本實(shí)用新型涉及生態(tài)站測(cè)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益惡化，嚴(yán)重威脅到人們的身體健康。為正確認(rèn)識(shí)、保護(hù)和管理生態(tài)環(huán)境，必須對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和檢測(cè),及時(shí)、準(zhǔn)確了解生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量狀況和變化原因。因此生態(tài)監(jiān)測(cè)正在成為環(huán)境科學(xué)和生態(tài)科學(xué)研究的熱點(diǎn)，各種各樣的生態(tài)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)都在陸續(xù)投入建設(shè)。一般情況下，生態(tài)站監(jiān)測(cè)的生態(tài)指標(biāo)多樣，包括氣象指標(biāo)，土壤指標(biāo)和空氣質(zhì)量指標(biāo)等等，各種指標(biāo)的檢測(cè)設(shè)備迥異，由不同的公司生產(chǎn)，有國(guó)產(chǎn)也有進(jìn)口，各種設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)的獲取方式也不相同，只有通過(guò)對(duì)應(yīng)的通訊協(xié)議才能獲取。因此，一個(gè)生態(tài)站點(diǎn)一般有多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，工作人員要面向多個(gè)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集操作，過(guò)程復(fù)雜繁瑣，導(dǎo)致的后果不僅體現(xiàn)在操作容易出錯(cuò)，更重要的是所采集的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散，給后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和分析處理造成困難。一種將不同檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)匯集的方法將極大提高環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的工作效率。另外，生態(tài)站傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取方式是由工作人員定期到站點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集，這種方式消耗人力、物力和時(shí)間，而且采集的數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性，因此生態(tài)站點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)無(wú)線回傳也至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)。它能解決生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取方式多樣但采集設(shè)備兼容性差，以及獲取的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散所帶來(lái)的數(shù)據(jù)管理困難，給生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)及科研人員提供便利。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)：包括主控裝置，所述主控裝置通過(guò)RS485總線與多個(gè)數(shù)據(jù)采集從裝置連接，所述數(shù)據(jù)采集從裝置分別和不同的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備連接。

上述技術(shù)方案中，更為具體的方案還可以是：所述主控裝置包括控制芯片，所述控制芯片分別與GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，MAX485模塊和LED指示燈連接。所述MAX485模塊通過(guò)RS485總線采用菊花鏈的連接方式與多個(gè)采樣從裝置連接。所述主控裝置用于定時(shí)輪詢多個(gè)所述采樣從裝置，控制所述采樣從裝置采集所述現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)，并匯集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)無(wú)線上傳至遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

進(jìn)一步：所述數(shù)據(jù)采集從裝置包括控制芯片，所述控制芯片分別與RS232模塊、MAX485模塊、Flash存儲(chǔ)器、日歷時(shí)鐘模塊、LED指示燈和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。所述RS232模塊和所述現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備連接。所述MAX485模塊通過(guò)RS485總線和所述主控裝置連接。所述數(shù)據(jù)采集從裝置通過(guò)RS485總線監(jiān)聽(tīng)所述主控裝置的命令，收到命令后開(kāi)始采集所述現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線向所述主控裝置匯集。

更進(jìn)一步：所述主控裝置和所述數(shù)據(jù)采集從裝置的控制芯片為MSP430F149微控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)主控裝置將采集數(shù)據(jù)匯集，按規(guī)定格式集中處理，并通過(guò)GPRS統(tǒng)一傳輸至接入網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端服務(wù)器，以供生態(tài)站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和科學(xué)研究。極大節(jié)省了相關(guān)從業(yè)者的人力、物力和時(shí)間，降低了數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率，提高了數(shù)據(jù)的可管理性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)展示提供方便；系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站檢測(cè)設(shè)備相連，支持不同種類不同型號(hào)的檢測(cè)設(shè)備接入?；?85總線的良好擴(kuò)展性，接入監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增減，靈活配置，方便生態(tài)站監(jiān)測(cè)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，可接入的設(shè)備包括采用RS232通訊方式的大型檢測(cè)設(shè)備和以模擬或數(shù)字信號(hào)輸出的小型傳感器。對(duì)于不同廠商生產(chǎn)的大型檢測(cè)設(shè)備，只需在數(shù)據(jù)采集從裝置中更改相應(yīng)通訊協(xié)議便可接入，對(duì)于小型傳感器，

