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1、(10)申请公布号 CN 103413422 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103413422 A *CN103413422A* (21)申请号 201310315276.4 (22)申请日 2013.07.24 G08C 19/00(2006.01) G06F 13/38(2006.01) G06F 17/50(2006.01) (71)申请人 中国科学院上海微系统与信息技术 研究所 地址 200050 上海市长宁区长宁路 865 号 5 号楼 505 室 (72)发明人 付耀先 (74)专利代理机构 上海泰能知识产权代理事务 所 31233 代理人 宋缨 孙健 (54。
2、) 发明名称 一种传感器信息采集集成开发平台 (57) 摘要 本发明涉及一种传感器信息采集集成开发平 台， 包括相互连接的信号采集回放设备与计算机， 所述信号采集回放设备包括电源模块、 传感器接 入转换模块和信号采集模块 ； 所述电源模块为传 感器接入转换模块的传感器接入口提供电压 ； 所 述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感 器， 并接收传感器信号 ； 所述信号采集模块用于 将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转 换为数字信号后传输给计算机 ； 所述计算机接收 所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信 号， 并存储、 显示和处理采集到的数据。本发明实 现多路传感器信息采集、 存储、。
3、 仿真、 回放功能， 为 信息处理提供重要参考数据。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103413422 A CN 103413422 A *CN103413422A* 1/1 页 2 1. 一种传感器信息采集集成开发平台， 包括相互连接的信号采集回放设备与计算机， 其特征在于， 所述信号采集回放设备包括电源模块、 传感器接入转换模块和信号采集模块 ； 所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电压， 用于接入不同电压的传。
4、感 器 ； 所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器， 并接收传感器信号， 实现多类传 感器信号接入功能 ； 所述信号采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号 转换为数字信号后传输给计算机， 实现传感器数据的采集 ； 所述计算机接收所述传感器接 入转换模块和信号采集模块的信号， 并存储、 显示和处理采集到的数据， 实现传感器数据的 记录。 2. 根据权利要求 1 所述的传感器信息采集集成开发平台， 其特征在于， 所述计算机还 用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据进行关联。 3. 根据权利要求 1 所述的传感器信息采集集成开发平台， 其特征在于， 所述传感器接 入。
5、转换模块输入端包括数字接口和模拟接口 ； 所述数字接口通过数字通道转换为 USB 接口 或网口 ； 所述模拟接口通过模拟通道与所述信号采集模块相连。 4. 根据权利要求 3 所述的传感器信息采集集成开发平台， 其特征在于， 所述传感器接 入转换模块通过由计算机控制的选择开关选择一路或几路信号接通。 5. 根据权利要求 1 所述的传感器信息采集集成开发平台， 其特征在于， 所述信号采集 模块通过 USB 接口与所述计算机相连。 6. 根据权利要求 1-5 中任一权利要求所述的传感器信息采集集成开发平台， 其特征 在于， 所述信号采集回放设备还包括模拟回放模块 ； 所述模拟回放模块与所述计算机通过。
6、 USB 接口相连， 所述计算机通过 USB 接口将数据传送到模拟回放模块， 确认回放时钟， 按该 时钟将数字信号转为模拟信号， 并对其进行滤波处理， 模拟真实模拟信号， 实现传感器数据 的回放。 权 利 要 求 书 CN 103413422 A 2 1/3 页 3 一种传感器信息采集集成开发平台 技术领域 0001 本发明涉及无线传感网技术领域， 特别是涉及一种传感器信息采集集成开发平 台。 背景技术 0002 无线传感器网络 （Wireless Sensor Network， 简称 “WSN” ） 是涉及多学科高度交 叉、 知识高度集成的前沿热点研究领域， 它综合了传感器技术、 嵌入式计算。
