专利名称：一种嵌入式无线数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据采集技术领域，更具体的说是涉及一种嵌入式无线数据采集系统。
背景技术：
数据采集是获取信息的一个基本手段，随着通信技术的不断发展，数据采集在很多领域得到了广泛的应用，例如，在工业领域中，通常需要获取、记录和显示现场的各种物理参量，以供技术人员参考，而在实际数据采集过程中，由于受到地理环境、时间等因素的限制，技术人员直接从现场直接采集数据信息困难。因此，在实际应用中，技术人员通常采用无线数据传输的方式，来实现数据的采集，无线数据传输是指利用无线通信的方式将现场输出的各种物理参量进行远程传输的一种的方式，由于其不受地理环境、气候、时间的影响而被广泛使用。目前应用于数据采集的无线数据传输的通信技术主要有蓝牙、无线局域网和移动通信网络，但是蓝牙和无线局域网都需要专门的开发系统、开发成本高；而基于移动通信网络的无线数据传输方式，虽然开发容易，但运营费用高。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种嵌入式无线数据采集系统，用于解决现有技术中开发成本和运营费用高的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:—种嵌入式无线数据采集系统，其特征在于，包括:数据获取单元、数据接收单元和计算机，其中:所述数据获取单元包括:获取数据信息的传感器、第一射频收发芯片、以及分别与所述传感器和所述第一射频收发芯片相连，将所述传感器获取的数据信息通过所述第一射频收发芯片发送给所述数据接收单元的第一单片机；所述数据接收单元包括:接收所述第一射频收发芯片发送的数据信息的第二射频收发芯片、以及分别与所述第二射频收发芯片和所述计算机相连，将所述第二射频收发芯片接收的数据信息读取并发送给所述计算机的第二单片机。优选地，还包括分别与所述第二单片机和所述计算机相连，用于实现所述第二单片机与所述计算机电平转换功能的转换芯片。优选地，还包括用于显示所述传感器获取的数据信息的第一显示器，其中:所述第一显示器与所述第一单片机相连。优选地，还包括用于显示所述第二射频收发芯片接收的数据信息的第二显示器，其中:所述第二显示器与所述第二单片机相连。优选地，所述传感器为温度传感器、液位传感器或压力传感器。优选地，所述第一单片机和所述第二单片机均为ATMEGA32L型号的单片机。[0015]优选地，所述第一射频收发芯片和所述第二射频收发芯片均为NRF9E5型号的射频收发芯片。优选地，所述转换芯片为MAX232型号的电平转换芯片。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种嵌入式无线数据采集系统，在该系统中，包括数据获取单元、数据接收单元和计算机，通过第一单片机将传感器获取的数据信息通过第一射频收发芯片发送给数据接收单元，第二单片机通过第二射频收发芯片接收第一射频收发芯片发送的数据信息，其中，第一射频收发芯片和第二射频收发芯片通过电磁波实现数据信息的无线传输，由于射频收发芯片开发容易，成本低，解决了现有技术中采用蓝牙或无线局域网开发成本高和移动通信网络运营费用高的问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本实用新型一种嵌入式无线数据采集系统的一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型一种嵌入式无线数据采集系统的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参见图1，示出了本实用新型一种嵌入式无线数据采集系统的一种实施例的结构示意图。结合图1，该一种嵌入式无线数据采集系统可以包括:数据获取单元100、数据接收单元200和计算机300，其中:所述数据获取单元100可以包括:传感器101、第一射频收发芯片102和分别与所述传感器101和所述第一射频收发芯片102相连的第一单片机103，其中:所述传感器101用于获取数据信息；所述第一单片机103用于将所述传感器101获取的数据信息通过所述第一射频收发芯片102发送给所述数据接收单元200 ；所述数据接收单元200包括:第二射频收发芯片201和第二单片机202，其中:所述第二射频收发芯片201用于接收所述第一射频收发芯片102发送的数据信息；所述第二单片机202用于读取所述第二射频收发芯片201接收的数据信息并将读取的数据信息发送给所述计算机300。其中，所述第一单片机内设置有相应的控制程序，用于控制所述传感器获取数据信息和控制所述第一射频收发芯片发送数据信息。所述第二单片机内也设置有相应的控制程序，用于控制所述第二射频收发芯片接收数据信息和控制将数据信息发送给所述计算机。其中，所述第二单片机和计算机内均可设置相应的转换数据程序，使得计算机可以直接接收所述第二单片机发送的数据信息。其中，所述第一射频收发芯片和所述第二射频收发芯片通过电磁波实现数据的传送与接收，即通过无线的方式实现数据的传送与接收；其中，所述传感器并没有具体的限定，可以为不同的传感器，例如，当所述传感器为温度传感器时，获取的数据信息为温度值；当所述传感器为液位传感器时，获取的数据信息为液位高度；当所述传感器为压力传感器时，获取的所述信息可以为具体的压力值。