一种基于云传感的数据压缩的数据传输装置的制作方法

1.本实用新型涉及传感器数据传输技术领域，特别涉及一种基于云传感的数据压缩的数据传输装置。


背景技术：

2.传统的传感器未搭载有无线传输功能，需通过dtu、plc、rtu、单片机或嵌入式系统进行数据采集，然后通过各种网络传输到本地服务器，本地服务器再通过互联网传输给人工智能、大数据等使用场景。这种方式数据节点和链路繁多，数据无法保证真实性、准确性、有效性、可靠性、实时性和密集性，也无法规避数据丢失情况。同时系统需要供电、供网等诸多外在条件。
3.综上所述，传统的传感器实现云传输，存在单位时间数据传输量小、传输链路可靠性低等问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种基于数据压缩的数据传输装置，通过改进传感器内部结构，解决了传统的传感器存在的单位时间数据传输量小、传输链路可靠性低的问题。
5.为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为采用一种基于数据压缩的数据传输装置，包括传感器终端和云端，所述传感器终端与所述云端通信连接，所述传感器终端设置有数据压缩单元和通信单元，在所述传感器终端获取到检测数据的情况下，所述数据压缩单元将压缩后的所述检测数据通过所述通信单元传输至所述云端。
6.可选地，所述传感器终端还设置有用于采集所述检测数据的感知模组，其中，所述感知模组至少由温湿度检测装置、压力检测装置、压差检测装置、流量检测装置、流速检测装置和环境监测装置中的一种或多种装置构成。
7.可选地，所述通信单元至少包括以太网控制器、4g/wifi通信单元和rs485通信单元。
8.可选地，数据压缩单元为mcu。
9.可选地，所述以太网控制器通过spi接口与所述mcu电气连接，所述4g/wifi通信单元通过uart1接口与所述mcu电气连接，所述rs485通信单元通过uart2接口与所述mcu电气连接。
10.可选地，所述传感器终端还包括用于存储所述检测数据的数据缓存单元。
11.可选地，所述云端还包括用于解压所述压缩后的检测数据的解压单元。
12.本实用新型的首要改进之处为提供的基于云传感的数据压缩的数据传输装置，通过在传感器终端设置数据压缩单元对检测数据进行压缩，并通过在传感器终端设置所述通信单元与云端直接建立通信连接，使得压缩后的所述检测数据能够直接传输至云端并进行解压，解决了传统的传感器存在的单位时间数据传输量小、传输链路可靠性低的问题。
附图说明
13.图1是本实用新型的基于数据压缩的数据传输装置的简化结构电气连接图；
14.图2是本实用新型的基于数据压缩的数据传输装置的一优选实施例的简化电路连接图。
15.图3是本实用新型的筛选振幅方法的一优选实施例的简化流程。
具体实施方式
16.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
17.如图1所示，一种基于数据压缩的数据传输装置，包括传感器终端1和云端2，所述传感器终端1与所述云端2通信连接，所述传感器终端1设置有数据压缩单元11和通信单元12，在所述传感器终端1获取到检测数据的情况下，所述数据压缩单元11将压缩后的所述检测数据通过所述通信单元12传输至所述云端2。其中，所述通信单元12至少包括以太网控制器、4g/wifi通信单元和rs485通信单元；所述传感器终端1还包括用于存储所述检测数据的数据缓存单元14。
18.进一步的，所述传感器终端1还设置有用于采集所述检测数据的感知模组13，其中，所述感知模组13至少由温湿度检测装置、压力检测装置、压差检测装置、流量检测装置、流速检测装置和环境监测装置中的一种或多种装置构成。
19.进一步的，数据压缩单元11为mcu。所述mcu压缩所述检测数据的方法为：将所述检测数据的采集周期定义为t，在t时间内采集的所述检测数据为dn，采集频率为f
adc
,则采集数据量n＝t*f
adc
，dn＝{d
1 d
2 d3…dn-1 dn}：若所述检测数据为d(n)为非周期性连续时间信号，用傅里叶变换可表示为对于有限长的离散信号d(n),对其数据进行fft变换得到，信号频域xn[a0 ib0,a1 ib1,a2 ib2,
…an
ibn]后，将频域转换成振幅并求模：其中，zn为表示频域的复数对应的模；基于频域的复数对应的模生成完整振幅其中，pn为频域对应的振幅；基于所述完整振幅计算单边振幅计算不同频率cn下的初始相位角θ：
筛选不影响传感器精度fs，传感器量程l的频域对应的振幅，并舍弃；在使用如图3所述的筛选振幅的方法后，将p1中的m个数据进行整理，将频域(f)、振幅(p)、初始相位角(θ)进行数据组合，生成压缩后的所述检测数据，其中，压缩后的所述检测数据的数据量为：fm＝nm*f
adc
，数据包为：cdm＝{f0,p0,θ0\f1,p1,θ1\f2,p
2 θ2……
\f
m-1
,p
m-1
,θ
m-1
}。
[0020]
更进一步的，如图2所示，在mcu的型号为stm32l073rbt6时，所述以太网控制器通过spi接口与所述mcu电气连接，所述4g/wifi通信单元通过uart1接口与所述mcu电气连接，所述rs485通信单元通过uart2接口与所述mcu电气连接。
[0021]
更进一步的，所述云端2还包括用于解压所述压缩后的检测数据的解压单元21。其中，所述解压单元21还原所述压缩后的检测数据的的方法为：利用还原公式其中，n∈[1,t*f
adc
]，还原压缩后的数据包：cdm＝{f0,p0,θ0\f1,p1,θ1\f2,p
2 θ2……
\f
m-1
,p
m-1
,θ
m-1
}，生成检测数据dn＝{d
1 d
2 d3…dn-1 dn}。
[0022]
本实用新型通过在传感器终端设置数据压缩单元对检测数据进行压缩，并通过在传感器终端设置所述通信单元与云端直接建立通信连接，使得压缩后的所述检测数据能够直接传输至云端并进行解压，解决了传统的传感器存在的单位时间数据传输量小、传输链路可靠性低的问题。
[0023]
以上对本发明实施例所提供的基于云传感的数据压缩的数据传输装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0024]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应
认为超出本发明的范围。
[0025]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。