一种物联网传感控制装置、方法及系统与流程

本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种物联网传感控制装置、方法及系统。

背景技术：

随着物联网技术的兴起，在很多场合都需要将大量的传感器测量的数据通过互联网上传至服务器中。

而在现有技术中，绝大多数传感器有一个单独的控制器，用来显示传感器结果。这样会存在两方面的问题，一方面是不能把数据上传至服务器；另一方面是现场需要大量的传感器，这种单个传感器单个显示的模式不适用于现实需要。为了解决以上问题，又引申出一种解决方案，即采用工控机和数采仪进行现场大量传感器的控制，并把传感器采集的数据传递给服务器。这些控制设备普遍采用WINDOWS或LINUX操作系统。作为一种通用桌面系统，不但需要的资源如RAM和HDD庞大，而且可靠性普遍不高，容易死机，且这种通用桌面系统不适用于高可靠性长电池寿命的需求的场合。同时，这种系统需要配备大量外设，如串口卡，GPRS卡等，这些产品的加入也导致了系统更加复杂。因而这种传感控制器可靠性低，体积庞大，功耗很高，不适于实时控制且不适用于物联网监测节点。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种物联网传感控制装置、方法及系统，以期提供一种可靠性高，体积小，功耗低，适于实时控制且适用于物联网监测节点的物联网传感控制装置。

本发明实施例第一方面提供了一种物联网传感控制装置，包括：上壳、下盖以及物联网传感控制板；

其中，所述上壳与所述下盖相连，中间形成一个置物空间，所述控制板位于所述置物空间内；

所述控制板包括：

数据接收模块，用于接收各传感器采集的数据；

数据处理模块，用于将所述数据接收模块接收的数据进行处理；

存储模块，用于将所述处理数据模块处理的数据进行存储；

无线通信模块，用于将所述数据处理模块处理的数据传递给服务器；

电源模块，用于为所述数据接收模块、所述数据处理模块、所述存储模块、所述无线通信模块提供电源；

微处理器，用于控制所述数据接收模块、所述数据处理模块、所述存储模块、所述无线通信模块以及所述电源模块进行工作。

结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第一种实现方式中，所述微处理器包括16位微处理器。

结合本发明实施例第一方面的第一种实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种实现方式中，所述16位微处理器包括PIC24F系列的16位微处理器。

结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第三种实现方式中，所述数据接收模块包括以下至少一种接口：

环境监控传感器串口通讯接口，用于连接具有RS485或者RS232的传感器；

4～20mA电流环传感器接口，用于连接4～20mA传感器；

模拟输出传感器接口，用于连接模拟输出传感器；

环境传感器接口，用于连接环境传感器。

结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第四种实现方式中，所述无线通信模块包括GPRS模块。

结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第五种实现方式中，所述微处理器用于向所述数据接收模块发送传感器控制命令，接收所述传感器采集的数据。

结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第六种实现方式中，所述数据处理模块用于将所述数据接收模块接收的数据按照传感器类型进行数据分类，生成数据表。

本发明实施例第二方面提供了一种物联网传感控制方法，包括：

物联网传感控制装置接收各传感器采集的数据，将所述数据进行处理；将处理后的数据进行存储，并传递给服务器；其中，所述物联网传感控制装置为本发明实施例第一方面提供的装置。

本发明实施例第三方面提供了一种物联网传感控制系统，包括：多个传感器、物联网传感控制装置以及服务器；

其中，所述传感器采集数据，并将所述数据传递给所述物联网传感控制装置；

所述物联网传感控制装置接收所述传感器器采集的数据，将所述数据进行处理；将处理后的数据进行存储，并传递给服务器；其中，所述物联网传感控制装置为本发明实施例第一方面提供的装置；

所述服务器接收所述物联网传感控制装置传递的数据。

结合本发明实施例第三方面，在本发明实施例第三方面的第一种实现方式中，所述传感器包括以下至少一种：

具有RS485或者RS232的传感器、4～20mA传感器、模拟输出传感器以及环境传感器。

可以看出，本发明实施例提供了一种物联网传感控制装置、方法及系统，通过微处理器控制数据接收模块、数据处理模块、存储模块、无线通信模块以及电源模块进行工作，实现了对大量传感器的控制，并把传感器采集的数据传递给服务器，提供了一种可靠性高，体积小，功耗低，适于实时控制且适用于物联网监测节点的物联网传感控制装置，解决了现有技术中传感控制器可靠性低，积庞大，功耗很高，不适于实时控制且不适用于物联网监测节点的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种物联网传感控制装置爆炸图；

图2为本发明实施例提供的一种控制板结构图；

图3为本发明实施例提供的一种控制板结构图；

图4为本发明实施例提供的一种物联网传感控制方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种物联网传感控制系统结构图；

图6为本发明实施例提供的一种物联网传感控制系统网络结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块。

本发明涉及到的物联网传感控制装置可适用于各种物联网监控场景，例如将控制器接入环境检测传感器可作为环境监测点的控制器，将控制器接入井盖可控制传感器作为井盖控制器，将控制器装入水位传感器和显示屏可作为城市道理水淹报警器等。本发明实施例以环境监控物联网平台为例进行说明。

