專利名稱：一種全信道數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全信道數(shù)據(jù)采集器。
背景技術(shù)：
目前，大部分的無線技術(shù)都工作于2.4GHz的ISM公共頻段，一般通過對2.4GHzISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)報文進行監(jiān)聽、采集實現(xiàn)對該頻段無線網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)試或其他處理。市面上的數(shù)據(jù)采集器是使用抓包軟件在16個信道上搜索數(shù)據(jù)，并通過抓包軟件對采集信道進行配置，實現(xiàn)在相應(yīng)的某一信道上對搜索到的數(shù)據(jù)進行采集。但該種數(shù)據(jù)采集器在同一時間只能在一個信道上采集數(shù)據(jù)，無法完成對16個信道數(shù)據(jù)的同時采集。從而當(dāng)在復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，無線網(wǎng)絡(luò)有多個信道的通信設(shè)備同時工作時，上述只能同時采集一個信道上數(shù)據(jù)的采集器會給無線網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)試等工作帶來很大不便。除此之外，基于大部分的無線技術(shù)都工作于2.4GHz的ISM公共頻段這一原因，為了避免各種無線網(wǎng)絡(luò)相互干擾，使網(wǎng)絡(luò)能夠具有更好的抗干擾性，在網(wǎng)絡(luò)中引入了跳信道技術(shù)，跳信道即網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的信道會不斷地發(fā)生改變。而當(dāng)前的只能同時采集一個信道、不能同時采集多個信道上數(shù)據(jù)的采集器，針對跳信道這一技術(shù)的引入，其缺點更加凸顯，其只能通過數(shù)據(jù)跟蹤以及不斷的信道切換等來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，大大影響了數(shù)據(jù)采集的速度，為數(shù)據(jù)采集帶來了不便。綜上，當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集器由于存在同一時間只能在一個信道上采集數(shù)據(jù)，無法完成對2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道數(shù)據(jù)的同時采集這一缺點，而為數(shù)據(jù)采集帶來了諸多不便，從而如何克服這一缺點，實現(xiàn)對多個信道數(shù)據(jù)的同時采集成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種全信道數(shù)據(jù)采集器，以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集器同一時間只能監(jiān)聽單個信道的問題，進而克服只能監(jiān)聽單個信道而帶來的諸多不便，實現(xiàn)對2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道數(shù)據(jù)的同時采集，實現(xiàn)同步獲取無線數(shù)據(jù)報文。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:—種全信道數(shù)據(jù)采集器，包括無線數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，其中:所述無線數(shù)據(jù)采集模塊，包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，所述N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)；所述N為不小于16的自然數(shù)；所述數(shù)據(jù)管理模塊，用于對所述無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)管理模塊包括過濾模塊、接收模塊和重組模塊，其中:
所述過濾模塊，用于檢測所述無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)是否符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式，若檢測結(jié)果為不符合，則直接丟棄所述無線數(shù)據(jù)；若檢測結(jié)果為符合，則啟動所述接收模塊；所述接收模塊，用于接收所述無線數(shù)據(jù)采集模塊中經(jīng)檢測后符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)；所述重組模塊，用于對接收的所述符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)進行重組處理，并將重組處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。優(yōu)選的，所述無線數(shù)據(jù)采集子模塊具體采用UZ2400D芯片實現(xiàn)其功能。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)管理模塊具體采用AT91RM9200微控制器實現(xiàn)其功能，所述AT91RM9200微控制器具有4條串行外設(shè)接口 SPI片選信號線，所述AT91RM9200微控制器采用輪詢方式獲取每個無線數(shù)據(jù)采集子模塊的無線數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述全信道數(shù)據(jù)采集器還包括通信接口擴展模塊，所述通信接口擴展模塊用于擴展無線數(shù)據(jù)采集模塊和AT91RM9200微控制器之間的通信接口，使得AT91RM9200微控制器能與N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊進行通信。優(yōu)選的，所述全信道數(shù)據(jù)采集器還包括總線驅(qū)動模塊，所述總線驅(qū)動模塊用于放大所述AT91RM9200微控制器的I/O 口的驅(qū)動電流。優(yōu)選的，所述全信道數(shù)據(jù)采集器還包括用于為所述數(shù)據(jù)管理模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲需求提供數(shù)據(jù)存儲功能的存儲器模塊，所述存儲器模塊包括FLASH存儲器和SDRAM。