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一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊
申請?zhí)?/td>	CN201710720506.3	申請日	2017-08-21	公開(公告)號	CN107527486A	公開(公告)日	2017-12-29
申請人	上海源岷投資管理有限公司;			發(fā)明人	夏華; 朱洪光;
摘要	本發(fā)明公開了一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，包括主控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、接口模塊、晶振模塊、天線開關(guān) ，主控制器模塊包括主控制器、運算單元和存儲單元；射頻模塊負責(zé)無線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；接口模塊連接主控制器的輸入輸出接口和外部電路的接口；天線開關(guān)負責(zé)天線通道的切換；電源模塊為模塊內(nèi)部的各個子模塊以及電路單元提供電能；晶振模塊為射頻模塊和主控制器提供晶振頻率；無線通信模塊內(nèi)置控制程序和通訊協(xié)議棧，負責(zé)整個終端模塊的運行、通信和數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明取代以往人工采集數(shù)據(jù)的模式，大大提高工作效率，降低了勞動成本；采用自主構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)，避免使用運營商網(wǎng)絡(luò)帶來的弊端。
權(quán)利要求	1.一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，包括主控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、接口模塊、晶振模塊、天線開關(guān)，其中所述主控制器模塊包括主控制器、運算單元和存儲單元，所述存儲單元內(nèi)置于主控制器中，控制程序被置于存儲單元，系統(tǒng)啟動時被調(diào)入計算單元運行，所述主控制器接收沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為無線通信的格式發(fā)送出去，同時也將接收到的無線數(shù)據(jù)解析出來，經(jīng)過運算后將控制指令發(fā)送給沼氣設(shè)備并執(zhí)行動作；所述射頻模塊負責(zé)無線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，從空口接收來的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻電路處理后，發(fā)送給主控制器，把主控制器發(fā)過來的數(shù)據(jù)，調(diào)制成射頻信號，經(jīng)空口發(fā)送出去；所述接口模塊連接主控制器的輸入輸出接口和外部電路的接口，從沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)通過接口模塊進入主控制器，所述主控制器的命令和運算結(jié)果通過接口模塊輸出給電磁閥、顯示屏。所述天線開關(guān)負責(zé)天線通道的切換，包括射頻發(fā)射和接收通道的切換，頻段選擇，所述天線開關(guān)接外置天線，并連接空口的信號收發(fā)。所述電源模塊為模塊內(nèi)部的各個子模塊以及電路單元提供電能供應(yīng)，控制電能消耗；所述晶振模塊為射頻模塊和主控制器提供晶振頻率，使所述射頻模塊和所述主控制器起振工作。所述無線通信模塊內(nèi)置控制程序和通訊協(xié)議棧，負責(zé)整個終端模塊的運行、通信和數(shù)據(jù)處理。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，所述晶振模塊選擇有源或者無源的晶振。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，所述射頻模塊包括射頻單元以及匹配電路，所述射頻單元與所述主控制器連接，內(nèi)部完成數(shù)據(jù)的收發(fā)、頻率控制、放大和濾波。
說明書全文	一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及到無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),尤其涉及到一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊。背景技術(shù) [0002] 為了在廣闊的鄉(xiāng)村地區(qū)，進行沼氣的數(shù)據(jù)采集并遠程傳輸?shù)交?、網(wǎng)關(guān)、后臺等環(huán)節(jié)，需要將采集來的數(shù)據(jù)進行無線發(fā)送。在地廣人稀的鄉(xiāng)村地區(qū)，傳統(tǒng)的沼氣數(shù)據(jù)采集都是通過人工的方式來完成的，由工作人員挨家挨戶的抄寫沼氣使用數(shù)據(jù)，非常辛苦，效率低下。后來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有人提出了利用公網(wǎng)來進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨福蠢眠\營商網(wǎng)絡(luò)進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。這種方案是利用現(xiàn)成的無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，省去了大量架設(shè)基站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的成本。