7、技术、 现代网络 及无线通信技术、 分布式信息处理技术等， 能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时 监测、 感知和采集各种环境或监测对象的信息， 这些信息通过无线方式被发送， 并以自组多 跳的网络方式传送到用户终端， 从而实现物理世界、 计算世界以及人类社会三元世界的连 通。传感器网络具有十分广阔的应用前景， 在军事国防、 工农业、 城市管理、 生物医疗、 环境 监测、 抢险救灾、 防恐反恐、 危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值， 已经 引起了许多国家学术界和工业界的高度重视， 被认为是对 21 世纪产生巨大影响力的技术 之一。 0003 对于智能化传感器而言， 其传感器的信息。
8、处理功能是决定其最终功能及性能的重 要因素。 目前对于传感器的信号采集而言， 传感器往往独立存在， 需要外部供电或简单处理 后才能工作， 实际应用下， 独立信号采集系统无法考虑传感器供电等因素， 因此往往需要针 对不同的传感器设计不同的外部供电方式。同时传感器的输出信号往往和环境相关联， 不 同环境下， 传感器的输出性能不一致， 亦会导致信号处理的不一致。因此， 能建立与环境关 联性的信号采集处理系统成为进行传感器信号分析的利器。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种传感器信息采集集成开发平台， 实现多路 传感器信息采集、 存储、 仿真、 回放功能， 为信息处理提供重要参考数。
9、据。 0005 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 提供一种传感器信息采集集成开发 平台， 包括相互连接的信号采集回放设备与计算机， 所述信号采集回放设备包括电源模块、 传感器接入转换模块和信号采集模块 ； 所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入 口提供电压， 用于接入不同电压的传感器 ； 所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的 传感器， 并接收传感器信号， 实现多类传感器信号接入功能 ； 所述信号采集模块用于将所述 传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计算机， 实现传感器数据 的采集 ； 所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号， 并存储、。
10、 显示和 处理采集到的数据， 实现传感器数据的记录。 0006 所述计算机还用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据进行关 联。 0007 所述传感器接入转换模块输入端包括数字接口和模拟接口 ； 所述数字接口通过数 字通道转换为 USB 接口或网口 ； 所述模拟接口通过模拟通道与所述信号采集模块相连。 说 明 书 CN 103413422 A 3 2/3 页 4 0008 所述传感器接入转换模块通过由计算机控制的选择开关选择一路或几路信号接 通。 0009 所述信号采集模块通过 USB 接口与所述计算机相连。 0010 所述信号采集回放设备还包括模拟回放模块 ； 所述模拟回放模块与所。
11、述计算机通 过 USB 接口相连， 所述计算机通过 USB 接口将数据传送到模拟回放模块， 确认回放时钟， 按 该时钟将数字信号转为模拟信号， 并对其进行滤波处理， 模拟真实模拟信号， 实现传感器数 据的回放。 0011 有益效果 0012 由于采用了上述的技术方案， 本发明与现有技术相比， 具有以下的优点和积极效 果 ： 0013 本发明可以采集并存储传感器数据为计算机端进行传感器信号分析提供了便利， 并且可在不同环境下采集的数据， 可通过回放功能提供模拟真实信号， 为传感器信号板级 处理提供传感器。 0014 本发明提供了对传感器信息采集的集成开发环境， 传感器信息采集设备具有传感 器信息。
12、采集、 记录、 回放功能， 其中信号采集功能提供了多种传感器接口， 为传感器提供工 作所需电压以保障其正常工作， 可将数字传感器信号传至计算机， 亦可将模拟信号经采样 后传至计算机， 其中记录功能主要在计算机上提供与环境关联的信号存储， 并可调用计算 机端软件进行信号处理显示， 其中回放功能可将样本库中存储的传感器采集数据以采样时 钟回放， 模拟传感器信号源， 为其它设备提供开发调试参考。 附图说明 0015 图 1 是本发明的结构方框图 ； 0016 图 2 是本发明的流程图。 具体实施方式 0017 下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限。
