基于wifi的数据采集网关的制作流程
嵌入式无线数据采集系统的设计
嵌入式无线数据采集系统的设计嵌入式无线数据采集系统是一种集传感器、数据采集、数据处理与通信于一体的系统，可用于实时收集、传输和处理各种环境参数、物理量等数据。
该系统具有实时性、低功耗、可靠性和灵活性等特点，广泛应用于工业生产、环境监测、物联网等领域。
设计一个嵌入式无线数据采集系统，需要考虑以下几个方面：1.硬件设计：（1）选择合适的微处理器，如ARM、AVR等，具备低功耗、高性能和较大的存储容量。
（2）选择合适的传感器，根据实际需求选择温度、湿度、光照、气体浓度等传感器。
（3）选择合适的无线通信模块，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等，根据通信距离和传输速率需求进行选择。
（4）设计电源电路，保证系统持续供电，并考虑低功耗设计，延长系统使用时间。
2.软件设计：（1）嵌入式操作系统的选择，如嵌入式Linux、FreeRTOS等，根据系统需求选择合适的操作系统。
（2）编写驱动程序，与传感器进行接口，实现数据采集与处理功能。
（3）设计数据通信协议，实现与无线通信模块的数据传输，并考虑数据压缩和加密等功能。
（4）设计用户界面，方便用户对系统进行配置和监控。
3.数据采集与处理：（1）根据传感器类型和数量进行数据采集，并进行预处理，如滤波、校准等。
（2）设计数据存储方式，可以选择本地存储、云端存储或结合两者，确保数据的可靠性和安全性。
（3）设计数据分析算法，对采集的数据进行分析、统计和建模，提供对应的数据处理和决策支持。
4.系统通信与远程监控：（1）通过无线通信模块与上位机或云端进行数据传输，实现数据的远程监控和控制。
（2）设计远程配置和升级功能，方便对系统参数进行远程设置和升级。
（3）设计报警功能，当采集到的数据超过预设阈值时，及时发送报警信息给用户。
总之，设计一个嵌入式无线数据采集系统需要考虑硬件、软件、数据采集与处理以及远程监控等方面，综合考虑系统的功能要求、成本和可行性，才能设计出一款实用、稳定和高性能的系统。
《2024年基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，无线数据采集系统在各个领域的应用越来越广泛。
ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术，在无线数据采集系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究并设计一个基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以实现对各类数据的快速、准确、可靠采集和传输。
二、系统概述基于ZigBee技术的无线数据采集系统主要由传感器节点、协调器以及上位机三部分组成。
传感器节点负责数据的采集和初步处理，通过ZigBee无线通信技术与协调器进行数据传输。
协调器负责接收传感器节点的数据，并将其通过有线或无线网络传输至上位机进行进一步处理和分析。
三、传感器节点设计传感器节点是无线数据采集系统的核心部分，其设计直接影响到系统的性能和稳定性。
传感器节点主要包括传感器模块、微控制器模块、ZigBee无线通信模块以及电源模块。
传感器模块负责数据的采集，可根据实际需求选择不同类型的传感器。
微控制器模块负责协调传感器模块和ZigBee无线通信模块的工作，并对数据进行初步处理。
ZigBee无线通信模块负责与协调器进行数据传输。
电源模块为整个节点提供稳定的电源。
四、协调器设计协调器是连接传感器节点和上位机的桥梁，其设计同样重要。
协调器主要包括ZigBee无线通信模块、数据处理模块以及与上位机的接口模块。
ZigBee无线通信模块负责接收传感器节点的数据。
数据处理模块对接收到的数据进行进一步处理，如滤波、去噪等。
与上位机的接口模块负责将处理后的数据传输至上位机进行进一步的分析和处理。
五、系统实现系统实现主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要包括传感器节点和协调器的电路设计、元器件选型等。
软件设计主要包括传感器节点的数据采集和处理程序、ZigBee无线通信程序以及协调器的数据处理程序和与上位机的通信程序。
在硬件设计方面，需根据实际需求选择合适的元器件，并设计合理的电路以保证系统的稳定性和可靠性。
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程 -回复
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程-回复一种基于WiFi探针的实时客流统计系统及方法与流程随着无线网络的广泛应用，WiFi成为了人们日常生活中必不可少的一部分。
WiFi探针作为一种无线网络探测工具，能够实时监测和统计用户的上网信息。
基于WiFi探针的实时客流统计系统及方法，可以应用于商场、酒店、车站等公共场所，帮助管理人员更好地了解和分析客流情况，为后续的决策提供参考依据。
一、系统概述基于WiFi探针的实时客流统计系统是一种利用WiFi探针设备收集用户上网信息，并通过数据分析和处理，实现对客流量进行实时统计和分析的系统。
系统工作流程主要分为WiFi探针数据采集、数据传输和存储、数据分析和展示等环节。
二、系统组成及功能1. WiFi探针设备：WiFi探针设备安装在公共场所内，用于捕获周围用户的WiFi信号。
探针设备应具备较强的无线网络接收能力和数据处理能力，能够准确地获取用户的上网信息。
2. 数据传输与存储系统：WiFi探针设备采集到的数据需要通过网络传输至数据中心进行存储和处理。
数据中心需要部署相应的服务器和数据库，保证数据的安全存储和实时传输。
