一种基于gis的物联网数据管理系统和方法
技术领域
1.本发明涉及物联网技术领域，具体的说是一种基于gis的物联网数据管理系统和方法。
背景技术：2.物联网是近年来快速发展的新技术，实现了大量数据的采集和互通，在工业和生活中都有广泛的应用。当覆盖区域比较小的时候，数据采集装置的设置位置可以灵活设置，但是当覆盖区域较大的时候，特别是需要在野外部署物联网的时候，受制于地形或者距离，很难构建出稳定的网络，每个节点的位置都需要反复确定，费时费力。
技术实现要素：3.为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于gis的物联网数据管理系统和方法，将物联网技术与gis技术相结合，能够通过gis子系统精确选择合适的物联网源节点位置，保证物联网数据能够准确地传输到数据管理子系统中，提升物联网数据的安全性和准确度。
4.为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种基于gis的物联网数据管理系统，包括gis子系统、物联网子系统和数据管理子系统；所述gis子系统用于获取和存储地理信息数据；所述物联网子系统用于根据所述地理信息数据生成多个物联网源节点，每个所述物联网源节点设置有一个用于采集物联网数据的物联网数据采集装置；所述数据管理子系统用于存储所述物联网数据，所述数据管理子系统与所有所述物联网数据采集装置均通信连接。
5.优选的，所述物联网数据采集装置包括可拆卸连接的第一主体、第二主体和第三主体，所述第一主体连接有用于与所述数据管理子系统通信的无线通信机构，所述第二主体连接有用于采集所述物联网数据的采集机构，并且所述采集机构与所述无线通信机构电性连接，所述第三主体连接有用于向所述无线通信机构和所述采集机构供电的供电机构。
6.优选的，所述无线通信机构包括电性连接的天线和无线通信模块，所述采集机构包括主控板，所述主控板电性连接有电源板和采集板，所述主控板还与所述无线通信模块电性连接，所述采集板电性连接有传感器，所述供电机构包括电性连接的电池和充电适配器，所述电池与所述电源板电性连接。
7.优选的，所述第一主体上开设有用于容纳所述天线和所述无线通信模块的第一容腔，所述第二主体上开设有用于容纳所述主控板和所述采集板的第二容腔，当所述第一主体和所述第二主体连接时所述第一容腔与所述第二容腔相连通。
8.优选的，所述第一主体上开设有环形的插孔，所述第二主体固定连接有与所述插孔相匹配的连接环，所述连接环插入到所述插孔中后通过若干个连接螺栓与所述第一主体相连接。
9.优选的，所述第二容腔中固定设置有若干个支撑柱，所有所述支撑柱均通过紧固螺栓与所述主控板固定连接，所述第二容腔中还固定连接有若干个导向杆，所述主控板上开设有与所述导向杆相匹配的导向孔。
10.优选的，所述主控板还固定连接有安装板，所述安装板上开设有多个第一安装孔和多个所述第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔均用于连接所述采集板。
11.优选的，所述第二主体上还开设有用于容纳所述电源板的安装槽，所述电源板上固定设置有若干个被动触点，所述第三主体上开设有用于容纳所述电池和所述充电适配器的第三容腔，当所述第二主体与所述第三主体相连接时所述安装槽与所述第三容腔相连通，所述电池电性连接有若干个与所述被动触点相对应的主动触点。
12.优选的，所述第一主体和所述第二主体之间设置有第一密封圈，所述第二主体与所述第三主体之间设置有第二密封圈。
13.本发明还提供一种基于gis的物联网数据管理方法，基于上述的一种基于gis的物联网数据管理系统，所述方法包括如下步骤：s1、选定目标管理区域，并且利用所述gis子系统获取和存储所述目标管理区域的地理信息数据；s2、基于所述目标管理区域的所述地理信息数据，选择多个所述物联网源节点，基于所述物联网数据采集装置的最大通信距离调整所述物联网源节点的位置，以使任意一个所述物联网源节点至少与其余所述物联网源节点中的一个之间的物理距离小于或者等于所述最大通信距离；s3、在每个所述物联网源节点上均设置一个所述物联网数据采集装置；s4、利用所述物联网数据采集装置采集所述物联网数据，并且通过中转发送或者直接发送的方式将所述物联网数据发送给所述数据管理子系统。
14.本发明将物联网技术与gis技术相结合，能够通过gis子系统精确选择合适的物联网源节点位置，保证物联网数据能够准确地传输到数据管理子系统中，提升物联网数据的安全性和准确度。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是物联网数据采集装置的整体结构示意图；图2是图1的局部放大图。