13、制本发明的范围。 此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后， 本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改， 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 0018 本发明的实施方式涉及一种传感器信息采集集成开发平台， 如图 1 所示， 包括相 互连接的信号采集回放设备与计算机， 所述信号采集回放设备包括电源模块、 传感器接入 转换模块和信号采集模块 ； 所述电源模块为传感器接入转换模块的传感器接入口提供电 压 ； 所述传感器接入转换模块用于接入两个以上的传感器， 并接收传感器信号 ； 所述信号 采集模块用于将所述传感器接入转换模块接收到的模拟信号转换为数字信号后传输给计 算机 。
14、； 所述计算机接收所述传感器接入转换模块和信号采集模块的信号， 并存储、 显示和处 理采集到的数据 ； 所述计算机还用于记录传感器信号发生时刻的环境并将其与传感器数据 进行关联。 0019 信号回放设备具有多种传感器接口， 支持多类传感器的接入， 包括不同电压的、 不 同接口的传感器， 包括数据采集卡， 可采集模拟传感器信号， 并传送至计算机， 同时具有多 说 明 书 CN 103413422 A 4 3/3 页 5 种数字传感器接口转换功能， 可将不同种类的数字传感器接口转换为 USB 或网口信号， 并 传送至计算机， 可将数据专为模拟数据， 仿真真实采集效果， 为传感器信号处理开发提供信 。
15、号源。 0020 传感器接入转换模块具有 SPI 口、 I2C 口、 RS232 接口等常见传感器数字接口， 也具 有支持不同电压的模拟接口， 模拟接口为传感器供电， 并取得传感器输出的模拟信号。 传感 器接入转换模块具有输入通道选择功能， 可通过由计算机控制的选择开关选择某路信号接 通。传感器接入转换模块对于数字信号和模拟信号区别对待。对于数字信号， 传感器接入 转换模块可将接通数字通道的数字信号转为 USB 口或网口。对于模拟信号， 传感器接入转 换模块通过模拟通道将其提供给信号采集模拟使用， 亦可将其直接输出， 供其他处理设备 使用。 0021 电源模块具有 3.6V、 5V、 12V、。
16、 24V 等常见传感器供电电压， 分别为不同的传感器接 入转换模块的传感器接入口提供电压， 驱使传感器工作。 0022 信息采集模块具有 AD 转换器， 可将模拟信号转为数字信号， 并通过 USB 口传送到 计算机。 0023 模拟回放模块具有 DA 转换器， 计算机可通过 USB 口将数据传送到模拟回放模块， 确认其回放时钟， 按该时钟将数字信号转为模拟信号， 并对其进行滤波处理， 模拟真实模拟 信号。并可将该信号输出， 供其他处理设备使用。 0024 计算机端软件可存储显示采集到的数据， 并可通过视频录像等方式记录传感器信 号发生变化时的环境， 还可关联数据产生时的外部条件， 主要为视频音。
17、频信息， 还可可将保 存的数据回传至信号采集回放设备。 0025 如图 2 所示， 本发明的工作模式如下 ： 将传感器依据对应供电电压接入信息采集 回放设备， 输出模拟或数字信号。对于模拟信号， 送入信号采集模块， 信号采集模块将数据 采集后通过USB口或网口送至计算机。 对于数字信号， 送入传感器接入转换模块， 将SPI口、 I2C 口等传感器接口转为 USB 口或网口送至计算机或其它设备。 0026 计算机端的软件具有保存、 显示采样信号或数字传感器信号的功能， 同时可调用 Matlab等算法处理软件， 对数据进行处理。 同时， 计算机端可记录传感器信号发生时刻的环 境并将其与传感器数据关联。计算机端的软件包含原始采样信号、 并同步采样信号发生时 的视频影像， 经处理后的数据亦可同时进行播放， 以观察效果。对于录制的信息， 可依据关 键字进行选择调用。 0027 不难发现， 本发明可以采集并存储传感器数据为计算机端进行传感器信号分析提 供了便利， 并且可在不同环境下采集的数据， 可通过回放功能提供模拟真实信号， 为传感器 信号板级处理提供传感器。 说 明 书 CN 103413422 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103413422 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103413422 A 7 。