3. 数据分析与处理系统：数据中心负责对采集到的数据进行分析和处理，提取有价值的统计信息。
数据分析可以采用数据挖掘和机器学习等方法，对客流量进行预测和趋势分析。
4. 数据展示与报表输出：通过数据展示和报表输出，将统计结果以直观的形式展示给管理人员，帮助他们更好地了解和分析客流情况。
展示形式可以使用图表、表格、地图等方式，方便数据的可视化呈现。
三、系统工作流程1. WiFi探针数据采集：WiFi探针设备安装在公共场所的适当位置，通过监测周围的WiFi信号强度和MAC地址，获取到用户的上网信息。
探针设备需要保证稳定的电源供应和良好的网络连接，以确保数据的准确采集。
2. 数据传输与存储：WiFi探针设备通过网络将采集到的数据传输至数据中心，数据中心负责将数据存储在相应的数据库中。
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程 -回复
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程-回复一种基于WiFi探针的实时客流统计系统及方法与流程随着科技的发展，人们对于实时客流统计的需求日益增长。
传统的手动统计方法效率低下、误差大，难以满足现代市场的要求。
为了解决这一问题，基于WiFi探针的实时客流统计系统应运而生。
本文将一步一步详细回答一种基于WiFi探针的实时客流统计系统的方法与流程。
一、系统概述该系统通过部署在商业场所的WiFi探针设备，对用户的WiFi连接行为进行监听和记录，从而获得实时的客流量数据。
系统利用WiFi信号与用户设备之间的连接与断开行为进行监测，实现客流统计的功能。
整个系统包括了WiFi探针设备、数据采集与处理系统以及可视化展示平台。
二、设备部署1. 确定商业场所的WiFi覆盖范围：通过调研和分析商业场所的布局和构造，确定WiFi探针设备的部署位置以及所需设备数量。
2. 安装WiFi探针设备：根据部署位置，在商业场所的关键区域内安装WiFi探针设备。
设备需要保证稳定的供电和网络连接，并保证对该区域WiFi信号的全覆盖。
三、数据采集与处理1. WiFi探针设备监听：WiFi探针设备不断监听附近的WiFi信号，记录每个信号的MAC地址和连接与断开的时间点。
2. 设备信息提取：根据监听到的MAC地址，通过与商业场所内用户设备信息的对应关系，提取设备信息，如设备类型、设备厂商等。
四、数据分析与统计1. 数据清洗：对采集到的原始数据进行清洗，去除异常数据和重复记录，保证数据的准确性。
2. 数据关联：根据设备信息和连接时间点，将数据与用户的到访记录进行关联，建立用户行为轨迹模型。
3. 客流统计：根据用户到访记录，统计不同时间段的客流量、客流量分布、顾客停留时长等统计指标。
4. 数据分析：基于统计指标，对客流趋势、顾客群体特征等进行数据分析，并形成相关报告。
五、可视化展示1. 数据展示平台搭建：利用数据可视化工具或开发自行开发可视化展示平台，将统计结果以直观的图表、报表、地图等形式展示出来。
wifi原理及制作工艺流程
WiFi原理及制作工艺流程1. WiFi的基本原理WiFi（无线保真）是一种用于无线局域网的通信技术，它基于无线电波传输数据。
WiFi使用无线接入点（AP）将有线网络连接到无线设备，使其能够无线访问互联网。
WiFi通信的基本原理如下：1.无线信号传输：WiFi使用2.4GHz或5GHz频段的无线电波进行数据传输。
这些频段在全球范围内都属于可免费使用的ISM（工业、科学和医疗）频段。
2.调制解调：发送端将数字数据转换为模拟信号，并在发送之前进行调制。
接收端接收到信号后进行解调，将模拟信号转换回数字数据。
3.多路复用：为了增加网络容量，WiFi使用多路复用技术，允许多个设备同时在同一频道上进行通信。
常见的多路复用技术包括频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）和码分多址（CDMA）。
4.数据加密：为了保护数据安全，WiFi使用各种加密算法对数据进行加密。
最常见的加密算法是WEP、WPA和WPA2。
这些算法使用密码对数据进行加密和解密，以防止未经授权的访问。
5.网络协议：WiFi使用各种网络协议来管理数据传输。
最常见的协议是TCP/IP协议，它定义了数据如何在网络上进行分组、传输和重新组装。
2. WiFi制作工艺流程WiFi设备的制作工艺可以分为以下几个步骤：步骤1：设计和开发在WiFi设备的制作过程中，首先需要进行设计和开发。
这包括确定设备的功能和特性，选择适当的硬件和软件平台，并开发出相应的电路板和固件。
步骤2：原材料采购一旦设计和开发完成，接下来需要采购制造所需的原材料。
这些原材料包括电子元器件、电路板、外壳、天线等。
步骤3：电路板制造电路板是WiFi设备的核心组成部分之一。
制造电路板通常包括以下步骤：1.PCB设计：根据设备的功能需求，进行电路板布局和线路连接设计。
2.PCB制造：将PCB设计文件发送给PCB制造商，他们将根据设计文件制造出具有正确线路连接的电路板。
3.元器件贴装：将电子元器件焊接到电路板上。
《2024年OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》范文
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能家居系统逐渐成为现代家庭不可或缺的一部分。
OneNET云平台以其强大的数据处理能力和广泛的连接性，为智能家居监控系统的设计与实现提供了良好的基础。
本文将详细介绍在OneNET云平台下，基于WiFi技术的智能家居监控系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用C/S（客户端/服务器）架构，主要由用户端、云平台端和设备端三部分组成。