優(yōu)選的，所述全信道數(shù)據(jù)采集器還包括上位機接口模塊，所述上位機接口模塊用于將所述數(shù)據(jù)管理模塊中進行預(yù)設(shè)處理后的數(shù)據(jù)上傳至上位機。優(yōu)選的，所述全信道數(shù)據(jù)采集器還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊用于根據(jù)全信道數(shù)據(jù)采集器包括的各個模塊對電源的需求，負責(zé)為所述各個模塊進行供電。優(yōu)選的，所述N具體為16，16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一采集2.4GHzISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例提供的全信道數(shù)據(jù)采集器包括無線數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，其中，無線數(shù)據(jù)采集模塊包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，所述N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)，且所述N為不小于16的自然數(shù)；數(shù)據(jù)管理模塊，用于對所述無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理?？梢?，由于本發(fā)明包括了至少16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，在實施本發(fā)明時，可具體采用16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一對無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)進行采集，從而本發(fā)明實現(xiàn)了對2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道數(shù)據(jù)的同時采集，實現(xiàn)了同步獲取無線數(shù)據(jù)報文，解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集器同一時間只能監(jiān)聽單個信道的問題，進而克服了只能監(jiān)聽單個信道而帶來的諸多不便。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例一提供的全信道數(shù)據(jù)采集器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例一提供的全信道數(shù)據(jù)采集器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例二提供的全信道數(shù)據(jù)采集器的又一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例三提供的全信道數(shù)據(jù)采集器實例的硬件結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明實施例三提供的全信道數(shù)據(jù)采集器實例的軟件結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明實施例三提供的全信道數(shù)據(jù)采集器實例的工作流程圖。
具體實施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫總結(jié)解釋如下:Flash存儲器:即閃存,其英文名稱是〃Flash Memory〃,一般簡稱為〃Flash〃,屬于內(nèi)存器件的一種，是一種不揮發(fā)性(Non-Volatile)內(nèi)存，在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長久地保持數(shù)據(jù)，其存儲特性相當(dāng)于硬盤。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。IEEE802.15.4標準是應(yīng)用于低速無線個人區(qū)域網(wǎng)(LR-WPAN，Low rate wirelesspersonal area network)的物理層和媒介訪問控制層規(guī)范，IEEE802.15.4具有低速、低成本、低功耗、低復(fù)雜度等優(yōu)點，已經(jīng)被ISA100.11a、WirelessHart、WIA-PA等三大無線通信網(wǎng)絡(luò)標準采用為底層標準，目前其已成為降低自動化成本、擴大自動化系統(tǒng)應(yīng)用范圍的最有潛力的技術(shù)?；诖?，本發(fā)明公開了一種全信道數(shù)據(jù)采集器，該全信道數(shù)據(jù)采集器具體是基于IEEE802.15.4的2.4GHz的全信道數(shù)據(jù)采集器，以下將通過多個實施例對本發(fā)明進行詳細介紹。實施例一本發(fā)明實施例一公開了全信道數(shù)據(jù)采集器的一種結(jié)構(gòu)，請參見圖1，其包括無線數(shù)據(jù)采集模塊100和數(shù)據(jù)管理模塊200，其中:無線數(shù)據(jù)采集模塊100，包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，該N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)；N為不小于16的自然數(shù)；數(shù)據(jù)管理模塊200，用于對無線數(shù)據(jù)采集模塊100所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理。其中，無線數(shù)據(jù)采集模塊100具體負責(zé)監(jiān)聽、采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)報文，其具備與整個無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進行無線通信的功能，同時還具備數(shù)據(jù)上傳功能。針對2.4GHz ISM頻段全部16個信道，需要至少16個功能獨立的、無線通信協(xié)議符合IEEE802.15.4標準的無線數(shù)據(jù)采集子模塊?