低时延、高集成的物联网数据采集系统及方法与流程

本发明涉及数据采集，具体涉及一种低时延、高集成的物联网数据采集方法系统及方法。

背景技术：

1、随着物联网应用的不断发展壮大，其所涉及的领域也越来越广泛，物联网应用主要分为三部分，分别为传感器、采集终端和配套的管理系统，其中采集终端根据现场实际需求采用不同的采集方式实现传感器数据采集，再通过有线或无线通讯方式将数据上传至远程管理平台中应用，实现物联网智能化监测，目前采集终端已发展为多种采集方式共存的局面，如模拟电压采集法、模拟电流采集法、rs485协议采集法、rs232协议采集法、can总线采集法等等，总体可分为物理量直接采集法和通信协议采集法两大类，两类采集方法各有利弊，如物理量直接采集法可以实时采集数据，但当采集路数多的时候就会出现布线困难、采集通道多的问题；通信协议采集法可以通过一条总线实现数据的简单采集，但一般才有轮询的方式完成全部采集，因此在出现采集路数多的时候，采集的实时性就达不到要求，因此亟需一种种低时延、高集成的物联网数据采集方法，在物联采集路数多的场景里既保证数据采集的实时性，又方便设备部署和采集通道的简化。

技术实现思路

1、本发明提出的一种低时延、高集成的物联网数据采集系统及方法，可至少解决背景技术中的技术问题之一，以期能在采集通道数多的场景中，保证数据采集的实时性、简捷性和高集成性。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种低时延、高集成的物联网数据采集系统，包括采集主机通过两根信号线与下游的各个传感器并联，同时每个传感器安装一个协议转换模块，该协议转化模块按顺序编号；

4、采集主机与传感器们连接的两根线，一根为时钟线，一根为信号线，时钟线保证采集主机与各传感器之间时钟保持同步，信号线在主机侧为一高精度24位ad采集端口，在传感器侧为传感器输出口；

5、采集主机统一下发采集数据指令，各传感器在接收到指令后，立即输出传感器感知的结果，采集主机同时接收下游传感器所有上传的数据。

6、相应的，本发明公开一种低时延、高集成的物联网数据采集方法，采用上述的低时延、高集成的物联网数据采集系统，包括以下步骤：

7、s1、根据所要采集的传感器数量选用合适的协议模块，并按顺序安装在传感器输出口；

8、s2、用两根信号线将采集主机与各个传感器进行并联接线；

9、s3、对设备进行上电，采集主机发送单个采集指令给各个传感器；

10、s4、各个传感器同时收到采集指令后，将采集的数据按规定的协议回传给采集主机，协议具体为根据不同的传感器编号输出不同的cnt值，最后在信号线中合成总的cnt值，并等待主机读取；

11、s5、采集主机接收到数据后，将数据进行还原、计算、处理、应用。

12、进一步地，包括采集主机同时接收下游传感器所有上传的数据，具体接收方法如下：

13、采集主机采集口为24位ad采集口，其可最大采集0xffffff的数据，本方法设置采集主机一端口最大可下接20个传感器，即采集主机只需用到0xfffff，数据上传时传感器会上传一个或多个十六进制的数据，将该数据进行拆解，如上传0xc0数据，则拆解为11000000八个bit的数据，采集主机每采集一个bit数据，都为下接所有传感器第一bit数据之和。

14、进一步地，采集主机每隔一个时钟频率采集一次bit数据，再采集完之后再将其还原为各传感器的数据，最终实现数据快速采集，

15、又一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。

16、再一方面，本发明还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上方法的步骤。

17、由上述技术方案可知，本发明的低时延、高集成的物联网数据采集方法，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、本发明既解决了传统物理量直接采集时布线困难、传输长度短的问题，同时也解决了传统通讯协议采集中因传感器数量过多，采用轮询方法导致采集时延高的问题；本发明采集传感器可同时采集20个传感器数据，只需2根数据线即可完成采集功能，同时不会因为传感器过多造成采集的延时，具有高集成度、低时延等优点。

19、本发明采用数据流与电压值相结合的方式进行数据采集，使得采集主机采集的每一数据帧的容量比传统的更多、更大。

20、总的来说，本发明采用的是24位ad采集，但实际最大仅使用20位，因此使得数据采集口的精度以大精度采小精度，相对于传统电压采集(会受线束长度导致精度低)和协议采集(会出现丢包现象)极大提高了数据的稳定性和准确性，有更多的容错性。

技术特征：

1.一种低时延、高集成的物联网数据采集系统，其特征在于，包括采集主机通过两根信号线与下游的各个传感器并联，同时每个传感器安装一个协议转换模块，该协议转化模块按顺序编号；

2.一种低时延、高集成的物联网数据采集方法，采用权利要求1所述的低时延、高集成的物联网数据采集系统，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的低时延、高集成的物联网数据采集方法，其特征在于：包括采集主机同时接收下游传感器所有上传的数据，具体接收方法如下：

4.根据权利要求3所述的低时延、高集成的物联网数据采集方法，其特征在于：采集主机每隔一个时钟频率采集一次bit数据，再采集完之后再将其还原为各传感器的数据，最终实现数据快速采集。

技术总结本发明的一种低时延、高集成的物联网数据采集系统及方法，包括采集主机通过两根信号线与下游的各个传感器并联，同时每个传感器安装一个协议转换模块，该协议转化模块按顺序编号；采集主机与传感器们连接的两根线，一根为时钟线，一根为信号线，时钟线保证采集主机与各传感器之间时钟保持同步，信号线在主机侧为高精度24位AD采集端口，在传感器侧为传感器输出口；采集主机统一下发采集数据指令，各传感器在接收到指令后，立即输出传感器感知的结果，采集主机同时接收下游传感器所有上传的数据。本发明采集传感器可同时采集20个传感器数据，只需2根数据线即可完成采集功能，同时不会因为传感器过多造成采集的延时，具有高集成度、低时延等优点。技术研发人员：于健,刘磊,张显振,李福健,周政,袁圆,徐淮宁,李杨,明辉受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18