數(shù)據(jù)采集從裝置可通過(guò)模擬或數(shù)字信號(hào)采集通道直接采集數(shù)據(jù)。相比于每個(gè)檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)獨(dú)立無(wú)線傳輸方式，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)解決了各種設(shè)備采集的數(shù)據(jù)異構(gòu)分散問(wèn)題。同時(shí)，使用一張SIM卡無(wú)線傳輸所有數(shù)據(jù)，節(jié)省了生態(tài)站運(yùn)行過(guò)程中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁M(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)方框示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所提供的主控裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本實(shí)用新型所提供的數(shù)據(jù)采集從裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本實(shí)用新型所提供的主控裝置工作流程框圖；

圖5為本實(shí)用新型所提供的數(shù)據(jù)采集從裝置工作流程框圖；

圖6為本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

相反，本實(shí)用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

本實(shí)用新型所提供的森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式如圖1所示，該系統(tǒng)包括一個(gè)主控裝置101，主控裝置101通過(guò)RS485總線與多個(gè)數(shù)據(jù)采集從裝置102連接，數(shù)據(jù)采集從裝置102分別和不同的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備103連接；主控裝置101(圖2)包括控制芯片201，控制芯片201分別與GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊202，MAX485模塊203和LED指示燈204連接。MAX485模塊203通過(guò)RS485總線采用菊花鏈的連接方式與多個(gè)采樣從裝置102連接。主控裝置101用于定時(shí)輪詢多個(gè)采樣從裝置102，控制采樣從裝置102采集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備103的測(cè)量數(shù)據(jù)，并匯集數(shù)據(jù)，統(tǒng)一將數(shù)據(jù)無(wú)線上傳至遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集從裝置(圖3)包括控制芯片301，控制芯片301分別與RS232模塊302、MAX485模塊303、Flash存儲(chǔ)器304、日歷時(shí)鐘模塊305、LED指示燈306和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊307連接。RS232模塊302和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備103連接。MAX485模塊通過(guò)RS485總線和主控裝置101連接。數(shù)據(jù)采集從裝置102通過(guò)RS485總線監(jiān)聽(tīng)主控裝置101的命令，收到命令后采集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備103的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線向主控裝置101匯集；其中主控裝置101和數(shù)據(jù)采集從裝置102的控制芯片均為MSP430F149微控制器。

在一具體的應(yīng)用實(shí)施例中，主控裝置101通過(guò)總線輪詢數(shù)據(jù)采集從裝置，不僅起到匯集和傳輸數(shù)據(jù)的作用，還能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集從裝置工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送命令給從裝置且在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到從裝置響應(yīng)，則判定從裝置故障。數(shù)據(jù)采集從裝置102和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備連接，不僅起到數(shù)據(jù)采集的作用，還可以監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)采樣設(shè)備的工作狀態(tài)。當(dāng)從裝置和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備通訊異常時(shí)，則判定現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備故障。從裝置故障和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備故障都會(huì)形成相應(yīng)數(shù)據(jù)和采集到的生態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)一起傳送給遠(yuǎn)端服務(wù)器,工作人員可通過(guò)狀態(tài)指示迅速辨別設(shè)備故障，減少數(shù)據(jù)丟失。