但是，運營商的無線網(wǎng)絡(luò)在實際使用中，經(jīng)常遇到以下問題： [0003] 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不均衡，有些地方能夠正常通信，有些地方卻時斷時續(xù)； [0004] 對數(shù)據(jù)通信的支持不佳，許多地區(qū)的運營商網(wǎng)絡(luò)在覆蓋不足的時候，僅能支持語音通信，數(shù)據(jù)通信則十分緩慢，甚至無法通信； [0005] 網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在死角，收不到無線信號； [0006] 使用運營商網(wǎng)絡(luò)，需要支付流量費用，成本較高； [0007] 運營商網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，雖然理論上可以覆蓋足夠大的范圍，但在實際應(yīng)用中由于種種原因，在鄉(xiāng)村地區(qū)的運營商網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，效果很差。信號不通，連接斷線時有發(fā)生。而且，支持運營商網(wǎng)絡(luò)的模塊，價格貴、還要交流量費、功耗大，必須使用外部電源，不適合地廣人稀的廣大鄉(xiāng)村地區(qū)。如果不用運營商的網(wǎng)絡(luò)，又存在如何解決覆蓋范圍，如何能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)米銐蜻h的問題。發(fā)明內(nèi)容 [0008] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題體現(xiàn)在以下幾點：無線傳輸模塊可以進行廣域長距離的數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)監(jiān)控的目的；無線模塊支持串口功能，能夠方便的與傳感器、控制器相結(jié)合，實現(xiàn)實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集的供能；無線模塊采用INC技術(shù)(智能神經(jīng)元技術(shù))，能夠智能的進行信息控制處理；無線模塊具有低功耗的特點，只需電池供電，就可以長時間工作，不需要外部電源供電，非常適合鄉(xiāng)村地區(qū)沼氣數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用；自組網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，投入成本低廉，無需向運營商繳納流量費。 [0009] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，將傳感器、控制器的數(shù)據(jù)接入該無線模塊，就能實現(xiàn)更遠距離的傳輸。 [0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： [0011] 一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，包括主控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、接口模塊、晶振模塊、天線開關(guān)，其中所述主控制器模塊包括主控制器、運算單元和存儲單元，所述存儲單元內(nèi)置于主控制器中，控制程序被置于存儲單元，系統(tǒng)啟動時被調(diào)入計算單元運行，所述主控制器接收沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為無線通信的格式發(fā)送出去，同時也將接收到的無線數(shù)據(jù)解析出來，經(jīng)過運算后將控制指令發(fā)送給沼氣設(shè)備并執(zhí)行動作； [0012] 所述射頻模塊負責(zé)無線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，從空口接收來的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻電路處理后，發(fā)送給主控制器，把主控制器發(fā)過來的數(shù)據(jù)，調(diào)制成射頻信號，經(jīng)空口發(fā)送出去； [0013] 所述接口模塊連接主控制器的輸入輸出接口和外部電路的接口，從沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)通過接口模塊進入主控制器，所述主控制器的命令和運算結(jié)果通過接口模塊輸出給電磁閥、顯示屏。 [0014] 所述天線開關(guān)負責(zé)天線通道的切換，包括射頻發(fā)射和接收通道的切換，頻段選擇，所述天線開關(guān)接外置天線，并連接空口的信號收發(fā)。 [0015] 所述電源模塊為模塊內(nèi)部的各個子模塊以及電路單元提供電能供應(yīng)，控制電能消耗； [0016] 所述晶振模塊為射頻模塊和主控制器提供晶振頻率，使所述射頻模塊和所述主控制器起振工作。 [0017] 所述無線通信模塊內(nèi)置控制程序和通訊協(xié)議棧，負責(zé)整個終端模塊的運行、通信和數(shù)據(jù)處理。 [0018] 優(yōu)選地，所述晶振模塊選擇有源或者無源的晶振。 [0019] 優(yōu)選地，所述射頻模塊包括射頻單元以及匹配電路，所述射頻單元與所述主控制器連接，內(nèi)部完成數(shù)據(jù)的收發(fā)、頻率控制、放大和濾波。 [0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果： [0021] 1.取代了以往人工采集沼氣數(shù)據(jù)的模式，無線傳輸模塊可以進行廣域長距離的數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)監(jiān)控的目的，大大提高工作效率，降低了勞動成本； [0022] 2.采用自主構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)，避免了使用運營商網(wǎng)絡(luò)帶來的弊端，如通信不可靠等等。 [0023] 3.無線模塊支持串口功能，能夠方便的與傳感器、控制器相結(jié)合，實現(xiàn)實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集的供能； [0024] 4.