；诖耍緦嵤├蠳具體采用16，無線數(shù)據(jù)采集模塊100包括16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，該16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)，即16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊中每一無線數(shù)據(jù)采集子模塊無重復(fù)地采集16個信道中每一信道的無線數(shù)據(jù)。本實施例選取了一種帶射頻功能的并具有其它通信接口的模塊，即具體選取了UZ2400D芯片實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)采集子模塊的功能，針對無線數(shù)據(jù)采集模塊100包括的16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，本實施例采用16個UZ2400D芯片，該UZ2400D芯片具有射頻收發(fā)功能并支持 IEEE802.15.4 協(xié)議，同時具有 SPICSerial Peripheral Interface,串行外設(shè)接口)通信接口，滿足了低成本、低功耗的無線應(yīng)用需要。數(shù)據(jù)管理模塊200負責(zé)管理整個無線數(shù)據(jù)采集模塊100發(fā)送上來的無線數(shù)據(jù)，并能和16個功能獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊進行實時的通信，具有強大的數(shù)據(jù)處理功能和豐富的外設(shè)資源，同時能將數(shù)據(jù)實時、高速的傳輸給上位機，如PC (personal computer,個人計算機)等。數(shù)據(jù)管理模塊200的管理功能主要包括對無線數(shù)據(jù)采集模塊100的無線數(shù)據(jù)進行分析、預(yù)設(shè)處理，實現(xiàn)對不符合標準的數(shù)據(jù)進行過濾，并對過濾后符合標準的無線數(shù)據(jù)進行重組處理，具體地，數(shù)據(jù)管理模塊200包括過濾模塊、接收模塊和重組模塊，其中:過濾模塊，用于檢測無線數(shù)據(jù)采集模塊100所采集的無線數(shù)據(jù)是否符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式，若檢測結(jié)果為不符合，則直接丟棄該無線數(shù)據(jù)；若檢測結(jié)果為符合，則啟動接收模塊；接收模塊，用于接收無線數(shù)據(jù)采集模塊100中經(jīng)檢測后符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)；重組模塊，用于對接收的符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)進行重組處理，并將重組處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。具體地，本實施例選用AT91RM9200控制器作為數(shù)據(jù)管理模塊200的主控制器，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理模塊200的上述功能。AT91RM9200控制器作為ARM9系列的微控制器，融合了主機/從機串行外設(shè)接口，即該AT91RM9200控制器具有與無線數(shù)據(jù)采集模塊100進行通信的SPI通信接口，且具有4條SPI片選信號線和其他豐富的外設(shè)資源，其中4條SPI片選信號線分別為 NPCSO、NPCS1、NPCS2、NPCS3。由于16個功能獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊與數(shù)據(jù)管理模塊200要進行實時的數(shù)據(jù)傳輸，一對一的通信方式必然不能滿足要求，因此請參見圖2，本發(fā)明實施例還包括通信接口擴展模塊300，該通信接口擴展模塊300用于完成數(shù)據(jù)管理模塊與16個功能獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊之間的實時通信。由于本實施例中具體采用AT91RM9200微控制器作為數(shù)據(jù)管理模塊200的主控制器，且AT91RM9200微控制器具有4條SPI片選信號線，針對這一情況，為解決數(shù)據(jù)管理模塊200與16個功能獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊之間的實時通信的瓶頸問題，可采用4-16譯碼器來擴展無線數(shù)據(jù)采集模塊100和AT91RM9200控制器之間的通信接口，本實施例具體選用DM74LS154譯碼器1，該DM74LS154譯碼器1，能將AT91RM9200控制器上的4條SPI片選信號線通過譯碼，實現(xiàn)AT91RM9200控制器或數(shù)據(jù)管理模塊200與16個獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊之間的實時通信，即AT91RM9200控制器通過DM74LS154譯碼器I作為中間橋梁完成與16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊的通信連接，實現(xiàn)對無線數(shù)據(jù)采集模塊100的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理。其中，通信方式采用SPI，本發(fā)明中SPI配置為主機模式。綜上，本發(fā)明實施例提供的全信道數(shù)據(jù)采集器包括無線數(shù)據(jù)采集模塊100和數(shù)據(jù)管理模塊200，其中，無線數(shù)據(jù)采集模塊100包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，該N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)，且N為不小于16的自然數(shù)；數(shù)據(jù)管理模塊200，用于對無線數(shù)據(jù)采集模塊100所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理?？梢?