用户端通过手机或电脑等设备进行操作，云平台端负责数据传输和存储，设备端则负责采集和处理传感器数据。
2. WiFi通信模块设计WiFi通信模块是本系统的关键部分，它负责设备端与云平台端之间的数据传输。
通过WiFi模块，设备端将传感器数据传输至云平台，同时云平台也可将控制指令下发至设备端。
3. 传感器模块设计传感器模块负责采集家居环境中的各种数据，如温度、湿度、光照强度等。
通过与WiFi模块的连接，传感器模块将数据传输至云平台，实现远程监控。
三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括WiFi模块、传感器模块、微控制器等。
其中，WiFi模块选用市面上常见的ESP8266芯片，具备低功耗、高稳定性等特点；传感器模块则根据实际需求选择相应的传感器，如温度传感器、湿度传感器等；微控制器负责协调各模块的工作。
2. 软件实现软件部分主要包括设备端程序和云平台程序。
设备端程序负责采集传感器数据并通过WiFi模块将数据传输至云平台；云平台程序则负责接收数据、存储数据并下发控制指令。
在编程语言方面，设备端程序可采用C/C++语言编写，云平台程序则可采用Java或Python等语言编写。
四、系统测试与优化在系统实现后，需要进行测试与优化。
测试主要包括功能测试、性能测试和稳定性测试。
通过测试，发现系统中存在的问题并进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
此外，还需对系统进行安全测试，确保系统的数据安全和隐私保护。
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程
一种基于wifi探针的实时客流统计系统及方法与流程
一种基于WiFi探针的实时客流统计系统及方法与流程可以包括以下几个步骤：
1. 设置WiFi探针：在需要进行客流统计的区域，安装WiFi
探针设备，并设置好相关参数，包括探测频率、信号强度等。
2. 探测信号强度：WiFi探针会不断扫描周围的WiFi信号，并记录下每个信号的MAC地址和信号强度。
3. 过滤信号：根据预设的过滤条件，将无关的WiFi信号过滤掉，只保留与目标区域相关的信号。
4. 定位设备：根据WiFi探针记录下的信号强度，通过信号衰减模型或信号指纹定位算法，将每个WiFi信号对应的移动设备进行定位。
5. 统计数据：记录下每个移动设备的位置和时间，统计每个时段内出现在目标区域的移动设备数量。
6. 数据分析：根据统计的数据，可以进行客流趋势分析、客群画像分析等，有助于商家进行进一步的运营决策。
7. 实时展示：将客流统计结果以可视化的方式展示出来，如通过数据大屏或手机App等方式，实时监控客流情况。
需要注意的是，基于WiFi探针的客流统计系统需要获得用户授权，并保证用户隐私的安全性。
基于WiFi的无线浪高数据采集系统的设计
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》范文
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，智能家居系统已成为现代家庭和企业的必备设备。
为了实现智能家居的便捷、高效和安全，本文将介绍在OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现。
该系统以WiFi通信技术为基础，通过OneNET云平台进行数据传输与处理，实现对家居环境的实时监控与控制。
二、系统需求分析1. 功能性需求：系统应具备实时监控、远程控制、报警提示等功能，以满足用户对智能家居的需求。
2. 安全性需求：系统应具备数据加密、权限管理等安全措施，保障用户数据安全。
3. 用户体验需求：系统界面应简洁易用，操作方便，以满足不同用户的操作习惯。
三、系统设计1. 硬件设计：系统硬件主要包括传感器、执行器、WiFi模块等。
传感器用于采集家居环境数据，执行器用于执行控制命令，WiFi模块用于与OneNET云平台进行通信。
2. 软件设计：软件部分包括OneNET云平台、服务器端和客户端。
OneNET云平台负责数据传输与处理，服务器端负责接收OneNET云平台的数据并下发控制命令，客户端负责展示界面和用户交互。
3. 通信协议：系统采用WiFi通信技术，通过TCP/IP协议与OneNET云平台进行通信。
四、系统实现1. 数据采集：传感器通过WiFi模块将采集到的家居环境数据发送至服务器端。
2. 数据传输：服务器端将接收到的数据通过OneNET云平台进行传输与处理。
3. 控制命令下发：OneNET云平台根据处理结果下发控制命令至服务器端，服务器端再通过WiFi模块将控制命令发送至执行器。
4. 界面展示：客户端通过WiFi模块接收服务器端的数据，并在界面上展示。
五、关键技术与难点1. 数据传输与处理：系统采用OneNET云平台进行数据传输与处理，需要确保数据的实时性、准确性和安全性。
2. 网络安全：由于系统采用WiFi通信技术，网络安全是系统的关键技术之一。
物联网中基于WiFi定位技术的使用方法
物联网中基于WiFi定位技术的使用方法随着物联网（Internet of Things，简称IoT）的快速发展，WiFi定位技术在物联网中的应用越来越广泛。
WiFi定位技术利用无线网络中的WiFi信号，通过收集和分析WiFi信号的强度、延迟、时间戳等信息，来确定设备的位置。
相比其他定位技术，WiFi定位技术具有成本低、覆盖范围广、精度较高等优势，因此受到广大物联网应用开发者的青睐。
本文将介绍物联网中基于WiFi定位技术的使用方法，旨在帮助读者更好地理解和运用该技术。
一、WiFi定位技术的原理WiFi定位技术的原理是通过收集周围WiFi信号的信息来确定设备的位置。