首先，请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种物联网传感控制装置爆炸图，一种物联网传感控制装置至少包括：上壳、下盖以及物联网传感控制板(在图1中简称为控制板)；图1中最上为上壳，由上至下第二为控制板，控制板之下为一透明板，与下盖相连，用于托住控制板，最下为下盖。

具体地，上壳与所述下盖相连，中间形成一个置物空间，控制板位于置物空间内；

具体地，本发明中提到的物联网传感控制装置长约20～30cm，宽约10～20cm，高低于5cm。

具体地，控制板的结构如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种控制板的结构图；控制板10至少包括：数据接收模块110、数据处理模块120、存储模块130、无线通信模块140、电源模块150、微处理器160；其中，

数据接收模块110，用于接收各传感器采集的数据；

具体地，数据接收模块110包括以下至少一种接口：

环境监控传感器串口通讯接口，用于连接具有RS485或者RS232的传感器；可以知道的是在具体实现方式中，环境监控传感器串口通讯接口的数量可以为多个。

具体地，RS485或者RS232接口可以接数字传感器，例如但不限定于是固体悬浮物监测设备、流量监测设备、PH值监测设备以及其他环境监测设备。

4～20mA电流环传感器接口，用于连接4～20mA传感器；

具体地，4～20mA传感器包括但不限定于是水位计、气压计等。

模拟输出传感器接口，用于连接模拟输出传感器；

环境传感器接口，用于连接环境传感器。

具体地，环境传感器包括但不限定于是电压、温度、湿度以及烟雾传感器。可以检测物联网传感控制装置所处环境的电压值、温度值、湿度值以及烟雾值，能够及时感知自身所处环境存在的危险因素。

数据处理模块120，用于将所述数据接收模块110接收的数据进行处理；

具体地，数据处理模块120可以对接收的不同传感器采集的数据进行分类处理，生成数据表，以使服务器在收到物联网传感控制装置上传的数据时清楚分辨出各传感器采集的数据。

存储模块130，用于将所述处理数据模块120处理的数据进行存储；

具体地，存储模块130的存储空间可根据用户需求进行扩展，可存储一定数量的数据，当与服务器失去连接时，物联网传感控制装置依然可以可靠的工作，保证数据不会丢失，提高了物联网传感控制装置工作的可靠性。

无线通信模块140，用于将所述数据处理模块120处理的数据传递给服务器；

优选地，无线通信模块140可以是GPRS模块，通过GPRS模块可以将处理之后的各传感器采集的数据上传至服务器，从而实现监控的物联网化。

具体地，该控制装置可以通过无线通信模块同时向多个数据库(主数据库和备份数据库)传输数据，提高控制装置工作的可靠性。

具体地，无线通信模块140还可以在该装置感知到危险因素时自动关掉装置电源并及时向维护人员传递信息，以使维护人员可即时知晓环境监测点的状态，且维护人员可远程操作对装置的电源进行控制以及对监测点出入口进行控制。

具体地，数据传输模块在传输数据的过程中有多种传输协议，如HB212/2005，MODBUS等，可适用于多种上端软件平台。

电源模块150，用于为所述数据接收模块110、所述数据处理模块120、所述存储模块130、所述无线通信模块140提供电源；

具体地，电源模块150可以包括交流电源接口，用来接220V电源，以及直流电源接口，用来接12V～24V的直流电源。

可以知道的是，当切断电源之后，物联网传感控制装置停止工作，与该装置相连的传感器也会停止采集数据。

微处理器160，用于控制所述数据接收模块110、所述数据处理模块120、所述存储模块130、所述无线通信模块140以及所述电源模块150进行工作。

优选地，微处理器160可以是工业级的16位微处理器，例如PIC24F系列芯片。通过微处理器160可以实现对以上各功能模块工作的控制，且微处理器160功耗低，当微处理器160处于工作模式时，最大功耗可低至2W，而当微处理器160处于节能模式时，功耗低于0.025W。

可以知道的是，微处理器160的工作是间歇性的，在一定时间内工作极短的时间(例如可以但不限定于是几十毫秒至几秒)，控制数据接收模块110接收各个传感器采集的数据，此时处于工作模式。当数据接收完毕之后，进入节能模式，微处理160器暂停工作，到达一定时间之后再次重启进入工作模式，可以知道的是，微处理器160从节能模式重启切换至工作模式的时间很短，低至几秒，而现有技术中的WINDOWS操作系统重启的时间一般为几十秒。因此在物联网传感控制装置中采用微处理器可以有效降低装置的功耗。

具体地，微处理器160可以向数据接收模块110发送传感控制指令，从而控制各个传感器上传采集到的数据，可以知道的是传感器一直处于采集数据的状态，但是只有接收到控制指令之后才会向数据接收模块传110输数据。

