一种用于乡村地区的远程数据采集无线模块的制作方法

本发明涉及到无线网络系统,尤其涉及到一种用于乡村地区的远程数据采集无线模块。

背景技术：

为了在广阔的乡村地区，进行沼气的数据采集并远程传输到基站、网关、后台等环节，需要将采集来的数据进行无线发送。在地广人稀的乡村地区，传统的沼气数据采集都是通过人工的方式来完成的，由工作人员挨家挨户的抄写沼气使用数据，非常辛苦，效率低下。后来，随着无线网络技术的发展，有人提出了利用公网来进行无线数据传输的方案，即利用运营商网络进行远距离的数据传输。这种方案是利用现成的无线网络来实现数据传输，省去了大量架设基站、网络设备的成本。但是，运营商的无线网络在实际使用中，经常遇到以下问题：

无线网络覆盖不均衡，有些地方能够正常通信，有些地方却时断时续；

对数据通信的支持不佳，许多地区的运营商网络在覆盖不足的时候，仅能支持语音通信，数据通信则十分缓慢，甚至无法通信；

网络覆盖存在死角，收不到无线信号；

使用运营商网络，需要支付流量费用，成本较高；

运营商网络的覆盖，虽然理论上可以覆盖足够大的范围，但在实际应用中由于种种原因，在乡村地区的运营商网络实现无线数据业务，效果很差。信号不通，连接断线时有发生。而且，支持运营商网络的模块，价格贵、还要交流量费、功耗大，必须使用外部电源，不适合地广人稀的广大乡村地区。如果不用运营商的网络，又存在如何解决覆盖范围，如何能够将数据传输得足够远的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题体现在以下几点：无线传输模块可以进行广域长距离的数据传输，能够实现远距离数据监控的目的；无线模块支持串口功能，能够方便的与传感器、控制器相结合，实现实现数据自动化采集的供能；无线模块采用inc技术(智能神经元技术)，能够智能的进行信息控制处理；无线模块具有低功耗的特点，只需电池供电，就可以长时间工作，不需要外部电源供电，非常适合乡村地区沼气数据采集的应用；自组网络构建，投入成本低廉，无需向运营商缴纳流量费。

针对上述技术问题，本发明提出了一种用于乡村地区的远程数据采集无线模块，将传感器、控制器的数据接入该无线模块，就能实现更远距离的传输。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种用于乡村地区的远程数据采集无线模块，其特征在于，包括主控制器模块、射频模块、电源模块、接口模块、晶振模块、天线开关，其中所述主控制器模块包括主控制器、运算单元和存储单元，所述存储单元内置于主控制器中，控制程序被置于存储单元，系统启动时被调入计算单元运行，所述主控制器接收沼气设备的传感器采集的数据，并转换为无线通信的格式发送出去，同时也将接收到的无线数据解析出来，经过运算后将控制指令发送给沼气设备并执行动作；

所述射频模块负责无线数据的发送和接收，从空口接收来的数据经射频电路处理后，发送给主控制器，把主控制器发过来的数据，调制成射频信号，经空口发送出去；

所述接口模块连接主控制器的输入输出接口和外部电路的接口，从沼气设备的传感器采集的数据通过接口模块进入主控制器，所述主控制器的命令和运算结果通过接口模块输出给电磁阀、显示屏。

所述天线开关负责天线通道的切换，包括射频发射和接收通道的切换，频段选择，所述天线开关接外置天线，并连接空口的信号收发。

所述电源模块为模块内部的各个子模块以及电路单元提供电能供应，控制电能消耗；

所述晶振模块为射频模块和主控制器提供晶振频率，使所述射频模块和所述主控制器起振工作。

所述无线通信模块内置控制程序和通讯协议栈，负责整个终端模块的运行、通信和数据处理。

优选地，所述晶振模块选择有源或者无源的晶振。

优选地，所述射频模块包括射频单元以及匹配电路，所述射频单元与所述主控制器连接，内部完成数据的收发、频率控制、放大和滤波。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.取代了以往人工采集沼气数据的模式，无线传输模块可以进行广域长距离的数据传输，能够实现远距离数据监控的目的，大大提高工作效率，降低了劳动成本；