WiFi信号可以通过手机、路由器等设备发送出去，这些信号在传播过程中会受到一些因素的影响，如墙体、障碍物等。
WiFi定位技术通过接收这些信号并分析其强度、延迟、时间戳等参数，从而推算设备所在的位置。
二、基于WiFi定位技术的应用场景1. 室内定位：传统的GPS定位在室内精度较低，而WiFi定位技术可以通过收集WiFi信号，精准确定设备在室内的位置，为室内导航、个人健康监测等提供支持。
2. 资产追踪：利用WiFi定位技术可以实现对物品的实时追踪和监控，如仓库物流管理、车辆定位等。
通过接入WiFi网络，可以精确获得物品的当前位置，并及时进行管理和调度。
3. 商场营销：通过收集顾客在商场内连接的WiFi信号，可以准确判断顾客所在的位置，从而提供个性化的推荐服务、优惠券等营销活动，提升用户体验和销售额。
4. 安防监控：WiFi定位技术可以用于室内和室外的安防监控，通过分析WiFi信号及其变化来检测异常行为、轨迹等，提供实时的安全防护。
三、基于WiFi定位技术的使用方法1. 确定基站布局：首先，需要在使用环境中合理布置WiFi基站，以便充分覆盖需要定位的区域，确保定位精度和稳定性。
基站的数量和布局需要根据具体情况进行调整。
2. 数据收集与分析：收集周围WiFi信号的数据是进行定位的关键步骤。
高教社2024工业互联网数据采集技术教学课件任务4.3 网关数据采集应用
Modbus网关数据采集实现
智能电表使用Modbus-RTU协议，波特率9600，通讯参数如下：
Modbus网关数据采集实现
，进入网关管理主界面，如图所示 工业网关是一种智能传输终端设备，通过让工业设备接入网络，远程获取设备 运行数据，实现远程监控、调试、升级、维护、控制的一种设备。 工业网关是一款采用嵌入式硬件的计算机设备，具有多个用于连接设备的下行 通信接口（南向接口），一个或者多个用于连接工业互联网平台或采集系统的上行 网络接口（北向接口）。
LoRa网关位处LoRa星形网络的核心位置，是终端和服务器(Server)间的信息桥梁， 是多信道的收发机。LoRa网关有时又被称为LoRa基站或LoRa集中器、LoRa DTU设 备，虽然定义不同，但其实是同一含义。
工业网关的作用
任
➢ 了解数据上传的形式与过程；
务
➢ 熟悉MQTT协议以及平台内部的MQTT API；
项目4工业数据采集网络 任务3网关数据采集应用
工业网关的作用
工业网关是一种智能传输终端设备，通过让工业设备接入网络，远程获取设备 运行数据，实现远程监控、调试、升级、维护、控制的一种设备。
工业网关是一款采用嵌入式硬件的计算机设备，具有多个用于连接设备的下行 通信接口（南向接口），一个或者多个用于连接工业互联网平台或采集系统的上行 网络接口（北向接口）。
Modbus网关数据采集实现
，进入网关管理主界面，如图所示 工业网关是一种智能传输终端设备，通过让工业设备接入网络，远程获取设备 运行数据，实现远程监控、调试、升级、维护、控制的一种设备。 工业网关是一款采用嵌入式硬件的计算机设备，具有多个用于连接设备的下行 通信接口（南向接口），一个或者多个用于连接工业互联网平台或采集系统的上行 网络接口（北向接口）。
长沙数据采集网关方案
长沙数据采集网关方案1. 引言数据采集是一项重要的工作，尤其在大数据时代，许多企业和组织需要采集、存储和处理大量的数据。
长沙作为中国的一个重要城市，也面临着数据采集的需求。
为了满足长沙地区的数据采集需求，我们提出了一种数据采集网关方案。
2. 方案概述长沙数据采集网关方案是基于物联网技术的一种数据采集解决方案。
该方案通过部署物联网网关设备在数据源附近，实现对数据源的自动采集、传输和处理。
网关设备通过网络将采集到的数据传输到云端，供进一步的存储和分析。
以下是该方案的几个关键组成部分：2.1 网关设备网关设备是长沙数据采集网关方案的核心。
该设备具备以下功能：- 数据采集：网关设备通过各种传感器和接口，实时采集各种类型的数据，如温度、湿度、压力等。
- 数据传输：采集到的数据通过网络传输到云端或本地服务器，确保数据的可靠性和安全性。
- 数据处理：网关设备可以对采集到的数据进行初步处理，如数据清洗、去噪等，以提高数据质量。
2.2 网络连接长沙数据采集网关方案需要依托稳定可靠的网络连接。
可以选择使用有线网络或无线网络，根据具体需求选择合适的网络设备和服务供应商，以确保数据的快速传输和可靠连接。
2.3 数据存储和分析采集到的数据需要进行存储和分析，以便后续的应用。
可以选择使用云端存储和分析平台，也可以搭建本地服务器进行数据处理。
根据具体需求选择合适的存储和分析方案，并确保数据的安全性和可访问性。
3. 方案实施长沙数据采集网关方案的实施包括以下几个步骤：3.1 需求调研在实施之前，需要进行需求调研，了解长沙地区的数据采集需求。
这包括数据采集类型、数据量、数据频率等要素的调查和分析。
3.2 硬件选型根据需求调研的结果，选择合适的网关设备。
这包括选择适配的传感器和接口、合适的处理能力和存储容量等。
3.3 网络建设根据实际情况，进行网络建设。
在建设过程中，需要考虑网络的可靠性、安全性和可扩展性，以及合理的网络拓扑结构。
无线传感器网络如何实现数据采集
无线传感器网络如何实现数据采集无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的一种网络系统。
这些节点能够自主感知环境中的各种物理量，并将采集到的数据传输给中心节点或其他节点。
数据采集是无线传感器网络的核心功能之一，它能够为各种应用场景提供实时、准确的环境信息。
一、节点感知与数据采集在无线传感器网络中，节点是实现数据采集的基本单元。
每个节点都配备有各种类型的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，用于感知环境中的不同物理量。