在本发明提供的一具体实施例中，控制板的结构图如图3所示：

1～4表示环境监控传感器串口通讯接口，用于连接具有RS485或者RS232的传感器，每个串口有五个管脚，分别是B、A、GND、TX、RX；

5表示数字输出接口O1～O4，可承受2A电流，15表示数字输出接口O5～O10，可承受0.5A电流；6表示数字输入接口I1～I4，16表示数字输入接口I5～I8，可适应12～24V电压；

其中，数字输入输出接口可接开关，通过开关可感知外界恶意的破坏行为，并触发无线通信模块140将报警信息传入后台服务器。

7表示Micro USB接口，用来连接温湿度传感器，监测外界环境温湿度；

8表示4～20mA电流环传感器接口，用于连接4～20mA传感器，数字输入输出接口可用来控制工作点相应的电气设备；

9表示Micro USB接口，用来连接烟雾传感器，用于监测外界烟雾；

10表示模拟输出传感器接口，用于连接模拟输出传感器；

11表示直流电源接口，用来连接12～24V的直流电源；

12表示交流电源接口，用来连接220V的交流电源；

13和14为GPRS天线接口，用来接GPRS天线，从而把数据上传至服务器；

17表示PWM输出接口，输出两路PWM，可以用来控制电机；

18为舵机接口，用来接6.5V舵机；

19为PIC24F系列芯片，作为微处理器控制整个装置进行工作。

具体地，该控制器可一次最多同时连接32个传感器。

可以知道的是，物联网传感装置还可以包括电源接口以及工作状态指示灯，工作状态指示灯可以是电源指示灯、处理器状态指示灯以及GPRS状态指示灯。电源接口与指示灯均与控制板相连。

可以看出，本发明实施例提供的一种物联网传感控制器具有丰富的传感器接口，可广泛适用于各种传感器读取数据，先进的配置使得用户可以很容易配置不同的传感器，适用范围广泛；采用微处理器来控制整个装置进行工作，取代了现有技术中采用电脑才能实现的工作，将整个物联网传感控制装置的体积缩小，且降低功耗；对于现场环境恶劣的用电环境下，依然可以可靠的工作，并实时存储传感器采集的数据，即便是与后台服务器失去连接的情况下依然可以可靠的工作，不丢失数据，提高装置的可靠性，适于实时控制且适用于物联网监测节点。

接下来请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种物联网传感控制方法，如图4所示，一种物联网传感控制方法至少包括：

步骤S301：物联网传感控制装置接收各传感器采集的数据；

步骤S302：物联网传感控制装置对数据进行处理；

步骤S303：物联网传感控制装置将处理后的数据进行存储；

步骤S304：物联网传感控制装置将处理后的数据传递给服务器。

具体地，物联网传感控制装置至少包括：上壳、下盖以及物联网传感控制板；

具体地，上壳与所述下盖相连，中间形成一个置物空间，控制板位于置物空间内；

具体地，本发明中提到的物联网传感控制装置长约20～30cm，宽约10～20cm，高低于5cm。

具体地，控制板至少包括：数据接收模块、数据处理模块、存储模块、无线通信模块、电源模块、微处理器；

优选地，微处理器可以是工业级的16位微处理器，例如PIC24F系列芯片。通过微处理器可以实现对以上各功能模块工作的控制，且微处理器功耗低，当微处理器处于工作模式时，最大功耗可低至2W，而当微处理器处于节能模式时，功耗低于0.025W。

具体地，本实施例中的控制与上一实施例中描述的控制板一致，在此不再赘述。

可以看出，本发明实施例提供了一种物联网传感控制方法，通过实施本发明实施例提供的方法可以使物联网传感控制装置可靠性高，体积小，功耗低，适于实时控制且适用于物联网监测节点的物联网传感控制装置，解决了现有技术中传感控制器可靠性低，积庞大，功耗很高，不适于实时控制且不适用于物联网监测节点的问题。

接下来请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种物联网传感控制系统，如图5所示，一种物联网传感控制系统40至少可以包括：传感器410、物联网传感控制装置420以及服务器430；其中：

传感器410，用于采集数据，并将数据传递给物联网传感控制装置420；

可以知道的是，传感器410的数量不止一个，通常情况下为多个。

物联网传感控制装置420，用于接收传感器410采集的数据，将数据进行处理；将处理后的数据进行存储，并传递给服务器430；

具体地，物联网传感控制装置420为前述实施例描述的物联网传感控制装置，在此不再赘述。

服务器430，用于接收物联网传感控制装置420传递的数据。

具体地，请参见图6所示的一种物联网传感控制系统网络结构图，物联网传感控制装置可与多个传感器相连，接收各个传感器采集的数据，然后对接收到的数据进行处理、存储并通过网络发送给服务器，服务器的数量可以不止为一个，从而对数据进行备份，提高物联网传感控制系统工作的可靠性。

可以看出，本发明实施例提供了一种物联网传感控制系统，通过实施本发明实施例提供的系统可以使物联网传感控制装置可靠性高，体积小，功耗低，适于实时控制且适用于物联网监测节点的物联网传感控制装置，解决了现有技术中传感控制器可靠性低，积庞大，功耗很高，不适于实时控制且不适用于物联网监测节点的问题。

本发明实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。