一种施工现场无线数据直采系统的制作方法

本发明属于建筑施工现场监测技术领域，具体涉及一种施工现场无线数据直采系统。

背景技术：

建筑施工现场环境恶劣、情况复杂、变动频繁是制约施工现场智能化实施的重要因素，没有网络无法通讯、电压不稳定设备容易损坏、灰尘多设备散热问题等都成为了施工现场智慧工地建设中数据通讯的难点。目前施工现场智慧工地建设以实施网络布线为主，部分依靠4g物联网技术，布线极易受到损坏，4g信号在地下室、隧道等闭塞区域微弱甚至无网络信号，施工现场智慧工地建设中暂时无法完整实现终端智能设备的广域网、无线数据智联及直采效果的技术方案。

技术实现要素：

为适应智慧工地的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提出一种施工现场无线数据直采系统，以解决只会工地物联设备的通讯问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种施工现场无线数据直采系统，包括多个设备终端，多个设备采集器、dcoc协议转换器和云平台，所述设备终端和设备采集器通过点阵式分布方式布置在施工现场，所述设备终端与设备采集器无线通信连接，所述设备采集器与所述dcoc协议转换器互联网通信连接，所述dcoc协议转换器与所述云平台通信连接；所述设备终端用于采集施工现场的数据，并进行加密后发送给所述设备采集器，所述设备采集器用于将所述设备终端发送的数据通过透传的方式发送至所述dcoc协议转换器，所述dcoc协议转换器用于将所述设备采集器发送的数据进行解密后发送到所述云平台；

所述设备终端包括第一单片机模块、存储模块、lora无线模块、lora天线模块、电源模块、时钟模块、第一看门狗模块、收发器模块和接口模块，所述存储模块、lora无线模块、时钟模块、第一看门狗模块和收发器模块与所述第一单片机模块连接，所述lora天线模块与所述lora无线模块连接，所述电源模块用于给所述设备终端供电，所述设备终端通过所述lora无线模块与所述设备采集器无线通信连接，所述接口模块用于外接传感器，外接传感器通过收发器模块将采集信号发送至所述第一单片机模块；

所述设备采集器包括lora接口模块、第二单片机模块、第二存储模块、以太网接口模块和第二看门狗模块，所述lora接口模块、第二存储模块、以太网接口模块和第二看门狗模块与所述第二单片机模块连接，所述第二单片机模块通过所述lora接口模块与所述设备终端无线通信连接，所述第二单片机模块通过所述以太网接口模块与所述dcoc协议转换器通信连接。

所述设备终端和设备采集器以多对一的方式通信连接。

所述第一单片机模块的主芯片型号为msp430，所述收发器模块为rs232模块或rs485模块。

所述传感器包括温度传感器、湿度传感器和压力传感器。

所述设备终端通过crc校验方式对施工现场数据进行加密。

所述dcoc协议转换器通过互联网与所述云平台通信连接。

所述设备终端还包括蜂窝无线模块、蜂窝天线模块和sim/uim卡接口模块。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明解决了智慧工地物联设备的通讯问题，实现了工地智能设备的无线、直采、智联功能，保证了数据安全，大大节约了项目成本，提高了项目智能数据的完整性、实时性，对项目管理工作起到了极大地帮助。

附图说明

图1为本发明提出的一种施工现场无线数据直采系统的结构示意图；

图2为本发明中设备终端的结构示意图；

图3为本发明中设备采集器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提出了一种施工现场无线数据直采系统，包括多个设备终端，多个设备采集器、dcoc协议转换器和云平台，所述设备终端和设备采集器通过点阵式分布方式布置在施工现场，所述设备终端与设备采集器无线通信连接，所述设备采集器与所述dcoc协议转换器互联网通信连接，所述dcoc协议转换器与所述云平台通信连接；所述设备终端用于采集施工现场的数据，并进行加密后发送给所述设备采集器，所述设备采集器用于将所述设备终端发送的数据通过透传的方式发送至所述dcoc协议转换器，所述dcoc协议转换器用于将所述设备采集器发送的数据进行解密后发送到所述云平台。

如图2所示，所述设备终端包括第一单片机模块、存储模块、lora无线模块、天线模块、电源模块、时钟模块、看门狗模块、收发器模块和接口模块，所述存储模块、lora无线模块、时钟模块、看门狗模块和收发器模块与所述第一单片机模块连接，所述天线模块与所述lora无线模块连接，所述电源模块用于给所述设备终端供电，所述设备终端通过所述lora无线模块与所述设备采集器无线通信连接，所述接口模块用于外接传感器，外接传感器通过收发器模块将采集信号发送至所述第一单片机模块。