节点通过感知环境中的变化，并将采集到的数据进行处理和传输。
节点感知环境中的物理量时，首先需要对传感器进行配置和校准。
传感器的配置包括设置采样频率、采样精度等参数，以及选择合适的传感器工作模式。
校准是为了保证传感器采集到的数据准确可靠，需要对传感器进行标定和校正，以消除误差和漂移。
节点感知到环境中的物理量后，将采集到的数据进行处理和压缩。
数据处理包括对原始数据进行滤波、降噪、去重等操作，以提高数据的质量和准确性。
数据压缩是为了减少数据传输的开销，通过对数据进行压缩和编码，可以降低能耗和带宽占用。
二、数据传输与路由选择在无线传感器网络中，数据传输是节点之间进行通信的重要环节。
数据传输可以通过无线信道进行，也可以通过有线网络进行。
无线传感器网络中的节点通常具有有限的能源和计算资源，因此需要设计高效的数据传输协议和路由选择算法。
数据传输协议是指节点之间进行通信时所遵循的规则和约定。
常见的数据传输协议有TDMA（时分多址）、CDMA（码分多址）等。
这些协议可以有效地利用无线信道资源，提高数据传输的可靠性和效率。
路由选择算法是指节点在传输数据时选择合适的传输路径。
由于无线传感器网络中的节点数量庞大，节点之间的通信距离有限，因此需要选择合适的路由路径来传输数据。
常见的路由选择算法有最短路径算法、最小能量路径算法等，这些算法可以根据节点之间的距离、能耗等因素进行路由选择，以提高数据传输的效率和能耗。
基于无线网络的生产数据采集与监控系统设计
基于无线网络的生产数据采集与监控系统设计陈丹;黄育彬;方正;林晓东【摘要】In order to collect the real time of the equipment operation in the workshop and production quantity,this system,single chip microcomputer,collects the production data,using ZigBee commu-nication module of wireless network,and through the WIFI module to transfer the production data to the server,the user can use the mobile client connect to the server to view real-time production data. This paper mainly introduces the composition of single-chip microcomputer control system and the de-sign of the control program,ZigBee module and WIFI module configuration.%为了能够实时地采集到车间生产设备的开机时间和生产数量,系统通过单片机收集生产数据,利用ZigBee通信模块组成无线网络,并通过 WIFI模块将生产数据传送到服务器,用户可以利用手机客户端连接到服务器查看实时的生产数据。
文章主要介绍了单片机控制系统的组成与控制程序的设计,ZigBee 模块和WIFI模块的配置。
【期刊名称】《泉州师范学院学报》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】3页(P47-49)【关键词】单片机;ZigBee;WIFI;无线通信;数据采集【作者】陈丹;黄育彬;方正;林晓东【作者单位】泉州师范学院数学与计算机科学学院，福建泉州 362000; 福建省大数据管理新技术与知识工程重点实验室，福建泉州 362000; 智能计算与信息处理福建省高等学校重点实验室，福建泉州 362000;泉州师范学院数学与计算机科学学院，福建泉州 362000;泉州师范学院数学与计算机科学学院，福建泉州362000;泉州师范学院数学与计算机科学学院，福建泉州 362000【正文语种】中文【中图分类】TN92随着互联网技术的深入，在过去的十到十五年间，如百度、阿里巴巴、腾讯主导的互联网企业飞速发展，给社会带来了巨大的进步.而工业企业用于生产过程的互联网却没有大规模的发展.近年来，美国的通用电器公司(GE)、微软公司、IBM等巨头，都十分关注工业互联网，并预言这将成为下一个互联网的浪潮.我国的中小企业众多，生产管理的水平落后,在工业互联网方面有很大的发展空间.例如,拉链生产企业在生产过程中，由于拉链的配件多，生产工序复杂，各种配件的产量计量多是通过人工计时或计件进行统计.生产厂家常用的产量数据采集方法是在每一台的生产设备上安装工时计时器或产品个数计数器，下班后由人工逐一读取并手工记录计时器和计数器上显示数据，作为本班次的产量数据.由于工厂里有多个生产车间，每个车间内的设备有几十台到上百台不等.用人工采集数据的方法效率低、费时费力，且易产生人为错误引起纠纷.大量的手工数据没有输入计算机，不便于统计、查询、分析和管理.设计本系统的目的是将分散在车间中各生产机器连接到无线网络，实现生产数据无线采集和上传，利用后台的数据管理系统软件统计、查询、分析和管理采集到的生产数据.本系统采用无线网络进行设备的互联，由于拉链生产车间生产设备数量众多，若用有线网络连接网线的布线困难极大且施工成本较高，使拉链生产厂家难以接受.虽然，目前国内的拉链生产企业尚未有类似的生产数据采集系统.但在其他的行业已经有类似系统的成功案例，常见的有无线温度无线采集网络、无线矿井数据无线采集网络、水文数据无线采集网络、智能家居系统等工业与民用系统[1-3].ZigBee无线技术可以通过节点间通信的接力实现数据的长距离传输.只要在每一台生产机器上安装一个ZigBee无线网络节点，就可以在相距不远的机器间实现通信的接力，解决车间面积大生产设备较多的问题.