17.附图标记：1-第一主体，2-天线，3-无线通信模块，4-第一容腔，5-第一密封圈，6-插孔，7-连接环，8-橡胶圈，9-第二主体，10-第二容腔，11-防水接头，12-导向杆，13-主控板，14-紧固螺栓，15-支撑柱，16-第二密封圈，17-电源板，18-被动触点，19-第三主体，20-第三容腔，21-充电适配器，22-电池，23-保护板，24-主动触点，25-外螺纹管，26-安装板，27-第一安装孔，28-第二安装孔，29-间隙。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1和2，图1是物联网数据采集装置的整体结构示意图，图2是图1的局部放大图。
20.一种基于gis的物联网数据管理系统，包括gis子系统、物联网子系统和数据管理子系统。
21.gis子系统用于获取和存储地理信息数据。
22.物联网子系统用于根据地理信息数据生成多个物联网源节点，每个物联网源节点设置有一个用于采集物联网数据的物联网数据采集装置。
23.数据管理子系统用于存储物联网数据，数据管理子系统与所有物联网数据采集装置均通信连接。
24.本发明在使用时，首先选定一个目标管理区域，然后利用gis子系统获取和存储目标管理区域的地理信息数据，接着基于目标管理区域的地理信息数据选定多个物联网源节点，并且基于地理信息数据修正物联网源节点的位置，以使所有物联网源节点上的物联网数据采集装置均能够与数据管理子系统通信，最后利用物联网数据采集装置在物联网源节点上采集物联网数据，并且将物联网数据发送给数据管理子系统，由数据管理子系统进行存储和管理。
25.本发明将物联网技术与gis技术相结合，能够通过gis子系统精确选择合适的物联网源节点位置，保证物联网数据能够准确地传输到数据管理子系统中，提升物联网数据的安全性和准确度。
26.物联网数据采集装置的具体结构为：物联网数据采集装置包括可拆卸连接的第一主体1、第二主体9和第三主体19，第一主体1连接有用于与数据管理子系统通信的无线通信机构，第二主体9连接有用于采集物联网数据的采集机构，并且采集机构与无线通信机构电性连接，第三主体19连接有用于向无线通信机构和采集机构供电的供电机构。将物联网数据采集装置分成三部分，可以根据实际的需求选择合适的第一主体1、第二主体9和第三主体19进行装配，提升物联网数据采集装置的灵活度，便于采集各种不同的物联网数据，并且易于保养维护。
27.各机构的具体结构为：无线通信机构包括电性连接的天线2和无线通信模块3，采集机构包括主控板13，主控板13电性连接有电源板17和采集板，主控板13还与无线通信模块3电性连接，采集板电性连接有传感器，供电机构包括电性连接的电池22和充电适配器21，电池22与电源板17电性连接。无线通信模块3可以基于gprs、3g、4g或者5g等移动通信技术，也可以基于wifi或者zigbee等无线通信技术，均属于本领域的常规技术手段，在此不再赘述，天线2需要与无线通信模块3相匹配，同样属于本领域的常规技术。主控板13可以基于stm32单片机，传感器和对应的采集板需要根据实际需求确定，在此不再展开描述，但均属于本领域的常规技术。
28.为了便于连接主控板13和无线通信模块3，第一主体1上开设有用于容纳天线2和
无线通信模块3的第一容腔4，第二主体9上开设有用于容纳主控板13和采集板的第二容腔10，当第一主体1和第二主体9连接时第一容腔4与第二容腔10相连通。
29.为了提升第一主体1和第二主体9之间的密封性能，第一主体1上开设有环形的插孔6，第二主体9固定连接有与插孔6相匹配的连接环7，连接环7插入到插孔6中后通过若干个连接螺栓与第一主体1相连接。
30.主控板13在第二容腔10中具体的设置方式为：第二容腔10中固定设置有若干个支撑柱15，所有支撑柱15均通过紧固螺栓14与主控板13固定连接，第二容腔10中还固定连接有若干个导向杆12，主控板13上开设有与导向杆12相匹配的导向孔。借助导向杆12，便于取下或者安装主控板13，从而能够将主控板13与采集板和无线通信模块3之间的连接过程在容腔外部进行，更加便于操作。
31.考虑到针对不同的物联网数据需要采用不同的采集板，不同的采集板尺寸可能不同，为了提升物联网数据采集装置的通用性，主控板13还固定连接有安装板26，安装板26上开设有多个第一安装孔27和多个第二安装孔28，第一安装孔27和第二安装孔28均用于连接采集板。第一安装孔27和第二安装孔28的孔径不同，从而可以搭配不同尺寸的螺栓来连接采集板，也可以采用更多不同孔径的安装孔，可以根据实际的需求进行选择。又因为部分物联网数据所使用的传感器需要设置在物联网数据采集装置的外部，并且伸入到采集对象中，为了提升第二容腔10的密封性能，第二容腔10的侧壁上穿设有防水接头11，防水接头11用于连接采集板和传感器。
