一种数据采集控制管理装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及无线数据传输技术领域，特别是涉及一种数据采集控制管理装置。


背景技术：

[0002]
随着社会经济以及科学技术的不断发展，物联网的盛行；不同领域对万物联网已构成不同需求。由于应用环境和领域是复杂多样的，导致对传感器数据采集以及设备控制管理也不尽相同，纵观现有对数据采集和控制的设备，都是根据需求成套搭配一体化定制而成。例如：如需采集控制管理多个房间内的环境温度、湿度、照度以及照明开关等信号，需要各个房间的传感器数据以及开关状态数据，上传到上位机，在设计之初就需要确定传感器及开关设备的型号以及对应的通讯协议，层层对应，这样硬件层就会是高耦合性，如果需求变动、设备更替及变动都会对整个系统造成影响，在前期设计和后期维护上都缺少了灵活性。


技术实现要素：

[0003]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种数据采集控制管理装置，用于解决传统传感器设备和开关量设备与上位机通讯高耦合性问题以及设计灵活性不高的问题。
[0004]
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种数据采集控制管理装置，包括有：
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zigbee无线通信单元、由控制芯片mt7688an构成的第一控制单元、以及由控制芯片stm32c8t6构成的第二控制单元；
[0006]
所述第一控制单元通过串口与所述第二控制单元连接，所述第一控制单元用于获取上位机对终端设备的配置项，根据所述配置项传输终端设备配置信号；
[0007]
所述第二控制单元还与所述zigbee无线通信单元连接，所述第二控制单元用于获取所述终端设备配置信号，根据所述终端设备配置信号通过zigbee无线通信单元对所述终端设备进行配置，并采集配置后所述终端设备的数据。
[0008]
可选地，所述配置项包括终端设备地址、终端设备编号。
[0009]
可选地，还包括有第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；
[0010]
所述第一滤波电路与所述第一控制单元连接，用于对所述第一控制单元进行滤波；
[0011]
所述第二滤波电路、第三滤波电路与所述第二控制单元连接，用于对所述第二控制单元进行滤波。
[0012]
可选地，还包括有与所述第一控制单元连接的稳压电路，所述稳压电路用于将所述第一控制单元和第二控制单元的电压稳定至目标电压。
[0013]
可选地，还包括有与所述第一控制单元连接的一个以上用于连接的usb连接口。
[0014]
可选地，还包括有与所述第一控制单元连接的存储单元，所述存储单元用于存储上位机对终端设备的配置项。
[0015]
可选地，还包括有与所述第二控制单元连接的晶振电路，所述晶振电路用于给所述第二控制单元提供时钟信号。
[0016]
可选地，所述第一控制单元通过rj45串口与所述上位机连接。
[0017]
如上所述，本实用新型提供一种数据采集控制管理装置，具有以下有益效果：第一控制单元通过串口与第二控制单元连接，第一控制单元用于获取上位机对终端设备的配置项，根据配置项传输终端设备配置信号；第二控制单元还与zigbee无线通信单元连接，第二控制单元用于获取终端设备配置信号，根据终端设备配置信号通过zigbee无线通信单元对终端设备进行配置，并采集配置后终端设备的数据。本实用新型实现了数据的隔离，降低了设备层与上位机的耦合性，通过配置的方式建立设备与装置的联系，同时在设计上通过对装置进行灵活的配置将自动更替采集处理命令，使得设计的灵活性增强。
附图说明
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图1为一实施例提供的数据采集控制管理装置的硬件结构示意图。
[0019]
图2为一实施例提供的第一控制单元的电路连接示意图。
[0020]
图3为一实施例提供的稳压电路的连接示意图。
[0021]
图4为一实施例提供的第一滤波电路的电路连接示意图。
[0022]
图5为一实施例提供的rj45串口的电路连接示意图。
[0023]
图6为一实施例提供的usb连接口的电路连接示意图。
[0024]
图7为一实施例提供的存储单元的电路连接示意图。