将每一台机器都连接到无线网络中.Zigbee可采用星状、片状和网状等结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点，子节点的数量也基本可以满足车间的机器数量的需要.Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，更可以满足本系统对网络安全的要求.本系统的数据采集子节点以单片机、数据采集电路、ZigBee无线网络节点模块组成，将子节点安装在每一台生产设备上.各节点采集到的数据，发送至ZigBee通信模块，通过无线网络转发到Zigbee的主节点，主节点通过WIFI模块将数据发送给服务器.服务器上数据库平台对数据进行统计、分析和查询.用PC机、平板电脑、手机等终端设备登录到服务器后，便可查询和修改数据.反过来，终端也可以通过服务器向ZigBee无线网络中各节点发送命令，并获取节点的数据或设置节点的工作状态.系统框图如图1所示.系统的ZigBee无线网络是由一个主节点和若干子节点共同构成.子节点称做车间设备节点安装在生产设备上，主节点称为车间主节点，负责所有子节点数据的收集与转发.子节节点由单片机、数据采集电路、ZigBee无线网络节点模块组成(图2)[4-6]，单片机采集数据，ZigBee无线通信模块负责无线网络通信.车间主节点由ZigBee无线通信模块和WIFI模块组成(图3)，WIFI模块将ZigBee网络连接到企业网络，与服务器建立连接.子节点的电路原理图如图2所示， CC253099(U2)模块做为ZigBee网络的Router节点，IAP15W205S(U1)是STC公司的51系列单片机.该系列单片机抗干扰性能优异，适用于生产车间的恶劣环境，它带有超高速异步通信接口，能够完全适用于ZigBee网络的传输速度. U2上P0_2为串行输入引脚与U1上的串行输出引脚TxD_2相连，U2上的P0_3为串行输出引脚与U1上的串行输入引脚RxD_2相连，以实现单片机与ZigBee从节点模块的串行通信[6-7].对于以机器的工作时长计工作量的生产机器开机时将向单片机提供一个高电平信号，关机时提供低电平信号.单片机采样此信号，控制计时的开始与停止.对于以计数产品个数的机器，在生产过程中将提供一组方波脉冲信号，每生产一个产品对应一个脉冲，单片通过采样脉冲信号进行计数.可以通过模式切换开关在以上两种模式下切换.生产设备编号应与节点地址一一对应，在以往的系统中要解决这个问题通常在每一个子节点电路中使用拨码开关设定机器的编号.这种方法需要在安装节点时，将拨码开关拨到相应的数值.本系统可在手持终端上选择节点的地址，由服务器向子节点发出地址命令，子节点上单片机比较收到的地址，若与本节点地址匹配，寻址指示灯即发生闪烁(图2)，人们可据此查找到设备的位置，并在手持终端上输入设备编号.用这一方法绑定机器编号与节点地址，电路简单可靠 [8-9].车间设备子节点和服务器之间制定有统一的通信协议.服务器对车间设备节点的操作主要有两种：一种是请求设备节点的数据，另一种是命令设备节点进行某种操作.需要定义三种类型的数据帧，即命令请求帧、数据请求帧、数据应答帧.服务器利用企业网和ZigBee通信网网络发送请求帧命令和查询车间设备节点，车间设备节点在正确收到数据帧后，会按指定要求完成操作并返回一个应答帧.服务器端的帧格式如表1所示[8].本系统用ZigBee无线网络把各台生产设备都连到一起，并把采集到的数据传到后台的服务器中处理.用手持设备可以很方便查询每个子节点的数据及统计数据.由于不需要布线，可节省安装的成本，对企业原有设备的改造十分便利.在不需要人工干预的情况下，系统可以24 h不间断地采集数据，可节省大量人力，极大地提高了车间管理水平.长期的数据积累，可成为企业大数据分析的数据资源，为公司的决策提供依据.系统有很好的适用性，可用于车间里有类似的生产设备的企业.系统经有关企业的试用，效果良好.【相关文献】[1] 韩洪江.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出版社，2005.[2] 万文斌，石勇.基于Zigbee的智能开关控制系统与设计[J].电气自动化，2010，32(3)：57-59.[3] 朱斌,唐勇，谭勇，等.基于ZigBee的工控网数据采集传输系统设计[J].化工自动化及仪表，2010，37(4)：81-85.[4] 鼎泰克电子.ZigBee 模块用户手册[Z]，2014.[5] 海凌科电子. HLK-RM04说明书[Z]，2014.[6] 宏晶科技.STC15F2K60S2系列单片机器件手册[Z]，2014.[7] 丁向荣.单片机微机原理与接口技术[M].北京:电子工业出版社, 2012:13-14.[8] 任小洪,乐英高,徐卫东,等.无线传感ZigBee技术在物联网中的应用[J].电子技术应用,2011,37(6): 81-83.[9] 吴玉厚,姚金梅,陈士忠.基于ZigBee技术无线传感器网络节点研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版)，2012，28(4)：735-741.。
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3、wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块，所述供电模块连接于 CPU模块、4G模块和wifi模块以供电；所述CPU模块通过PCI连接于4G模块，所述4G模块 与广域网络通信；所述CPU模块与WIFI模块连接，将4G模块从广域网络接收或者发送的 信息转换后通过WIFI模块无线转发。wifi无线路由器既有4G模块，又有wifi模块，当远程 控制终端距离wifi无线路由器较远时，可采用4G无线广域网络转WIFI无线局域网络的方式
