發(fā)送對應類型的通道選擇信號，接收、處理采集信號，并發(fā)送處理后的采集信號；

所述多通道振弦信號采集模塊用于接收通道選擇信號，根據所述通道選擇信號來切換通道，采集所述通道的振弦信號并發(fā)送；

所述多通道模擬量信號采集模塊用于接收通道選擇信號，根據所述通道選擇信號來切換通道，采集所述通道的模擬量信號并發(fā)送；

所述多路開關量信號采集模塊用于接收通道選擇信號，根據所述通道選擇信號來切換通道，采集所述通道的開關量信號并發(fā)送；

所述Lora模塊用于接收處理后的采集信號，并發(fā)送出去；

所述DTU模塊用于接收Lora模塊發(fā)送的采集信號，發(fā)送到云端。

2.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，還有存儲模塊，所述存儲模塊用于儲存處理后的采集信號。

3.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，主控模塊處理采集信號的具體操作為：

對采集信號進行校驗和轉換，之后將每個類型信號的數(shù)據分別進行打包，得到數(shù)據包；

所述數(shù)據包中包含當前測點編號、信號類型標志位、各通道數(shù)據以及CRC校驗位。

4.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，所述多通道振弦信號采集模塊包括通道片選電路、拾振電路和信號處理電路；

當進行采集時，片選電路按照通道選擇信號依次切換開通各通道，對各個通道的振弦信號進行采集，采集的振弦信號進入到拾振電路，拾振電路對振弦信號的原始波形進行拾取，經信號處理電路對振弦信號波形進行放大、濾波及整形后，由主控模塊將振弦信號轉換為頻率值，完成一個周期的振弦信號采集。

5.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，所述多通道模擬量信號采集模塊包括通道片選電路、信號緩沖及電壓衰減電路、電壓偏移電路和濾波電路及保護電路；

當進行采集時，片選電路按照通道選擇信號控制片選電路依次切換開通各通道，對各個通道的模擬信號進行采集，采集之后的信號經公共輸出端進入到信號緩沖及電壓衰減電路，信號緩沖及電壓衰減電路將采集到的原始模擬信號衰減1/2，之后輸入到電平偏移電路以確保前后級電路的輸入與輸出電路的電平相匹配，之后再進入濾波電路讓模擬信號波形更加平滑，最后進入到主控模塊的A/D轉換通道對信號進行轉換采集，完成一個周期的模擬信號采集。

6.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，所述多路開關量信號采集模塊采用多個獨立的繼電器進行外部開關量的采集。

7.根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，所述主控模塊采用STM32F103C8T6主控芯片。

8.根據權利要求2所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置，其特征在于，所述存儲模塊為SPI模式下的外置SD卡，所述外置SD卡與主控芯片的SPI引腳連接實現(xiàn)采集數(shù)據的本地存儲。

9.一種根據權利要求1所述的多類型多通道數(shù)據采集傳輸裝置的傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)主控模塊發(fā)送通道選擇信號給多通道振弦信號采集模塊，多通道振弦信號采集模塊進行振弦信號的采集；

(2)主控模塊發(fā)送通道選擇信號給多通道模擬量信號采集模塊，多通道模擬量信號采集模塊進行模擬量的采集；

(3)主控模塊發(fā)送通道選擇信號給多路開關量信號采集模塊，多路開關量信號采集模塊進行各開關量的采集；

(4)主控模塊整合所有采集到的數(shù)據，按照預定格式進行打包，打包的數(shù)據保存到存儲模塊中；

當主控模塊檢測到發(fā)送數(shù)據的指令時，將保存的數(shù)據包依次通過Lora模塊和GPRS模塊傳輸?shù)皆贫耍?/p>

(5)當數(shù)據包傳輸?shù)皆贫藭r，首先對數(shù)據包按照預定通訊協(xié)議進行校驗，校驗出現(xiàn)問題則由服務器端重新發(fā)送數(shù)據發(fā)送指令獲取數(shù)據包；若校驗無誤則對數(shù)據包進行解碼，將各類型各通道的數(shù)據存儲在數(shù)據庫內，同時在前段頁面以折線圖和數(shù)據表的形式進行可視化展示。