如图3所示，所述设备采集器包括lora接口模块、第二单片机模块、第二存储模块、以太网接口模块和看门狗模块，所述lora接口模块第二存储模块、以太网接口模块和看门狗模块与所述第二单片机模块连接，所述第二单片机模块通过所述lora接口模块与所述设备终端无线通信连接，所述第二单片机模块通过所述以太网接口模块与所述dcoc协议转换器通信连接。

本发明实施例中，终端设备与设备采集器之间采用无线窄带广域网的连接方式，通过lora协议进行通信，数据加密通过crc校验方式进行加密。其中，crc即循环冗余校验码(cyclicredundancycheck)：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(crc)是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

此外，本发明实施例中，设备采集器通过透传的方式处理数据，设备采集器与dcoc协议转换器通过以太网或3/4g蜂窝网络通讯。其中，透传是指透明传送，是指传送网络无论传输业务如何，只负责将需要传送的业务传送到目的节点，同时保证传输的质量即可，而不对传输的业务进行处理，在数据的传输过程中，这组数据不发生任何形式的改变，即不截断，不分组，不编码，不加密，不混淆等等，仿佛传输过程是透明的一样，原封不动地到了最终接收者手里。

此外，本发明实施例中，所述dcoc协议转换器可以通过互联网与所述云平台通信连接，加密数据的解密过程是在dcoc协议转换器中完成，所述dcoc协议转换器对数据进行解密后再发送给所述云平台。

此外，如图1所示，所述设备终端和设备采集器以多对一的方式通信连接。也就是说，每个设备采集器可以与多个设备终端进行通信连接，但每个设备终端仅与一个设备采集器连接。由于设备终端和设备采集器采用无线窄带广域网的连接方式，通过lora协议进行通信，数据加密通过crc校验方式进行加密。而lora无线通讯的距离可以达到十几公里，因此，对于一个施工现场，可以仅设置一个设备采集器和多个设备终端，通过在不同的施工现场设置设备采集器和多个设备终端，即可以对多个施工现场进行数据采集，实现智能化管理。

进一步地，所述第一单片机模块的主芯片型号为msp430，所述收发器模块为rs232模块或rs485模块。

此外，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器和压力传感器和其它传感器，所述设备终端采集的数据可以包括温度，湿度，环境，形变，或其它需要采集的数据种类。

进一步地，所述设备终端还可以包括蜂窝无线模块、蜂窝天线模块和sim/uim卡接口模块。蜂窝无线模块可以通过sim/uim卡直接进行网络通讯(类似于手机流量上网)，使得在有移动网络的施工现场，设备终端可以不通过设备采集器及dcoc协议转换装置，直接将数据上传到云平台，数据在云平台进行解析。

本发明公开了一种施工现场无线数据直采系统，基于lpwa(低功耗广域网络)技术进行深入应用的再次开发，实现物联网中数据的直接采集，简称dcoc(directcollectiononcloud)技术，远距离、低功耗，使用公共1ghz以下免费频段，支持大规模组建网络。采用dcoc传输模式，终端设备数据通过模组加密后传送至项目终端物联采集器，采集器通过私有协议的形式通过internet网络传输至上一级物联网dcoc协议转换器，解密解析协议后按照中建系统协议要求上传至指定项目完成数据传输。可以应用于智慧工地施工现场数据采集，其通过窄带广域物联网技术，实现了智慧工地无线数据自动连接直接采集。设备终端采集的智慧工地中的温度、湿度、环境、形变等数据，通过窄带广域物联网技术无线传输汇总到智慧工地云平台，其利用超低功耗mcu，最低待机功率350na，广域网辐射范围达十几公里，信号稳定，安装设计了磁铁吸附及导轨安装方式。

此外，本发明中，各类终端数据(温度、湿度、环境、形变等)采用了点阵式采集、分布式平台部署方式的采集传输技术。本发明可以将工地智能设备按点阵方式进行分类编号，数据直接采集到项目网关，网关设备根据点阵编码上传各子云平台，云平台部署方式按分布式部署，一总多分。

因此，本发明提出来的一种施工现场无线数据直采系统，解决了智慧工地物联设备的通讯问题，实现了工地智能设备的无线、直采、智联功能，保证了数据安全，大大节约了项目成本，提高了项目智能数据的完整性、实时性，对项目管理工作起到了极大地帮助。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。