[发明专利]集成化环境数据智能采集装置及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境数据采集装置领域，具体而言涉及一种集成化环境数据智能采集装置及采集方法。

背景技术

环境数据采集装置需要利用传感器，尽管传感器技术已经得到长足的发展，但就传感器本身而言，还达不到许多测量的要求。计算机技术、信息技术和外围相关技术的发展，把传感器的发展推到了一个更高的层次，以期获得具有自学习、自诊断、自校准、数字双向通信等功能的智能传感器。从使用的角度，传感器的准确性、稳定性和可靠性是至关重要的。长期以来研究工作大都集中在硬件方面，虽然不断利用新材料研制敏感器件，改进传感器芯片的制造工艺，提高芯片的质量，以及通过外电路补偿改善传感器的线性度、稳定性和输出漂移，但传感器都没有根本性的突破。20世纪70年代，微处理器举世瞩目的成就带来了数字化的革命，对仪器仪表的发展起到了巨大的推动作用。随着系统自动化程度的提高和复杂性的增加，对传感器的综合精度、稳定性、可靠性和响应要求越来越高，由于传统传感器的功能单一、不能满足多种测试要求，所以将微处理器智能技术用于传感器。20世纪80年代末期，人们又将微机械加工技术应用到传感器，从而产生出新概念的智能传感器。

现有的智能采集装置虽然利用微处理器实现了智能化，但是其各功能模块的集成程度低，需外界电源，且需要使用有线线路来实现与网关通讯方式，紧急情况下，有线线路容易出现故障，这对于应急情况下地下管廊空间的环境数据采集传输极为不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种集成化环境数据智能采集装置及采集方法，所述智能采集装置高度集成化，能够智能采集处理储存环境数据，并与网关无线通讯，便于应急情况下地下空间环境数据采集。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种集成化环境数据智能采集装置，该集成化环境数据智能采集装置通过网关实现与终端设备的信息交互，所述集成化环境数据智能采集装置包括电源模块、传感器模块、微处理器模块、无线通讯模块；

所述传感器模块用于获取其所处区域的环境参数并将其放大转化为数字电信号，再将该数字电信号传输给所述微处理器模块；

所述微处理器模块内置软件程序，该微处理器模块与所述传感器模块连接，接收传感器模块发送的数字电信号后，采用内置软件程序对接收到的数字电信号进行处理，储存并发送处理后的数据；

所述无线通讯模块与所述微处理器模块连接，用于将所述微处理器接入到网络中，并通过设定的无线通讯方式收发数据；

所述电源模块为所述传感器模块、微处理器模块和无线通讯模块提供运行所需的电能；

所述电源模块、传感器模块、无线通讯模块、微处理器模块集成在单块芯片上。

进一步的实施例中，所述集成化环境数据智能采集装置通过MEMS工艺集成在单块芯片上。

进一步的实施例中，所述传感器模块包括：

数据选择器，其与所述微处理器连接，被设置成根据微处理器发出的控制信号以选通一条输入端作为有效输入端；

复数个传感器，每个传感器均与所述数据选择器的其中一个输入端连接；

放大电路，其输入端与所述数据选择器的输出端连接；

A/D转换电路，其输入端与所述放大电路的输出端连接，其输出端与所述微处理器模块连接，将转换生成的数字电信号传输给微处理器模块。

进一步的实施例中，所述复数个传感器包括环境光传感器、声音传感器、压力传感器、温度传感器中的至少二种。

进一步的实施例中，所述微处理器模块内置的软件程序包括标度换算程序模块、数字调零程序模块、非线性补偿程序模块、温度补偿程序模块、数字滤波程序模块。

进一步的实施例中，所述设定的无线通讯方式包括ZigBee、Z-wave、蓝牙、Wifi以及RF射频中的至少一种。

进一步的实施例中，所述集成化环境数据智能采集装置包括有线通讯模块；

所述微处理器模块通过所述有线通讯模块实现与终端设备的信息交互。

本发明还提供一种集成化环境数据智能采集方法，该集成化环境数据智能采集方法基于前述的集成化环境数据智能采集装置，所述方法包括下列步骤：

步骤1、所述微处理器模块进行自我校正；

步骤2、所述传感器模块采集环境数据，并将其放大转化为数字电信号数据；

步骤3、所述微处理器模块对所述数字电信号进行数据智能处理并储存数据；