专利名称：多模式无线数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线数据采集、传输与智能融合技术，特别是一种多模式无线数据采集系统。
背景技术：
传统的传感网络数据采集大多采用有线传输或单一无线传输模式，功能单一且通用性能差，要实现多功能数据采集时需集中多个单一功能的设备组成一个体积庞大的操作系统，不利于系统的安装、调试和维护，系统的可靠性难以得到保证；而且有线或单一无线传输模式的工作频段易受其他无线电波的干扰，稳定性能差，从而导致数据采集、传输等的不准确；另外单一功能的数据采集和传输由于不能对数据进行智能融合，数据采集的最终精度得不到保证。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供一种数据采集与传输灵活、准确、可靠的多模式无线数据采集系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种多模式无线数据采集与智能融合系统，包括主机、从机两大部分，其特征在于主机部分包括微处理器单元、外部数据存储器、无线通信模块及相应接口电路；从机部分包括微处理器单元、无线通信模块及相应接口电路、串行通信接口电路、传感器及其相应的信号处理电路、逻辑控制与接口、外部存储器、串行通信接口和扩展接口。传感器及其相应的信号处理电路组成的传感器组将传感器采集到的物理量转换成数字信号，再通过蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401中的一种或多种无线通信模式将数据发送到微处理器单元；微处理器单元将所接收到的数据进行智能融合处理后存入外部数据存储器。
本实用新型的有益效果是由于本系统采用短距离无线通信技术中的蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401其中一种或多种无线通信模式，整个系统更加易于组成无线传感网络，可以灵活、准确、有效和低成本地进行无线数据采集与传输，同时工作在2.4GHz ISM频段的上述三种无线通信技术具有自适应跳频性能，最终提高了数据采集系统的抗干扰能力；另外，由于在智能融合技术中采用了基于神经网络集成和聚类分析的数据融合算法DFA-NNECA，可以方便、准确地对来源于不同传感器的数据进行智能融合，获得更高的数据采集精度。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1是本实用新型专利的工作原理框图图2是本实用新型的nRF2401收发电路与MCU的接口示意图图3是本实用新型的nRF2401控制电路图图4是本实用新型的蓝牙和IEEE802.11b驱动接口电路图具体实施方式
参照图1、图2、图3、图4，一种多模式无线数据采集系统，包括主机、从机两大部分，主机部分包括微处理器单元、外部数据存储器、无线通信模块及相应接口电路；从机部分包括微处理器单元、无线通信模块及相应接口电路、串行通信接口电路、传感器及其相应的信号处理电路、逻辑控制与接口、外部存储器、串行通信接口和扩展接口。传感器及其相应的信号处理电路组成的传感器组将传感器采集到的物理量转换成数字信号，再分别通过蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401中的一种或多种无线通信模块将数据发送到微处理器单元；微处理器单元将所接收到的数据进行智能融合处理后存入外部数据存储器。由于本系统采用短距离无线通信技术中的蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401其中一种或多种无线通信模式，整个系统更加易于组成无线传感网络，可以灵活、准确、有效和低成本地进行无线数据采集与传输，同时工作在2.4GHzISM频段的上述三种无线通信技术具有自适应跳频性能，最终提高了数据采集系统的抗干扰能力；另外，由于在智能融合技术中采用了基于神经网络集成和聚类分析的数据融合算法DFA-NNECA(Data Fusion Algorithm based on NeuralNetworks Ensemble and Clustering Analysis)，可以方便、准确地对来源于不同传感器的数据进行智能融合，获得更高的数据采集精度。
参照图3，是本实用新型专利中nRF2401与MCU之间的接口电路图。整个电路分为以下几个部分1)微处理单元部分由单片微处理器AT89C51及其传感器组等外围电路组成数据采集的主体电路，负责采集信号、传输数据等等。
2)nRF2401接口部分由插接件J2与图2中的J2连接。
3)串行通信接口电路串行通信接口电路由MAX232及其外围电路组成。它可以采用直接连接的方式与PC机的COM2/COM1进行通信(有线通信)，实现双向数据交换。串行口的波特率设置为2400bps，带偶校验，数据位为8位。
4)传感器电路部分传感器电路用于连接若干种外接传感器，探测相应的物理量。
5)电源部分为整机提供直流稳压电源。
参照图4，是本实用新型nRF2401微控制电路图，整个电路分为以下几个部分1)微控制器部分由单片微处理器AT89C52及其外围电路组成控制电路的主体电路。负责对逻辑控制电路、串行通信接口电路的控制以及并行接口的扩展等等。
2)逻辑控制与接口部分用于链接IEEE802.11b设备、外接键盘、LCD显示器等等，同时接受单片微处理器AT89C52控制。
3)串行存储器部分采用I2C串行存储器，用于存储相关数据。
4)串行通信接口部分串行通信接口电路可以采用直接连接的方式与PC机的COM2/COM1进行通信(有线通信)，实现双向数据交换，也可以连接蓝牙通信模块，与PC机实现无线通信。
5)扩展接口部分需要时可以扩展并行接口，或单片微处理器AT89C52的I/O口。
6)键盘电路部分扩展的外接键盘。
7)电源部分为整机提供直流稳压电源。
另外，本实用新型提出基于神经网络集成和聚类分析的数据融合算法DFA-NNECA(Data Fusion Algorithm based on Neural NetworksEnsemble and Clustering Analysis)，并应用于多传感器的数据融合中，该算法有机地融合了神经网络集成技术和聚类分析方法，可以方便、准确地对来源于不同传感器的数据进行智能融合，获得更高的数据采集精度。
参照图1，本实用新型多模式无线数据采集系统，还可以与数据传输网络进行网络连接，实现数据网络传输。
权利要求1.一种多模式无线数据采集系统，包括主机、从机两大部分，其特征在于主机部分包括微处理器单元、外部数据存储器、无线通信模块及相应接口电路；从机部分包括微处理器单元、无线通信模块及相应接口电路、串行通信接口电路、传感器及其相应的信号处理电路、逻辑控制与接口、外部存储器、串行通信接口和扩展接口；传感器与无线通信模块无线连接，无线通信模块与微处理器单元相连；微处理器单元与外部数据存储器之间通过I/O端口连接。
2.根据权利要求1所述的多模式无线数据采集系统，其特征在于本系统的无线通信模块采用了蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401其中一种或多种短距离无线通信技术。
3.根据权利要求1所述的多模式无线数据采集系统，其特征在于本系统智能融合技术采用了基于神经网络集成和聚类分析的数据融合算法DFA-NNECA。
4.根据权利要求1所述的多模式无线数据采集系统，其特征在于本系统还与数据传输网络相连。
专利摘要本实用新型公开了一种多模式无线数据采集系统。以往传感网络的数据采集大多采用有线或单一无线传输模式，功能单一、稳定性能差，数据采集不准确；本实用新型采用蓝牙通信、IEEE802.11b和nRF2401(用户可选其中一种或多种模式)无线通信技术，系统可以灵活、准确、有效和低成本地进行无线数据采集与传输，同时工作在2.4GHz ISM频段的上述三种无线通信技术具有自适应跳频性能，最终提高了数据采集系统的抗干扰能力；另外，由于在智能融合技术中采用了基于神经网络集成和聚类分析的数据融合算法DFA－NNECA，可以方便、准确地对来源于不同传感器的数据进行智能融合，获得更高的数据采集精度；本实用新型广泛适用于各种数据采集系统。
文档编号G08C17/02GK2884364SQ20052006385
公开日2007年3月28日 申请日期2005年8月31日 优先权日2005年8月31日
发明者廖惜春, 肖健华 申请人:五邑大学