[发明专利]一种基于远程控制和数据压缩的数据无线采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及远程数据传输处理领域，尤其是涉及一种基于远程控制和数据压缩的数据无线采集系统。

背景技术

在风工程研究和应用领域，现场实测是获取风特性最直接和准确的方法之一。常见的移动测量塔、测风塔或桅杆以及健康监测系统，以测风传感器为基础，通过工控机及电脑人工现场采集数据，或通过数据采集器(如Campbell CR1000)和自动存储卡，自动采集数据。二者均有一定的缺陷，比如对于环境恶劣的偏远山区，人工采集的工作条件相对困难，另外不能获取实时数据。

近十几年来，随着移动通信技术飞速发展，越来越多的信息采集和远程控制系统采用了无线数据传输技术，它与有线数传相比主要有无线采集、安装简便、便于移动的优点。目前，GSM、GPRS/CDMA和UMTS等无线网络已被用于偏远地区远程采集风速数据。例如，美国NRG风速仪已经被广泛应用于风场观测的数据采集。然而，这种仪器系统只能传输低频风测量数据，比如十分钟的平均风速。发明人的上一代产品，一种高频风速仪测量数据远程传输系统(申请号201410118627.7)和一种用于大风监测的高频数据远程传输系统(申请号201510178804.5)，采用GPRS无线发射装置RTU，虽然实现了高频风速的远程实时传输，但是产品集成度不高，且不具有远程交互功能。而美国Campbell公司的CR3000数据采集器整装设计，结构紧凑，能够利用以太网、无线电、CDMA/GPRS和卫星等多种通讯方式进行数据传输，但是其采集模式单一，而且传输效率较低。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于突破现有高频风速采集系统的不足，提供了一种设计合理，具备远程控制和数据压缩的数据无线采集系统，通过算法对实时采集的高频风速数据进行压缩传输，节省了传输流量，提高传输效率，并实现对采集的高频风速数据进行交互式订制采集，提高传输数据的有效性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于远程控制和数据压缩的数据无线采集系统，所述的数据无线采集系统主要包括现场和客户端部分，所述的现场部分主要包括测风传感器、采集器和供电装置，所述的客户端部分主要包括云服务器和基于云服务器的数据终端；测风传感器设置在采集现场，对高频风速数据进行采集，采集器通过RS485接口与测风传感器相连，对测风传感器传来的数据和云服务器的指令进行处理，供电装置对测风传感器和采集器进行供电，云服务器与采集器通过GPRS无线网络交互连接，云服务器的数据终端通过互联网与云服务器交互连接。

进一步，所述的供电装置采用一块以上的太阳能蓄电池进行供电。

进一步，所述的数据终端为手机app客户端或邮箱系统。

进一步，所述的采集器在硬件结构上主要包括时钟模块、通讯转接模块、中央处理器、内部缓存、电池监控模块、5V/3A高效率电源、存储控制模块和通讯模块，其中：所述的时钟模块由锂电池和时钟芯片组成，对测风传感器传来的数据进行时间标记；所述的通讯转接模块对测风传感器输出的数据进行格式转换，转换为采集器能够识别的格式；所述的中央处理器采用两个并行CPU对采集器进行并行控制，数据CPU控制数据的采集、处理和存储，传输CPU控制数据的传输以及对电源的监控；两个CPU之间通过内部通讯实现相互协作；所述的内部缓存采用两个以上的缓存芯片，内部缓存实现同时执行写入和读取操作指令；所述的电池监控模块对供电装置的电池进行实时监控，保障电池的正常工作；所述的5V/3A高效率电源将供电装置提供的12V电压转换为采集器的5V工作电压，并采用大电流为采集器的通讯模块提供功率保证；所述的存储控制模块接收通讯转接模块的传输数据并还原数据格式，自动创建文件保存数据，同时把文件存入预先连接在其上的外部存储设备上；所述的通讯模块连接SIM卡，通过GPRS网络将数据无线传输到云服务器。

进一步，所述的采集器在软件功能模块上具有交互式功能、数据压缩功能、工作日志功能、紧急报警功能，其中：

所述的交互式功能是云服务器的数据终端通过云服务器对采集器和测风传感器进行控制，实现传输数据频率、风速监测阀值、风速、风向、仰角、声速和温度数据进行订制采集和传输；

所述的数据压缩功能是采集器通过对数据进行时间戳处理、删除冗余字符以及十六进制转换实现传输数据的压缩；

所述的工作日志功能是对故障日志、断网日志和电源日志进行记录，并将定期其发送到客户的邮箱系统；

所述的紧急报警功能是对系统运行过程中出现的紧急情况进行报警通知。