一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及嵌入式技术和无线通信技术领域，具体涉及一种实现对无线传感网络数据远程实时读取、存储、触控显示、网络共享的基于嵌入式系统的多路数据监控设备。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化进程和自动化程度的不断提高，现场实时数据监测与控制技术被广泛应用于各类工业过程，并逐渐呈现网络化、智能化、远距离、低功耗的特点。现阶段与无线通信技术相结合的现场实时数据监控技术虽然在很多方面进行了应用，但依然存在设备功耗高、设备尺寸大，功能单一、成本高、区域影响大、维护困难等多方面的不足，对在不同环境和需求下的现场实时数据监控带来了不便。
【发明内容】
[0003]针对上述技术的不足，本实用新型提供了一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，具有功耗低、尺寸小、多功能、便携性强、成本低、易维护的特点，能够适应不同环境下的数据监控，实现现场手持数据监控设备或者远程登入数据监控设备对不同场地的无线传感网络数据进行选择性采集、本地存储、显示、网络共享、数据节点监控。
[0004]实现本实用新型目的的技术方案是:
[0005]一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，包括以下模块:基于传感技术的前端数据采集模块、基于Zigbee技术的网络通信模块和基于树莓派显示的终端控制模块，基于传感技术的前端数据采集模块的数据输出端与基于Zigbee技术的网络通信模块的数据输入端相连接，基于Zigbee技术的网络通信模块的数据输出端与基于树莓派显示的终端控制模块的树莓派串口输入端连接，基于树莓派显示的终端控制模块的树莓派串口输出端与基于Zigbee技术的网络通信模块的数据串口输入端连接。
[0006]基于传感技术的前端数据采集模块
[0007]包括传感器驱动电路、接口电路、CC2530模块的控制电路、多路电源供电电路、复位电路、代码烧写电路。
[0008]传感器驱动电路的数据输出端与CC2530模块的GP1引脚输入端相连，传感器的电源端与电源供电电路相连，CC2530模块的电源端与电源供电电路相连，CC2530模块控制GP1 口端与传感器的使能控制端连接，代码烧写电路接口与CC2530的相应GP1 口连接。
[0009]对各个基于传感技术的前端数据采集模块周边的模拟信号或者数字信号进行采集、处理、存储。
[0010]基于Zigbee技术的网络通信模块
[0011]包括第一 CC2530模块、第二 CC2530模块……第N CC2530模块、自定义Zigbee网络组网协议。
[0012]CC2530模块之间的连接是通过自定义Zigbee网络组网协议和无线数据发送、接收端口实现无线双向连接。
[0013]使用CC2530模块搭建Zigbee网络，通过自定义Zigbee网络数据传输协议实现基于树莓派设备显示的终端控制模块与各个基于传感技术的前端数据采集模块之间的数据传输，以及前端数据采集模块间的数据转接，实现Zigbee网络的高效、稳定、智能、低功耗的通信优势。
[0014]基于树莓派设备显示的终端控制模块
[0015]包括3.5寸触控显示屏，树莓派，树莓派、3.5寸触控显示屏和CC2530模块三者的数据传输电路板，显示控制软件，设备工作指示灯；
[0016]将树莓派、3.5寸触控显示屏和CC2530模块三者的数据传输电路板连接树莓派的40pin GP1引脚，3.5寸触控显示屏连接树莓派、3.5寸触控显示屏和CC2530模块三者的数据传输电路板的l_26pin GP1 口，树莓派通过串口与显示控制软件进行数据连接，设备工作指示灯与CC2530模块的GP1 口连接。
[0017]树莓派通过显示控制软件在触控屏幕显示界面上可以通过所述基于Zigbee技术的网络通信模块对各个所述基于传感技术的前端数据采集模块进行有效控制显示，实现对所述基于传感技术的前端数据采集模块的实时监控。同时通过触控屏幕显示界面的选择按键自主选择数据监控场地，可以实现同一个多路数据监控设备对不同场地的数据监控功能切换，从而实现多路数据监控，保证现场多路数据的稳定可靠，远程PC机可以借助于Putty和TightVNC等软件远程登入树莓派查看监控的数据状态，从而实现对多路数据的远程实时米集、存储、显不、控制。
[0018]所述的基于传感技术的前端数据采集模块由CC2530模块控制，外接5V，2A的充电器或者3到4节5号电池串联都可；