2.采用自主构建的无线网络，避免了使用运营商网络带来的弊端，如通信不可靠等等。

3.无线模块支持串口功能，能够方便的与传感器、控制器相结合，实现实现数据自动化采集的供能；

4.无线模块采用inc技术(智能神经元技术)，能够智能的进行信息控制处理；

5.无线模块具有低功耗的特点，只需电池供电，就可以长时间工作，不需要外部电源供电，非常适合乡村地区沼气数据采集的应用。

6.自组网络构建，投入成本低廉，无需向运营商缴纳流量费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的于沼气的无线传输模块硬件结构框图；

图2为本发明的应用于乡村沼气数据采集无线模块的运行流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明的于沼气的无线传输模块硬件结构框图；如图1所示，本发明的一种用于乡村地区的远程数据采集无线模块，其特征在于，包括主控制器模块、射频模块、电源模块、接口模块、晶振模块、天线开关，其中所述主控制器模块包括主控制器、运算单元和存储单元，所述存储单元内置于主控制器中，控制程序被置于存储单元，系统启动时被调入计算单元运行。

主控制器的功能是运行控制程序和通信协议，处理输入输出数据，进行数据运算，控制射频单元的接收发射。具体地在本发明中，所述主控制器接收沼气设备的传感器采集的数据，并转换为无线通信的格式发送出去，同时也将接收到的无线数据解析出来，经过运算后将控制指令发送给沼气设备并执行动作。

射频模块负责无线数据的发送和接收，从空口接收来的数据经射频电路处理后，发送给主控制器，把主控制器发过来的数据，调制成射频信号，经空口发送出去。

接口模块连接主控制器的输入输出接口和外部电路的接口，例如沼气传感器、电磁阀、显示屏等等，主要包括串口，io口等等，从沼气设备的传感器采集的数据通过接口模块进入主控制器，所述主控制器的命令和运算结果通过接口模块输出给电磁阀、显示屏。

天线开关负责天线通道的切换，包括射频发射和接收通道的切换，频段选择，所述天线开关接外置天线，并连接空口的信号收发。

电源模块为模块内部的各个子模块以及电路单元提供电能供应，控制电能消耗，也起到电路过压过载保护，以及平稳电流的作用。实现低功耗待机，延长电池工作寿命。

晶振模块为射频模块和主控制器提供晶振频率，使所述射频模块和所述主控制器起振工作。

无线通信模块内置控制程序和通讯协议栈，负责整个终端模块的运行、通信和数据处理。

本发明中晶振模块选择有源或者无源的晶振，根据具体应用要求选择。

射频模块包括射频单元以及匹配电路，所述射频单元与所述主控制器连接，内部完成数据的收发、频率控制、放大和滤波。

图2为本发明的应用于乡村沼气数据采集无线模块的运行流程图，如图2所示，系统上电后，自动执行初始化程序，使得模块各个单元处于初始化状态。然后启动通信协议栈，启动通信功能，与无线基站相连接，进入网络系统，与系统后台进行信息交换。根据后台信息的指示执行相应动作。对沼气设备的数据进行采集，并启动显示屏控制程序，将沼气用量，余额情况显示在屏幕上。如有信息需要发送，则调用通信协议栈，启动无线数据发送子程序；如有信息需要接受，则调用通信协议栈，启动无线数据接收子程序。如有信息接收后，通信协议栈负责对数据进行解码，解出相关信息，根据信息执行动作。如需采集沼气设备信息，则调用沼气数据采集子程序。如有电磁阀动作信息，则输送给电磁阀控制子程序去执行相应动作。模块程序始终处于循环执行的状态机之中。不断根据通信协议栈接收到的指令执行动作，将结果通过无线网络反馈给后台进行监控。这样，后台就可以通过远程无线通信，掌控千家万户的沼气设备信息和动作。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。