本技术涉及信息采集领域，具体涉及基于wifi的数据采集网关，包括用于数据采集的数据采
集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于 处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置。本技术数据处理能力强、采集精度高、时效性 强、运行成本低、便于大规模推广使用。
技术要求
1.基于wifi的数据采集网关，其特征在于：包括用于数据采集的数据采集装置、用于对采
面，通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器，采用wifi进行信号传输，传输速度
高、有效距离长，保证数据能快速、准确的传输至远程控制终端，提高了数据采集精 度；第三方面，处理装置与远程控制终端之间的信号传递为双向的，既能快速准确的将 数据采集装置采集的信号传输至远程控制终端，又能接受远程控制终端的控制，实现远 程操控，进一步增加了网关的智能性，且数据经处理装置处理后输出，使得信号在传输 过程中减小失真，从而提高数据采集的精确度。
进行通讯，以确保信息传递的及时准确，保证数据采集精度和时效。
4、wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模 块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连， 所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与 所述wifi模拟信号放大模块相连。在信号放大前，通过wifi模拟信号解调模块对传输过程
中衰减的信号进行解调还原为数字信号，再通过数字信号处理模块对数字信号进行校
验，消除失真，再通过wifi数字信号调制模块转换为模拟信号，最后再通过wifi模拟信号
放大模块进行信号放大。通过此过程可保证放大后的信号中噪声不会叠加，信号灵敏度 高，信号传输可靠性高，有利于进一步提高数据采集精度。
5、wifi模拟信号放大模块为线性放大器，线性放大器对输入信号中特定频率部分的进行 放大,从而实现对输入WIFI信号的放大，驱动负载能力好、抗干扰能力强,信号传输可靠性 高，wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片，输出功率典型值为1W，应用范围广，有利于
息的温度传感器、用于采集湿度信息的湿度传感器，所述RS485输入装置前端连接有用于 采集振动信息的振动传感器，所述RS232输入装置前端连接有用于进行条码扫描的条码传
感器、用于进行二维码扫描的二维码传感器，所述时钟装置连接于处理装置以提供实时 时钟信号。根据不同传感器选择不同的信号输入方式，输入通道多种多样，以保证最佳 的输入速度和输入质量，进一步提高了数据采集的精确度，且时钟模块提供实时时钟信 号，保证处理装置获取的信息、远程控制终端获取的信息与数据采集装置采集的信息之 间的同步性，进一步有利于实时准确采集工业数据。
2.根据权利要求1所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述数据采集装置包括数 字量输入接口电路装置、模拟量输入接口电路装置、RS485输入装置、RS232输入装置、
视频输入装置和时钟装置，所述视频输入装置前端连接用于采集图像的摄像头，所述数 字量输入接口电路装置前端连接有用于采集电压的电压传感器、用于采集电流的电流传 感器，所述模拟量输入接口电路装置前端连接有用于采集温度信息的温度传感器、用于
对上述技术方案的进一步改进为，所述处理装置为实体处理器或云服务器。
本技术的有益效果为：
1、一方面，本技术通过数据采集装置采集工业数据，经处理装置处理后，通过通讯装置
反馈至远程控制终端，供管理者实时监控工业生产情况，智能化程度高，工作效率高， 数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用；第二方
集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远
程控制终端通讯的通讯装置；所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器；所述
处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的 储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置 进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接
块无线转发。
4.根据权利要求3所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述wifi信号放大器包括 wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模 块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与 所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块
于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹 加密协议以及指纹解密协议。
7.根据权利要求6所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述处理装置为实体处理
器或云服务器。