，由于本發(fā)明包括了至少16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，在實施本發(fā)明時，可具體采用16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一對2.4GHz的ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)進行采集，從而本發(fā)明實現(xiàn)了對無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道數(shù)據(jù)的同時采集，實現(xiàn)了同步獲取無線數(shù)據(jù)報文，解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集器同一時間只能監(jiān)聽單個信道的問題，進而克服了只能監(jiān)聽單個信道而帶來的諸多不便。實施例二本發(fā)明實施例二基于實施例一公開了全信道數(shù)據(jù)采集器的另一種結(jié)構(gòu)，請參見圖3，其在包括了無線數(shù)據(jù)采集模塊100、數(shù)據(jù)管理模塊200和通信接口擴展模塊300的基礎(chǔ)上，還包括總線驅(qū)動模塊400、存儲器模塊500、上位機接口模塊600和電源管理模塊700，其中:總線驅(qū)動模塊400用于放大AT91RM9200微控制器的I/O (input/output，輸入/輸出)口的驅(qū)動電流；存儲器模塊500用于為數(shù)據(jù)管理模塊200的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲需求提供數(shù)據(jù)存儲功能；上位機接口模塊600用于將數(shù)據(jù)管理模塊200中進行預(yù)設(shè)處理后的數(shù)據(jù)上傳至上位機；電源管理模塊700用于根據(jù)全信道數(shù)據(jù)采集器包括的各個模塊對電源的需求，負責(zé)為各個模塊進行供電。其中，由于無線數(shù)據(jù)采集子模塊的數(shù)量比較多，高達16個，從而對AT91RM9200微控制器I/o 口的電平驅(qū)動能力以及時隙分配提出很高的要求，因此本發(fā)明還包括總線驅(qū)動模塊400，采用了總線驅(qū)動和譯碼片選。具體地，總線驅(qū)動模塊400選用了 74HC244芯片放大AT91RM9200微控制器的I/O 口的驅(qū)動電流，DM74LS154譯碼器2完成對16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊的譯碼片選。存儲器模塊500用于為數(shù)據(jù)管理模塊200的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲需求提供數(shù)據(jù)存儲功能，例如可具體用于暫存數(shù)據(jù)管理模塊200接收到的16個信道的數(shù)據(jù)，本實施例針對全信道數(shù)據(jù)采集器的存儲應(yīng)用要求，將存儲器模塊400分為兩部分，即存儲器模塊包括FLASH存儲器和 SDRAM (Synchronous DynamicRandom Access Memory,同步動態(tài)隨機存儲器)。上位機接口模塊600用于將數(shù)據(jù)管理模塊200中進行預(yù)設(shè)處理后的數(shù)據(jù)上傳至上位機，其中上位機具體可選用PC機，通過上位機接口模塊600可完成數(shù)據(jù)管理模塊200與PC機之間實時、高速的通信，從而實現(xiàn)在PC機上對經(jīng)過數(shù)據(jù)管理模塊200預(yù)設(shè)處理后的數(shù)據(jù)進行后續(xù)處理。本實施例中，數(shù)據(jù)管理模塊200和PC機之間的數(shù)據(jù)通信方式采用的是高速通用的USB (Universal Serial BUS，通用串行總線)接口方式，即上位機接口模塊600具體采用USB接口，實現(xiàn)將16個功能獨立的無線數(shù)據(jù)采集子模塊所采集到的無線網(wǎng)絡(luò)中大量無線數(shù)據(jù)報文經(jīng)由數(shù)據(jù)管理模塊200實時上傳給PC機。電源管理模塊700根據(jù)全信道數(shù)據(jù)采集器包括的各個模塊對電源的需求，負責(zé)為各個模塊進行供電。電源管理模塊700包括電源電路，具體可通過對整個全信道數(shù)據(jù)采集器中主要芯片的功耗需求的統(tǒng)計，來確定全信道數(shù)據(jù)采集器的電源需求，進而設(shè)計電源電路實現(xiàn)為各個模塊進行供電。對于本實施例二中公開的全信道數(shù)據(jù)采集器的組成結(jié)構(gòu)而言，其包括的其他組成部分與實施例一中公開的全信道數(shù)據(jù)米集器完全相同，相關(guān)之處參見實施例一中的全信道數(shù)據(jù)采集器的說明即可，此處不再詳述。實施例三本發(fā)明實施例三在以上兩個實施例的基礎(chǔ)上，公開了全信道數(shù)據(jù)采集器的一個開發(fā)實例，具體包括硬件電路部分的設(shè)計開發(fā)及軟件部分的開發(fā)。首先，在硬件電路的開發(fā)上，本實施例將其分為兩大部分:16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊作為第一部分；數(shù)據(jù)管理模塊、通信接口擴展模塊、總線驅(qū)動模塊、存儲器模塊、上位機接口模塊和電源管理模塊集成在核心底板上作為第二部分。并在核心底板上為無線數(shù)據(jù)采集模塊的各無線數(shù)據(jù)采集子模塊預(yù)留插件接口，這樣既可以減小開發(fā)風(fēng)險，降低開發(fā)成本，同時又可以提高開發(fā)效率。請參見圖4所示的全信道數(shù)據(jù)采集器的硬件結(jié)構(gòu)圖，其中，第一部分的16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊采用16個UZ2400D芯片。UZ2400D芯片主要包括一個工作在IEEE802.15.4標準信道的射頻收發(fā)器模塊以及媒介訪問控制(MAC, Media Access Control)子層功能模塊，該UZ2400D芯片采用先進的無線電架構(gòu)來盡量減少外部元件數(shù)和功率消耗量，為IEEE802.15.4的MAC層和PHY (physical layer，物理層)層提供了硬件架構(gòu)。在外圍電路上加上天線，晶振和電阻電容等器件，然后引出必要的擴展控制或通信接口，就形成了本發(fā)明的無線數(shù)據(jù)采集子模塊。其中，射頻收發(fā)器模塊用于完成對2.4GHzISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中某一信道進行監(jiān)聽以及對該信道的無線數(shù)據(jù)進行采集，其由在一個集成電路內(nèi)的接收器，發(fā)送器，壓控振蕩器和鎖相環(huán)組成；媒介訪問控制子層功能模塊由數(shù)據(jù)拆裝模塊和媒體訪問管理模塊組成，該數(shù)據(jù)拆裝模塊和媒體訪問管理模塊用于基于射頻收發(fā)器模塊采集的無線數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)幀的解封、封裝、接收和發(fā)送功能，最終將封裝好的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至數(shù)據(jù)管理模塊200。請參見表1，表I示出了 MAC子層數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)，其中，MAC子層數(shù)據(jù)幀由MAC層幀頭，MAC層載荷和MAC層幀尾組成，MAC層幀頭的子字段順序是固定的。表I
