[0042]包括3.5寸触控显示屏(304)，树莓派(303)，树莓派(303)、3.5寸触控显示屏(304)和CC2530模块(202)三者的数据传输电路板(302)，显示控制软件，设备工作指示灯；
[0043]将树莓派(303)、3.5寸触控显示屏(304)和CC2530模块(202)三者的数据传输电路板(302)连接树莓派(303)的40pin GP1引脚，3.5寸触控显示屏(304)连接树莓派(303)、3.5寸触控显示屏(304)和CC2530模块(202)三者的数据传输电路板(302)的l-26pin GP1 口，树莓派(303)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。
[0044]树莓派(303)通过显示控制软件在IXD触控屏幕(304)显示界面上可以通过所述基于Zigbee技术的网络通信模块(201)对各个所述基于传感技术的前端数据采集模块(101)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(101)的实时监控。同时在树莓派3.5寸触控显示屏(304)上的触控界面上进行按键选择，自主选择数据监控场地(102，103，104，105，。。。)，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(306)可以借助于Putty和TightVNC (305)等软件远程登入树莓派(303)查看监控的数据状态，从而实现对多路数据的远程实时采集、存储、显示、控制；
[0045]所述的基于传感技术的前端数据采集模块(101)的微控制器模块为CC2530芯片，外接5V，2A的充电器、移动电源或者3到4节5号电池串联都可；
[0046]所述的基于Zigbee技术的网络通信模块(201)由多个CC2530模块(202)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；
[0047]所述传感器包括粉尘传感器、测速传感器、温湿度传感器；
[0048]所述树莓派(303)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；
[0049]所述树莓派(303)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 □、GP1 P ；
[0050]所述树莓派触控显示屏(304)为基于SPI接口的3.5寸IXD触控显示屏；
[0051]所述CC2530模块(202)、触控显示屏(304)和树莓派(303)的数据传输电路板(302)中CC2530模块(202)与树莓派(303)通过串口进行数据传输；
[0052]所述树莓派(303)的显示控制软件由GTK平台开发。
[0053]参见图1，一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备属于现场实时数据采集、存储、显示、控制设备。包括三个模块: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)和基于树莓派设备显示的终端控制模块(301)。其主要功能是将前端数据采集节点(106，107，108，109)安置到自己所需的数据监控场地(102，103，104，105，。。。)对周边的模拟信号、数字信号等进行采集、处理存储，然后将采集的数据借助于CC2530模块(202)搭建的基于Zigbee技术的网络通信模块(201)将数据无线发送到网络中去，最后通过自定义网络通信的协议机制在基于树莓派设备显示的终端控制模块(301)实现对数据的接收、处理、存储、显示和控制。其中基于树莓派设备显示的终端控制模块(301)是通过数据传输转接电路板(302)将数据从Zigbee网络中提取，然后将数据传给树莓派(303)进行数据接收、存储，树莓派根据相应数据在LCD触控屏(304)显示。其次树莓派在IXD触控屏幕(304)上可以通过Zigbee网络(201)对各个前端数据采集节点(106，107，108，109，。。。)进行有效控制，对数据监控场地(102，103，104，105，。。。)进行有机的转化选择，实现对所述基于传感技术的前端数据采集模块(101)的管理和现场数据监控场地的切换。借助于putty软件或者VNC软件(305)或者树莓派网络服务器功能(307)实现数据的网络(局域网、以太网)共享，从而实现对现场数据的本地及远程实时采集、存储、显示、控制。
[0054]参见图2，上述基于传感技术的前端数据采集节点(106)，主要设计内容:搭建以CC2530芯片为主控的微控制器模块(110)，传感器(111)为数据采集接口的嵌入式系统，通过CC2530模块(202)的802.15.4无线收发模块(203)进行监控数据的收发，实现分布在各个位置的数据采集节点(106，107，108，109，。。。)对周边数据参数的采集、处理、存储、发送，以及对树莓派主控模块(301)的及时响应。在本系统中参考使用的传感器主要有温湿度传感器、粉尘传感器和测速传感器。(其他各种传感器都适用)
[0055]上述基于Zigbee技术的网络通信模块(201)，主要设计内容:参考Zigbee网络的组网方式，设计自定义的Zigbee通信网络协议，利用多个CC2530模块(202)搭建Zigbee网络，实现各个数据采集节点(106，107，108，109，。。。)高效、稳定的的网络链接和信息传递。参见图3，一种自定义网络通信协议工作流程图，第一步是来自现场设备的数据帧(1)，第二步进行目的设备是否为本设备的判断(2)，是则直接进入本设备(6)，否则进行是否开启本设备的路由功能的判断(3)，是则根据信号RSSI值进行转接设备选择(4)直到目的设备(5 )，否则进行自定义固定节点数据转接(7 )直到目的设备(8 )。
[0056]上述基于树莓派设备显示的终端控制模块是系统的主控显示模块，主要的设计内容:设计树莓派、CC2530模块和3.5寸触控显示屏的数据转接电路板，实现树莓派、CC2530模块以及树莓派显示屏三者的功能连接，设计编写树莓派与CC2530模块的串口通信驱动代码、设计制作树莓派触控显示屏的显示控制软件，设计搭建设备工作指示灯。
[0057]以上所述为本实用新型的的一种具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计思路和系统工作流程之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的多路数据监控设备，其特征在于，基于传感技术的前端数据采集模块 包括各种传感器驱动电路、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； 各种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，各种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; 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。3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的多路数据监控设备，其特征在于，基于树莓派设备显示的终端控制模块 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； 所述传感器包括粉尘传感器、测速传感器、温湿度传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于嵌入式系统的多路数据监控设备，包括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与基于Zigbee技术的网络通信模块相连接，基于Zigbee技术的网络通信模块与基于树莓派显示的终端控制模块连接，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。
【IPC分类】H04W84/18, G08C17/02
【公开号】CN204884131
【申请号】CN201520607844
【发明人】欧阳缮, 程文健, 谢跃雷, 赵慧慧, 王涣祺, 李浩然, 刘威亚, 尚朝阳, 顾坤良
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月13日