一种基于微处理器z3735的传感器数据采集网关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器数据采集装置，特别是涉及一种基于微处理器Z3735的传感器数据采集网关装置。
【背景技术】
[0002]随着信息化技术的发展，各类信息集成系统相继组建，无线传感网络数据采集系统被广泛应用在工业现场，建筑楼宇中，涉及传感器种类繁多，压力传感器，温度传感器，湿度传感器，电压传感器，电流传感器等等。目前，各类传感器为了实现远距离传输信号，大多采用485总线或CAN总线，传统做法是将这些将485总线或CAN总线直接连接到监控中心主机，这样需要复杂的布线，不便于管理，所需成本和故障率也非常高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于微处理器Z3735的传感器数据采集网关装置，本装置将各种传感器的数据在现场进行采集后可以利用Z2735的强大数据处理能力进行预处理，将经过运算和处理过的数据打包压缩后通过有线或无线网络提供给监控中心的监控主机，在停电时仍然可以持续工作，保证了设备的持续运行。具有体积小、有线和无线传输、功能强大、易于使用。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种基于微处理器Z3735的传感器数据采集网关装置，包括系统主机I台、遥控器I个。主机有一个长方形外壳，主机正面设有I液晶显示屏、正面左下角设有I个红外接收器、主机右侧面下方有一个电源接口、主机右侧面上方有四个传感器接口，分为2组，上面2个接口为一组，为485总线传感器接口，从上向下依次为485总线传感器接口 a, 485总线传感器接口 b，下面2个接口为另外一种，为CAN总线传感器接口，从上向下依次为CAN总线传感器接口 a, CAN总线传感器接口 b。主机右侧面4个传感器接口下方为有线网络接口。液晶显示屏可以实时显示传感器采集的各种压力、速度、温度、湿度等数据，但为了节约电力，在系统正常运行时此液晶显示屏是关闭的，只有在通过遥控器接收到屏幕点亮信号后才点亮，并于一定超时后自动关闭。红外接收器负责接收红外遥控器的遥控信号，对主机进行设置，和下达各种操作指令。四个传感器接口用于连接外部的传感器，上面2个一组的485总线传感器接口用于连接传感器输出是485信号的传感器，下面2个一组的CAN总线传感器接口用于连接传感器输出是CAN总线信号的传感器，由于在软件里可以设置各种传感器的协议内容，这些传感器不仅几乎没有限制，可以通过改写软件里的协议兼容所有传感器。这些传感器接口采用了 485总线或CAN总线，可以一个接口同时连接多个传感器，灵活配置传感器的连接，不需要某一个固定传感器对应一个固定传感器接口，极大的提高了系统的灵活性和可用性。电源接口，提供本机内部所需用电和电池充电。遥控器有若干按钮，通过红外线，在一定距离内实现对对整个系统进行设置，应答操作。
[0006]主机内部包括Z3735主板、液晶显示屏、红外接收器、无线天线、有线网络接口、485传感器接口 a，485传感器接口 b，CAN总线传感器接口 a，CAN总线传感器接口 b，电池管理及电源部分组成。液晶显示屏通过MIPI显示总线取得Z3735的显示数据，实时显示传感器采集的各种压力、速度、温度、湿度等数据。无线网络天线通过射频电缆连接到Z3735主板上，负责发射和接收无线网络信号。有线网络接口通过射频电缆连接到Z3735主板上，负责发射和接收无线有线信号。红外接收器通过I2C总线连接到Z3735主板上，接收来自遥控器的信号，并传送给Z3735，实现对对整个系统进行设置。485传感器接口 a，485传感器接口 b，CAN总线传感器接口 a, CAN总线传感器接口 b负责连接外部的压力、速度、温度、湿度等等传感器，采集各种数据传送给Z3735进行处理。电池管理及电源部分提供整个系统的电力。