技术说明书
基于wifi的数据采集网关
技术领域
本技术涉及信息采集领域，特别是涉及基于wifi的数据采集网关。
置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于
处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置；所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线
路由器；所述处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用 于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用 于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的
本技术的推广应用。
6、远程控制终端为PC机或手机或PAD，用户选择多样化，所述远程控制终端包括用于收
集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启 动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。设有启动单元，只 有当输入正确的指纹时，系统才能启动，以进行远程控制，增加了本技术使用的安全 性，防止恶意入侵造成的远程控制失灵，进一步确保产能信息采集的准确性。
2、数据采集装置包括数字量输入接口电路装置、模拟量输入接口电路装置、RS485输入 装置、RS232输入装置、视频输入装置和时钟装置，所述视频输入装置前端连接用于采集
图像的摄像头，所述数字量输入接口电路装置前端连接有用于采集电压的电压传感器、 用于采集电流的电流传感器，所述模拟量输入接口电路Байду номын сангаас置前端连接有用于采集温度信
口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所 述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所 述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无线路由器的
远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。
一数据采集功能，受限于单片机的计算能力，现有数据采集器存在以下问题：(1)数据处 理能力达不到工业现场多参量数据采集的要求；(2)精度较低，易受干扰造成数据的误采 集；(3)时效性无法满足，数据传输速度慢，导致采集的信息滞后；(4)现在的基于wifi的数
据采集网关设备基本都基于单一设备协议或基于窄带无线通讯，现有技术中相对施工成
对上述技术方案的进一步改进为，所述wifi模拟信号放大模块为线性放大器，所述wifi模 拟信号放大模块为RF2126芯片。
对上述技术方案的进一步改进为，所述远程控制终端为PC机或手机或PAD，所述远程控
制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、 用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。
相连。
5.根据权利要求4所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述wifi模拟信号放大模 块为线性放大器，所述wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片。
6.根据权利要求5所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述远程控制终端为PC 机或手机或PAD，所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用
对上述技术方案的进一步改进为，所述数据采集装置包括数字量输入接口电路装置、模
拟量输入接口电路装置、RS485输入装置、RS232输入装置、视频输入装置和时钟装置，
所述视频输入装置前端连接用于采集图像的摄像头，所述数字量输入接口电路装置前端 连接有用于采集电压的电压传感器、用于采集电流的电流传感器，所述模拟量输入接口 电路装置前端连接有用于采集温度信息的温度传感器、用于采集湿度信息的湿度传感
对上述技术方案的进一步改进为，所述wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字 信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模 块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相 连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。
远程信号接口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无 线连接，所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无 线连接，所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无
线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。
7、处理装置为实体处理器或云服务器，处理装置可为云服务器，各类工业数据均能反馈
本较高，维护使用成本较高，不利于用户的使用推广；(5)现有网关只能依靠后端软件平
台实现数据的展示。