在实际应用中，可以将所述数据获取单元和所述数据接收单元与所述计算机分开设置，将所述数据获取单元设置在工作现场，用于采集工作现场的相应的数据信息，将所述数据接收单元和所述计算机设置方便操作者对其监控的地方，通过数据获取单元获取所述数据接收单元从现场采集的数据信息，并发送给计算机，通过计算机实现对现场的数据信息的监控与控制，同时计算机可以将接收的数据信息保存到文本文件或者是数据库文件中。本实施例中，第一单片机将传感器获取的数据信息通过第一射频收发芯片发送给数据接收单元，第二单片机通过第二射频收发芯片接收第一射频收发芯片发送的数据信息并发送给计算机，第一射频收发芯片和第二射频收发芯片通过电磁波实现数据信息的无线传输，由于射频收发芯片开发容易，成本低，解决了现有技术中采用蓝牙或无线局域网开发成本高和移动通信网络运营费用高的问题。参见图2，示出了本实用新型一种嵌入式无线数据采集系统的另一实施例的结构示意图，与上述实施例不同之处在于，该无线数据采集系统还可以包括第一显示器104，所述第一显示器104与所述第一单片机103相连，用于显示所述传感器101获取的数据信息。其中，第一单片机内可设置有相应的控制程序，可以发送相应的控制指令使得所述第一显示器可以显示所述传感器获取的数据信息。该无线数据采集系统还可以包括第二显示器203，所述第二显示器203与所述单片机202相连，用于显示所述第二射频收发芯片接收的数据信息。其中，所述第二单片机内可设置有相应的控制程序，可以发送相应的控制指令，使得所述第二显示器可根据该控制指令显示数据信息。其中，第一显示器、第二显示器、第一单片机、第二单片机、第一射频收发芯片和第二射频收发芯片的型号和规格均没有具体限定，可以根据实际情况选择不同型号和规格的显示器、单片机或者射频收发芯片。例如，第一显示器和第二显示器可以为LM016L型号的显示器，第一单片机和第二单片机可以为ATMEGA32L型号的单片机，第一射频收发芯片和第二射频收发芯片可以为NRF9E5型号的射频收发芯片。其中，单片机和显示器可以采用并行传输的方式进行连接。需要说明的是，可以采用C语言编写该无线数据采集系统的控制程序，该系统的控制程序可以包括数据接收单元程序、数据获取单元程序和计算机控制程序，下面举例进行说明:数据接收单元程序可以设置在第二单片机内，数据接收单元程序运行后，可以进行初始化设置，初始化可以包括对第二射频收发芯片的初始化、第二单片机的初始化和第二显示器的初始化，通过将第二射频收发芯片的相应引脚置于接收状态，第二射频收发芯片判断是否有数据信息可以接收，当没有数据信息可以接收时，则继续查询，当数据信息可以接收时，则接收数据发送单元通过第一射频收发芯片发送的数据信息，第二单片机可以将接收的数据信息通过第二显示器进行显示，并发送给计算机，直到一组数据信息接收完毕，则继续查询是否有数据信息可以接收；数据获取单元程序可以设置在第一单片机内，数据接收单元程序运行后，也可以先进行初始化设置，初始化可以包括对第一射频收发芯片的初始化、第一单片机的初始化和第一显示器的初始化，通过调用传感器获取数据信息的子程序，使得传感器可以获取数据信息，第一单片机将所述传感器获取的数据信息通过第一显示器进行显示，并通过所述第一射频收发芯片发送给数据接收单元，如此循环进行。计算机控制程序可以设置在计算机内，用于将接收的数据信息进行处理、存储或显示等操作。需要说明的是，在本实用新型中并没有限定该系统的控制程序，上述描述方式只是其中的一种实现形式。在该嵌入式无线数据采集系统中，还可以包括转芯片400，所述转换芯片400分别与所述第二单片机202和所述计算机300相连，可以将所述第二单片机的数据信息直接转换为所述计算机能够接收的数据信息，即可以实现所述第二单片机与所述计算机的电平转换。其中，所述转换芯片的型号没有具体限定，可以根据实际情况选择不同型号转换芯片，例如，可以选择型号为MAX232的电平转换芯片。 在本实施例中，通过第一显示器和第二显示器可以实时显示传感器获取的数据信息，不需要实时监控计算机，增加了便捷性，该嵌入式无线数据采集系统适用于通讯距离短，数据流量小，工业现场环境变化大的场合。本实施例以第一显示器和第二显示器为LM016L型号的显示器，第一单片机和第二单片机为ATMEGA32L型号的单片机，第一射频收发芯片和第二射频收发芯片为NRF9E5型号的射频收发芯，具体的描述其连接关系；所述第一单片机和第一射频收发芯片的连接关系与第二单片机和第二射频收发芯片的连接关系相同，在此只说明ATMEGA32L单片机和为NRF9E5射频收发芯片的连接关系;由于ATMEGA32L单片机和NRF9E5射频收发芯片内部均集成串行SPI接口，单片机和射频收发芯片可以采用SPI接口实现双向数据传输。