[0025]
图8为一实施例提供的与第一控制单元连接的双排排针的电路连接示意图。
[0026]
图9为一实施例提供的第二控制单元的电路示意图。
[0027]
图10为一实施例提供的启动电路的连接示意图。
[0028]
图11为一实施例提供的晶振电路的连接示意图。
[0029]
图12为一实施例提供的第二滤波电路的连接示意图。
[0030]
图13为一实施例提供的第三滤波电路的连接示意图。
[0031]
图14为一实施例提供的zigbee无线通信单元的电路连接示意图。
具体实施方式
[0032]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]
请参阅图1至图14。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均
仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0034]
请参阅图1至图14，本实施例提供一种数据采集控制管理装置，包括有zigbee无线通信单元、由控制芯片mt7688an构成的第一控制单元、以及由控制芯片stm32c8t6构成的第二控制单元；
[0035]
第一控制单元通过串口与上位机连接，第一控制单元用于获取上位机对终端设备的配置项，根据配置项传输终端设备配置信号；其中，如图5所示，第一控制单元通过rj45串口与上位机连接，上位机包括电脑；配置项包括终端设备地址、终端设备编号；终端设备包括传感器设备和开关量设备。配置项具体包括设备地址、设备号、传感器编号/开关量编号、开关量默认状态以及传感器数据解析方式。
[0036]
第二控制单元还与zigbee无线通信单元连接，第二控制单元用于获取终端设备配置信号，根据终端设备配置信号通过zigbee无线通信单元对终端设备进行配置，并采集配置后终端设备的数据。
[0037]
如图4、图12和图13所示，还包括有第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；
[0038]
第一滤波电路与第一控制单元连接，用于对第一控制单元进行滤波；
[0039]
第二滤波电路、第三滤波电路与第二控制单元连接，用于对第二控制单元进行滤波。
[0040]
如图3所示，还包括有与第一控制单元连接的稳压电路，稳压电路用于将第一控制单元和第二控制单元的电压稳定至目标电压，稳压电路采用稳压芯片lm1117，将第一控制单元和第二控制单元的电压稳定至3.3v。
[0041]
如图6所示，还包括有与第一控制单元连接的一个以上用于连接的usb连接口。
[0042]
如图7所示，还包括有与第一控制单元连接的存储单元，存储单元用于存储上位机对终端设备的配置项；存储单元选择存储卡tf5033981892。
[0043]
如图11，还包括有与第二控制单元连接的晶振电路，晶振电路用于给第二控制单元提供时钟信号。
[0044]
具体地，本实用新型中的控制芯片mt7688an以嵌入式openwrt系统为运行基础并集成本地数据库mysql。微控制器stm32c8t6以串口的形式连接mt6788an及zigbee无线通信大院，建立了装置内部系统结构。第一控制芯片mt7688an连接互联网，可通过电脑访问核心板配置界面，完成应用内的传感器设备配置和开关量设备配置，配置项具体包括设备地址、设备号、传感器编号/开关量编号、开关量默认状态以及传感器数据解析方式；配置项存储入存储单元中，第一控制芯片mt7688an将所有配置信息发送到第二控制芯片stm32。第二控制芯片stm32上电接受到配置信息后，后台进行设备统计及结构分组，并按照配置信息和固定的数据报文格式，发送给与串口连接的zigbee无线通信单元，以无线的形式轮询发送采集控制命令，将采集到的信息存储到存储单元的结构分区中，实现了所有设备数据及状态
信息集中于第二控制芯片stm32。
[0045]