權(quán)利要求
1.一種全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括無線數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，其中: 所述無線數(shù)據(jù)采集模塊，包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，所述N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)；所述N為不小于16的自然數(shù)； 所述數(shù)據(jù)管理模塊，用于對所述無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)管理模塊包括過濾模塊、接收模塊和重組模塊，其中: 所述過濾模塊，用于檢測所述無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)是否符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式，若檢測結(jié)果為不符合，則直接丟棄所述無線數(shù)據(jù)；若檢測結(jié)果為符合，則啟動所述接收模塊； 所述接收模塊，用于接收所述無線數(shù)據(jù)采集模塊中經(jīng)檢測后符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)； 所述重組模塊，用于對接收的所述符合IEEE802.15.4無線數(shù)據(jù)報文的標準格式的無線數(shù)據(jù)進行重組處理，并將重組處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)采集子模塊具體采用UZ2400D芯片實現(xiàn)其功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)管理模塊具體采用AT91RM9200微控制器實現(xiàn)其功能，所述AT91RM9200微控制器具有4條串行外設(shè)接口 SPI片選信號線，所述AT91RM9200微控制器采用輪詢方式獲取每個無線數(shù)據(jù)采集子模塊的無線數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，還包括通信接口擴展模塊，所述通信接口擴展模塊用于擴展無線數(shù)據(jù)采集模塊和AT91RM9200微控制器之間的通信接口，使得AT91RM9200微控制器能與N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊進行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，還包括總線驅(qū)動模塊，所述總線驅(qū)動模塊用于放大所述AT91RM9200微控制器的I/O 口的驅(qū)動電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，還包括用于為所述數(shù)據(jù)管理模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲需求提供數(shù)據(jù)存儲功能的存儲器模塊，所述存儲器模塊包括FLASH存儲器和SDRAM。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，還包括上位機接口模塊，所述上位機接口模塊用于將所述數(shù)據(jù)管理模塊中進行預(yù)設(shè)處理后的數(shù)據(jù)上傳至上位機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊用于根據(jù)全信道數(shù)據(jù)采集器包括的各個模塊對電源的需求，負責(zé)為所述各個模塊進行供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全信道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述N具體為16，16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全信道數(shù)據(jù)采集器，包括無線數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，其中無線數(shù)據(jù)采集模塊包括N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，所述N個無線數(shù)據(jù)采集子模塊負責(zé)監(jiān)聽并采集2.4GHz ISM頻段無線網(wǎng)絡(luò)中所有16個信道的無線數(shù)據(jù)；所述N為不小于16的自然數(shù)；數(shù)據(jù)管理模塊用于對無線數(shù)據(jù)采集模塊所采集的無線數(shù)據(jù)進行預(yù)設(shè)處理?？梢?，由于本發(fā)明包括了至少16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊，在實施本發(fā)明時，可具體采用16個無線數(shù)據(jù)采集子模塊一對一對無線網(wǎng)絡(luò)中16個信道的無線數(shù)據(jù)進行采集，從而本發(fā)明實現(xiàn)了對16個信道數(shù)據(jù)的同時采集，解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集器同一時間只能監(jiān)聽單個信道的問題，進而克服了只能監(jiān)聽單個信道而帶來的諸多不便。
文檔編號H04B17/00GK103152115SQ201310073019
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者徐鑫, 徐焜耀, 王平, 侯興哲, 毆習(xí)洋, 孫洪亮, 李瑛 , 嚴冬, 羅萍, 彭向偉, 張強, 呂霞付 申請人:重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 重慶郵電大學(xué), 國家電網(wǎng)公司