在一具體的應(yīng)用實(shí)施例中，圖4給出了本實(shí)施中主控裝置101的工作過(guò)程：控制芯片MSP430F149單片機(jī)關(guān)閉看門狗，初始化COM口、I/O模塊和時(shí)鐘，并設(shè)置計(jì)時(shí)器用于計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)采集間隔。生態(tài)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備(包括美國(guó)Thermo Scientific設(shè)備和國(guó)產(chǎn)藍(lán)盾設(shè)備等)每隔1小時(shí)采樣一次，因此主控裝置每隔40分鐘輪詢從裝置即可保證數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)數(shù)據(jù)采集計(jì)時(shí)器溢出時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，主控裝置開(kāi)始輪詢采樣從裝置，發(fā)送命令請(qǐng)求從裝置采集數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)。同時(shí)設(shè)置等待計(jì)時(shí)器，判斷在設(shè)定時(shí)間內(nèi)是否收到從裝置的數(shù)據(jù)應(yīng)答，若沒(méi)有，則重復(fù)發(fā)送請(qǐng)求命令，如果發(fā)送命令超過(guò)3次還未收到從裝置應(yīng)答，則判定數(shù)據(jù)采集從裝置故障，生成從裝置故障的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。若收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則接收數(shù)據(jù)。隨后更改從裝 置地址，判斷所有從裝置是否都已被輪詢，若沒(méi)有則根據(jù)地址輪詢下一個(gè)從裝置；若所有從裝置都已被輪詢，則將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS向接入網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送。最后等待下一次數(shù)據(jù)采集的計(jì)數(shù)器溢出。

在一具體的應(yīng)用實(shí)施例中，圖5給出了本實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集從裝置102的工作過(guò)程：控制芯片MSP430F149單片機(jī)關(guān)閉看門狗，初始化COM口、I/O模塊和時(shí)鐘。通過(guò)監(jiān)聽(tīng)485總線判斷是否收到主控裝置發(fā)來(lái)的命令，若收到，則向接入的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備發(fā)送指令請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同時(shí)設(shè)置等待計(jì)時(shí)器，判斷在設(shè)定時(shí)間內(nèi)是否收到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)應(yīng)答，若沒(méi)有，則重復(fù)發(fā)送指令，如果發(fā)送指令超過(guò)3次還未收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則判定現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備故障，生成設(shè)備故障的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。若收到數(shù)據(jù)應(yīng)答，則接收數(shù)據(jù)。最后將采集數(shù)據(jù)或工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)485總線向主控裝置發(fā)送。

參見(jiàn)圖6，為本實(shí)用新型實(shí)施例森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景圖。主控裝置601通過(guò)RS485總線采用菊花鏈方式與多個(gè)數(shù)據(jù)采集從裝置連接，數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站各種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備相連，主控裝置輪詢所有從裝置獲取數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)匯集在一起，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)Internet傳送到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器612，數(shù)據(jù)經(jīng)處理后便可通過(guò)終端613實(shí)時(shí)顯示生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)信息。生態(tài)站工作人員可通過(guò)web方式訪問(wèn)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控生態(tài)站現(xiàn)場(chǎng)采樣設(shè)備工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型所提供的森林生態(tài)站多檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)是：通過(guò)主控裝置將采集數(shù)據(jù)匯集，按規(guī)定格式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)GPRS統(tǒng)一傳輸至接入網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端服務(wù)器，節(jié)省了從業(yè)者的人力、物力和時(shí)間，解決了生態(tài)站多種設(shè)備采集數(shù)據(jù)的異構(gòu)分散問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)的可管理性。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集從裝置與生態(tài)站檢測(cè)設(shè)備相連，支持不同種類不同型號(hào)的檢測(cè)設(shè)備接入?；?85總線的良好擴(kuò)展性，接入檢測(cè)設(shè)備的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增減，靈活配置，方便生態(tài)站監(jiān)測(cè)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，可接入的設(shè)備包括采用RS232通訊方式的大型檢測(cè)設(shè)備和以模擬或數(shù)字信號(hào)輸出的小型傳感器。系統(tǒng)將測(cè)量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器，也可起到監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采樣設(shè)備和傳感器工作作態(tài)的作用。