[0007]主机板由微处理器Z3735 CPU电路、DDR3L内存电路、无线网络电路、有线网络电路、EMMC存储电路、MIPI显示输出接口、I2C红外遥控接口，串口转RS485线路a，串口转RS485线路b，串口转CAN总线线路a，串口转CAN总线线路b组成。微处理器Z3735负责整个系统的运行、数据处理。该微处理器集成了 EMMC存储控制器、MIPI显示适配器、串口控制器、I2C总线控制器。由于集成了上述所说控制器，相应接口只需从Z3735主板连接出来到相应设备即可，不需要外挂控制器，大大提高了系统集成度。DDR3L内存采用MT41K256M16存储器，Z3735运行时需要暂时存取的数据通过内存数据线存放在DDR3L内存电路里。EMMC采用KLMDGAGEAC存储器，需要永久保存的数据，通过EMMC数据线存储在EMMC存储电路里。无线网络电路通过SD1接口总线将需要发送到远端数据中心的进行编码，然后经主机上的无线网络天线发送出去。有线网络电路通过USB接口总线将需要发送到远端数据中心的进行编码，然后经主机上的有线网络接口发送出去。串口转RS485线路a，串口转RS485线路b用于将处理器Z3735的串口数据转换成485数据后连接外部传感器。串口转CAN总线线路a，串口转CAN总线线路b用于将处理器Z3735的串口数据转换成CAN总线数据后连接外部传感器。由于485和CAN总线信号可以长距离通信传输，转换成485或CAN总线信号后，本机可以和各种传感器不需要放在一起，可以灵活放置，提高了安装的灵活性。
[0008]Z3735通过串口转485线路和串口转CAN总线线路连接传感器取得传感器采集的压力、速度、温度、湿度等数据，通过特定算法进行校正，去除无效数据，保留有效数据，后将有效数据信息存储到EMMC存储器上，并同时显示在本机的显示屏上，同时将数据通过无线网络或有线网络传送到远端的监控中心。
[0009]本实用新型的优点与效果是:
[0010]1.本装置将各种传感器的数据在现场进行采集后可以利用Z2735的强大数据处理能力进行预处理，将经过运算和处理过的数据打包压缩后通过有线或无线网络提供给监控中心的监控主机，在现场对数据进行处理能够提早对异常发出预警，剔除无效和无用数据，只将有用数据压缩传输，减轻监控主机的带宽和运算压力，与处理方式相比具有智能化、高稳定性和高可靠性，采用电池作为后备电源可以在停电和发生事故时持续运行发出预警。
[0011]2.本实用新型传感器数据采集网关以英特尔公司的Z3735和嵌入式Linux系统作为平台，实时采集工厂里现场传感器传送回来的各种压力、速度、温度、湿度等原始数据，由于这些只是原始数据需要经过特殊算法运算后采可以获得有效数据，本网关利用因特尔公司的Z3738CPU强大的数据处理能力，经过特殊算法，实时处理这些原始数据使其成为有用的有效数据，滤除无效数据后，将数据压缩打包，减小数据的大小，节省传输带宽。之后将数据实时通过有线或无线网络发送给后端的监控中心监控主机，由于监控主机直接得到的就是有效数据，无需处理即可直接使用，极大的减轻了监控中心主机的工作压力，使监控主机可以集中资源处理其他更有用的工作中，保证整个工厂生产的顺利进行，可以更加及时发现错误和危险，提高生产效率。利用Z3735高集成、低功耗的特点，将整个系统集成在一个外壳里，可以对抗恶劣环境。外部接口配备有485总线接口和CAN总线接口，可以适应不同的传感器接口类型，由于采用了 485和CAN总线可以在一条总线上挂接多个传感器，极大扩展了本网关的使用范围。除了可以采用有线网络向上位机传输数据，也可以采用无线网络向上位机传输数据，二者传输方式互为补充，在利于布线，但电磁环境复杂的情况下可以采用有线网络。在不利于布线，但无线传输环境很好的情况下可以采用无线传输方式。配置灵活，方便。采用电池作为后备电源，在停电时仍然可以持续工作，保证了设备的持续运行。具有体积小、有线和无线传输、功能强大、易于使用的特点。