更具体地，写入设备配置项，具体写入的配置项有：设备号、设备地址、传感器编号、传感器数据解析方式以及数字量有数字量id号、数字量默认状态位，并将设备配置项存入存储单元中，防止二次配置。第一控制单元获取配置项，判断识别以及组合对应的设备配置报文格式。本申请实施例中，f1作为包头表示为传感器类型，f2作为包头表示数字量类型；例如：f1 01 00 01 01 00 crc，表示设备号为01，设备地址为0001，传感器编号为01，后面的00表示解析方式采用默认方式，以及采用数据报文的crc校验。将所有配置项都识别完毕后。再将所有配置项都已固定的格式组合成一条数据报文，固定包头为01识别号为01(表示为配置)，组合所有配置项报文，最后以包头开始做crc校验，如：01 01 f1 01 00 01 01 00crc f2 01 00 01 01 03 crc crc，表示给第二控制芯片stm32配置了一个传感器设备报文和一个数字量设备报文；并通过串口将组合校验过的配置报文下发到第二控制芯片stm32。第二控制芯片stm32口接受并识别到配置报文后，进入数据结构准备阶段，对传感器设备和数字量设备进行配置，并对配置后的传感器设备和数字量设备进行数据轮询采集。相当于所有设备采集工作全部都由第二控制芯片stm32进行，实现了数据的隔离。第一控制芯片mt7688an根据配置信息和固定协议格式，通过串口与第二控制芯片stm32控制器通讯获取所需数据，且与传感设备和开关设备并无直接建立联系，实现了数据传输的隔离，同时耦合性变低。
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第二控制芯片stm32采集数据的具体流程：因数据传输采用了zigbee无线通信单元，需要注意传输的数据报文中，除了包头和包尾可以使用0xfe和0xff以外，其他数据位遇到0xfe和0xff就需要做转义处理，遇0xfe转义后为0xfe 0xfc,遇0xff转义后为0xfe0xfd然后将所有设备数据通过zigbee无线通信单元依次发送到设备中，在轮询下发的过程中注意需要按照规定的格式进行下发，如：fe 07 90 91 00 07 01 01 01 ff，表示采集地址为0007的设备传感器编号为01的数据。对应0007设备将传感器编号为01的采集数据反馈，zigbee无线通信单元接受到反馈数据后，进行反转义得到对应传感器的数据真实数据，并将数据按照之前的配置项中的解析方式解析，最后，将设备数据到存储单元中备用。通过第二控制芯片stm32的采集处理，将所有设备数据都采集并存储到第二控制芯片stm32结构中，第二控制芯片stm32实现了对所有设备数据的采集。
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并且openwrt系统通过mt7688an的串口可以按照规定的数据报文格式读取到第二控制芯片stm32存储在结构中设备配置的存储数据。如：01 02 01 01 crc，其中包头01 02表示传感器数据读取识别，01表示读取设备号为01，01表示传感器编号为01的数据。
[0048]
综合，本实用新型提出一种数据采集控制管理装置，包括有zigbee无线通信单元、由控制芯片mt7688an构成的第一控制单元、以及由控制芯片stm32c8t6构成的第二控制单元；第一控制单元通过串口与第二控制单元连接，第一控制单元用于获取上位机对终端设备的配置项，根据配置项传输终端设备配置信号；第二控制单元还与zigbee无线通信单元连接，第二控制单元用于获取终端设备配置信号，根据终端设备配置信号通过zigbee无线通信单元对终端设备进行配置，并采集配置后终端设备的数据。第一控制芯片mt7688an将所有配置信息发送到第二控制芯片stm32。第二控制芯片stm32上电接受到配置信息后，后台进行设备统计及结构分组，并按照配置信息和固定的数据报文格式，发送给与串口连接的zigbee无线通信单元，以无线的形式轮询发送采集控制命令，将采集到的信息存储到存
储单元的结构分区中，实现了所有设备数据及状态信息集中于第二控制芯片stm32。第一控制芯片mt7688an根据配置信息和固定协议格式，通过串口与第二控制芯片stm32控制器通讯获取所需数据，且与传感设备和开关设备并无直接建立联系，实现了数据传输的隔离，同时耦合性变低。本实用新型实现了数据的隔离，降低了设备层与上位机的耦合性，通过配置的方式建立设备与装置的联系，同时在设计上通过对装置进行灵活的配置将自动更替采集处理命令，使得设计的灵活性增强。实现数据的隔离，降低了设备与上层的耦合性，通过配置的方式建立设备与装置的联系，使得对设备的前期设计和后期维护的灵活性增强。
[0049]
综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0050]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。