具体的连接关系为:ATMEGA32L单片机的中PB4引脚可以与NRF9E5射频收发芯片的CSN引脚相连，ATMEGA32L单片机的PB5引脚与NRF9E5射频收发芯片的MOSI引脚相连，ATMEGA32L单片机的PB6引脚与NRF9E5射频收发芯片的MISO引脚相连，ATMEGA32L单片机的PB7引脚与NRF9E5射频收发芯片的SCK引脚相连；ATMEGA32L单片机的PBO PB2引脚、PD2 PD3分别与NRF9E5射频收发芯片的控制信号引脚和检测信号引脚相连，具体为:ATMEGA32L单片机的PBO引脚与NRF9E5射频收发芯片的PWR引脚相连，ATMEGA32L单片机的PBl引脚与NRF9E5射频收发芯片的TRX_CE引脚相连，ATMEGA32L单片机的PB2引脚与NRF9E5射频收发芯片的TX_EN引脚相连，ATMEGA32L单片机的PD2引脚与NRF9E5射频收发芯片的⑶引脚相连，ATMEGA32L单片机的PD3引脚与NRF9E5射频收发芯片的AM引脚相连，ATMEGA32L单片机的PD4引脚与NRF9E5射频收发芯片的DR引脚相连。所述传感器可以为不同的传感器，在此以型号为DS18B20的温度传感器进行说明，所述DS18B20温度传感器与ATMEGA32L单片机的连接关系为:DS18B20温度传感器的VDD端连接至电源正极，DS18B20温度传感器的GND端接地，DS18B20温度传感器的DQ端与ATMEGA16L单片机的PDO引脚连接，并外接上拉电阻即可。所述第一单片机和第一显示器的连接关系与第二单片机和第二显示器的连接关系相同，在此只说明ATMEGA32L单片机和LM016L型号的显示器的连接关系:M016L显示器的数据总线DO D7分别与ATMEGA32L单片机PAO PA7引脚——相连；M016L显示器的使能端口即E端口可以与ATMEGA16L单片机的PC5引脚相连、M016L显示器的数据/命令选择端口即RS端口可以与ATMEGA16L单片机的PC6引脚相连、M016L显示器的读/写选择端即R/W端口与ATMEGA32L单片机的PC7引脚相连，所述M016L显示器的偏压端口即VEE端口可以外接调压电路，通过在单片机内设置相应控制程序即可实现字符显示，将传感器获取的数据信息显示在显示器上。需要说明的是，本实施例只是在实际应用中的一种实现形式，在本实用新型中并不仅限定于这一种连接关系，该嵌入式无线数据采集系统中各个组成部分具体的连接关系还有其他的实现形式。在本实用新型中，通过将第一射频收发芯片与第一单片机相连，第二射频收发芯片与第二单片机相连，通过设置相应的控制程序则可实现第一射频芯片和第二射频芯片通过电磁波实现数据信息的无线传输，即无线数据传输，由于射频收发芯片开发容易，成本低，解决了现有技术中采用蓝牙或无线局域网开发成本高和移动通信网络运营费用高的问题。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种嵌入式无线数据采集系统，其特征在于，包括:数据获取单元、数据接收单元和计算机，其中: 所述数据获取单元包括:获取数据信息的传感器、第一射频收发芯片、以及分别与所述传感器和所述第一射频收发芯片相连，将所述传感器获取的数据信息通过所述第一射频收发芯片发送给所述数据接收单元的第一单片机； 所述数据接收单元包括:接收所述第一射频收发芯片发送的数据信息的第二射频收发芯片、以及分别与所述第二射频收发芯片和所述计算机相连，将所述第二射频收发芯片接收的数据信息读取并发送给所述计算机的第二单片机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括分别与所述第二单片机和所述计算机相连，用于实现所述第二单片机与所述计算机电平转换功能的转换芯片。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于显示所述传感器获取的数据信息的第一显示器，其中:所述第一显示器与所述第一单片机相连。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于显示所述第二射频收发芯片接收的数据信息的第二显示器，其中:所述第二显示器与所述第二单片机相连。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器为温度传感器、液位传感器或压力传感器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一单片机和所述第二单片机均为ATMEGA32L型号的单片机。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一射频收发芯片和所述第二射频收发芯片均为NRF9E5型号的射频收发芯片。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述转换芯片为MAX232型号的电平转换芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种嵌入式无线数据采集系统，包括数据获取单元、数据接收单元和计算机，其中，第一单片机分别与传感器和第一射频收发芯片相连，第二单片机分别于第二射频收发芯片和计算机相连，其中，第一射频收发芯片和第二射频收发芯片可以通过电磁波实现数据信息的无线传输，由于射频收发芯片开发容易，成本低，解决了现有技术中采用蓝牙或无线局域网开发成本高和移动通信网络运营费用高的问题。
文档编号G08C17/02GK202976443SQ20122072114
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者林健荣, 黄克亚 申请人:苏州大学