[0019]所述的基于Zigbee技术的网络通信模块由第一 CC2530模块、第二 CC2530模块……第N CC2530模块组网，通信协议为自定义通信协议，所述的无线传感网络为Zigbee网络；
[0020]所述传感器包括粉尘传感器、测速传感器、温湿度传感器；
[0021]所述树莓派为B+版本，外接5V，2A充电器或者5V，2A移动电源。装有Vncserver软件和GTK 2.20.1软件；
[0022]所述树莓派包括中央处理器、以及分别与中央处理器连接的内存、SD卡、网口、USB□、GP10 P ；
[0023]所述树莓派触控显示屏为基于SPI接口的3.5寸IXD触控显示屏；
[0024]所述CC2530模块、触控显示屏和树莓派的数据传输电路板中CC2530模块与树莓派通过串口进行数据传输；
[0025]所述树莓派显示控制软件由GTK平台编写。
[0026]有益效果
[0027]本实用新型提供了一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，借助于CC2530模块控制各种传感器、自定义Zigbee组网通信协议和树莓派搭载CC2530模块以及触控显示屏控制显示的新型数据监控设备，属于现场实时数据采集、存储、显示、控制设备。其特点是现场自主选择监控场地，实时显示数据路径，选择显示历史数据，环境适应性强，自定义数据采集节点，监测节点功耗低，控制终端微型便携性强等。数据监控人员可以手持树莓派在触控显示屏上对现场数据进行采集、本地存储、显示、控制，及时解决现场问题。其次也可以将树莓派接入以太网，用PC机对树莓派进行远程登入，实现远程数据监控。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备的结构示意图；
[0029]图2是本实用新型的一种基于传感技术的前端数据采集模块结构示意图；
[0030]图3是本实用新型的一种自定义Zigbee网络通信协议工作流程图；
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，但不是对本实用新型的限定。
实施例
[0032]一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，包括以下模块:基于传感技术的前端数据采集模块(101)、基于Zigbee技术的网络通信模块(201)和基于树莓派显示的终端控制模块(301)。基于传感技术的前端数据采集模块(101)的数据输出端与基于Zigbee技术的网络通信模块(201)的数据输入端相连接，基于Zigbee技术的网络通信模块(201)的数据输出端与基于树莓派显示的终端控制模块(301)的树莓派串口输入端连接，基于树莓派显示的终端控制模块(301)的树莓派串口输出端与基于Zigbee技术的网络通信模块(201)的数据串口输入端连接。
[0033]基于传感技术的前端数据采集模块(101)
[0034]包括传感器驱动电路、接口电路、微控制器模块(110)的控制电路、多路电源供电电路、复位电路、代码烧写电路、传感器(111)。
[0035]传感器驱动电路的数据输出端与微控制器模块(110)的GP1引脚输入端相连，各种传感器的电源端与电源供电电路相连，微控制器模块(110)的电源端与电源供电电路相连，微控制器模块(I1)控制GP1 口端与传感器(111)的使能控制端连接，代码烧写电路接口与微控制器模块(110)的相应GP1 口连接。
[0036]对各个基于传感技术的前端数据采集模块(101)周边的模拟信号或者数字信号进行采集、处理、存储。
[0037]基于Zigbee技术的网络通信模块(201)
[0038]包括第一 CC2530模块(202)、第二 CC2530模块......第N CC2530模块、自定义
Zigbee网络组网协议。
[0039]CC2530模块(202)之间的连接是通过自定义Zigbee网络组网协议和无线数据发送、接收端口实现无线双向连接。
[0040]使用CC2530模块(202)搭建Zigbee网络(201 )，通过自定义Zigbee网络数据传输协议实现基于树莓派设备显示的终端控制模块(301)与各个基于传感技术的前端数据采集模块(101)之间的数据传输，以及前端数据采集节点(106，107，108，109)间的数据转接，实现Zigbee网络的高效、稳定、智能、低功耗的通信优势。
[0041 ] 基于树莓派设备显示的终端控制模块(301)