無線模塊采用INC技術(shù)(智能神經(jīng)元技術(shù))，能夠智能的進行信息控制處理； [0025] 5.無線模塊具有低功耗的特點，只需電池供電，就可以長時間工作，不需要外部電源供電，非常適合鄉(xiāng)村地區(qū)沼氣數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。 [0026] 6.自組網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，投入成本低廉，無需向運營商繳納流量費。附圖說明 [0027] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。 [0028] 圖1為本發(fā)明的于沼氣的無線傳輸模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖； [0029] 圖2為本發(fā)明的應(yīng)用于鄉(xiāng)村沼氣數(shù)據(jù)采集無線模塊的運行流程圖。具體實施方式 [0030] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。 [0031] 圖1為本發(fā)明的于沼氣的無線傳輸模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖；如圖1所示，本發(fā)明的一種用于鄉(xiāng)村地區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集無線模塊，其特征在于，包括主控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、接口模塊、晶振模塊、天線開關(guān)，其中所述主控制器模塊包括主控制器、運算單元和存儲單元，所述存儲單元內(nèi)置于主控制器中，控制程序被置于存儲單元，系統(tǒng)啟動時被調(diào)入計算單元運行。 [0032] 主控制器的功能是運行控制程序和通信協(xié)議，處理輸入輸出數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)運算，控制射頻單元的接收發(fā)射。具體地在本發(fā)明中，所述主控制器接收沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為無線通信的格式發(fā)送出去，同時也將接收到的無線數(shù)據(jù)解析出來，經(jīng)過運算后將控制指令發(fā)送給沼氣設(shè)備并執(zhí)行動作。 [0033] 射頻模塊負責(zé)無線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，從空口接收來的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻電路處理后，發(fā)送給主控制器，把主控制器發(fā)過來的數(shù)據(jù)，調(diào)制成射頻信號，經(jīng)空口發(fā)送出去。 [0034] 接口模塊連接主控制器的輸入輸出接口和外部電路的接口，例如沼氣傳感器、電磁閥、顯示屏等等，主要包括串口，IO口等等，從沼氣設(shè)備的傳感器采集的數(shù)據(jù)通過接口模塊進入主控制器，所述主控制器的命令和運算結(jié)果通過接口模塊輸出給電磁閥、顯示屏。 [0035] 天線開關(guān)負責(zé)天線通道的切換，包括射頻發(fā)射和接收通道的切換，頻段選擇，所述天線開關(guān)接外置天線，并連接空口的信號收發(fā)。 [0036] 電源模塊為模塊內(nèi)部的各個子模塊以及電路單元提供電能供應(yīng)，控制電能消耗，也起到電路過壓過載保護，以及平穩(wěn)電流的作用。實現(xiàn)低功耗待機，延長電池工作壽命。 [0037] 晶振模塊為射頻模塊和主控制器提供晶振頻率，使所述射頻模塊和所述主控制器起振工作。 [0038] 無線通信模塊內(nèi)置控制程序和通訊協(xié)議棧，負責(zé)整個終端模塊的運行、通信和數(shù)據(jù)處理。 [0039] 本發(fā)明中晶振模塊選擇有源或者無源的晶振，根據(jù)具體應(yīng)用要求選擇。 [0040] 射頻模塊包括射頻單元以及匹配電路，所述射頻單元與所述主控制器連接，內(nèi)部完成數(shù)據(jù)的收發(fā)、頻率控制、放大和濾波。 [0041] 圖2為本發(fā)明的應(yīng)用于鄉(xiāng)村沼氣數(shù)據(jù)采集無線模塊的運行流程圖，如圖2所示，系統(tǒng)上電后，自動執(zhí)行初始化程序，使得模塊各個單元處于初始化狀態(tài)。然后啟動通信協(xié)議棧，啟動通信功能，與無線基站相連接，進入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與系統(tǒng)后臺進行信息交換。根據(jù)后臺信息的指示執(zhí)行相應(yīng)動作。對沼氣設(shè)備的數(shù)據(jù)進行采集，并啟動顯示屏控制程序，將沼氣用量，余額情況顯示在屏幕上。如有信息需要發(fā)送，則調(diào)用通信協(xié)議棧，啟動無線數(shù)據(jù)發(fā)送子程序；如有信息需要接受，則調(diào)用通信協(xié)議棧，啟動無線數(shù)據(jù)接收子程序。如有信息接收后，通信協(xié)議棧負責(zé)對數(shù)據(jù)進行解碼，解出相關(guān)信息，根據(jù)信息執(zhí)行動作。如需采集沼氣設(shè)備信息，則調(diào)用沼氣數(shù)據(jù)采集子程序。如有電磁閥動作信息，則輸送給電磁閥控制子程序去執(zhí)行相應(yīng)動作。模塊程序始終處于循環(huán)執(zhí)行的狀態(tài)機之中。不斷根據(jù)通信協(xié)議棧接收到的指令執(zhí)行動作，將結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋給后臺進行監(jiān)控。這樣，后臺就可以通過遠程無線通信，掌控千家萬戶的沼氣設(shè)備信息和動作。 [0042] 以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。

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