32.供电机构具体的设置方式为：第二主体9上还开设有用于容纳电源板17的安装槽，电源板17上固定设置有若干个被动触点18，第三主体19上开设有用于容纳电池22和充电适配器21的第三容腔20，当第二主体9与第三主体19相连接时安装槽与第三容腔20相连通，电池22电性连接有若干个与被动触点18相对应的主动触点24。采用主动触点24和被动触点18配合的方式实现供电，可以避免额外连接线缆，简单方便。第三容腔20中还设置有用于保护电池22的保护板23，主动触点24固定设置在保护板23上。
33.为了进一步提升物联网数据采集装置的密封性能，避免各个机构受到外界环境的侵蚀而受损，第一主体1和第二主体9之间设置有第一密封圈5，第二主体9与第三主体19之间设置有第二密封圈16。第一密封圈3固定设置在第一容腔4的内壁上，第二容腔9的内壁上固定连接有橡胶圈8，橡胶圈8呈锥形并且小端朝向第二容腔10的外部，橡胶圈8的小端与第二容腔10的内壁之间留有间隙29，当第一主体1和第二主体9连接时橡胶圈8伸入到第一密封圈5的内侧并且与第一密封圈5相接触，实现密封的效果。第三主体19一体连接有用于连接第二主体9的外螺纹管25，外螺纹管25与第三容腔20相连通，安装槽的内壁上开设有与外螺纹管25相匹配的内螺纹。
34.在本发明一个具体的实施方式中，一种基于gis的物联网数据管理系统，包括gis子系统、物联网子系统和数据管理子系统。
35.gis子系统用于获取和存储地理信息数据。
36.物联网子系统用于根据地理信息数据生成多个物联网源节点，每个物联网源节点设置有一个用于采集物联网数据的物联网数据采集装置。物联网数据采集装置包括可拆卸连接的第一主体1、第二主体9和第三主体19，第一主体1连接有用于与数据管理子系统通信的无线通信机构，第二主体9连接有用于采集物联网数据的采集机构，并且采集机构与无线
通信机构电性连接，第三主体19连接有用于向无线通信机构和采集机构供电的供电机构。将物联网数据采集装置分成三部分，可以根据实际的需求选择合适的第一主体1、第二主体9和第三主体19进行装配，提升物联网数据采集装置的灵活度，便于采集各种不同的物联网数据，并且易于保养维护。无线通信机构包括电性连接的天线2和无线通信模块3，采集机构包括主控板13，主控板13电性连接有电源板17和采集板，主控板13还与无线通信模块3电性连接，采集板电性连接有传感器，供电机构包括电性连接的电池22和充电适配器21，电池22与电源板17电性连接。第一主体1上开设有用于容纳天线2和无线通信模块3的第一容腔4，第二主体9上开设有用于容纳主控板13和采集板的第二容腔10，当第一主体1和第二主体9连接时第一容腔4与第二容腔10相连通。第一主体1上开设有环形的插孔6，第二主体9固定连接有与插孔6相匹配的连接环7，连接环7插入到插孔6中后通过若干个连接螺栓与第一主体1相连接。第二容腔10中固定设置有若干个支撑柱15，所有支撑柱15均通过紧固螺栓14与主控板13固定连接，第二容腔10中还固定连接有若干个导向杆12，主控板13上开设有与导向杆12相匹配的导向孔。借助导向杆12，便于取下或者安装主控板13，从而能够将主控板13与采集板和无线通信模块3之间的连接过程在容腔外部进行，更加便于操作。主控板13还固定连接有安装板26，安装板26上开设有多个第一安装孔27和多个第二安装孔28，第一安装孔27和第二安装孔28均用于连接采集板。第一安装孔27和第二安装孔28的孔径不同，从而可以搭配不同尺寸的螺栓来连接采集板，也可以采用更多不同孔径的安装孔，可以根据实际的需求进行选择。又因为部分物联网数据所使用的传感器需要设置在物联网数据采集装置的外部，并且伸入到采集对象中，为了提升第二容腔10的密封性能，第二容腔10的侧壁上穿设有防水接头11，防水接头11用于连接采集板和传感器。第二主体9上还开设有用于容纳电源板17的安装槽，电源板17上固定设置有若干个被动触点18，第三主体19上开设有用于容纳电池22和充电适配器21的第三容腔20，当第二主体9与第三主体19相连接时安装槽与第三容腔20相连通，电池22电性连接有若干个与被动触点18相对应的主动触点24。采用主动触点24和被动触点18配合的方式实现供电，可以避免额外连接线缆，简单方便。第三容腔20中还设置有用于保护电池22的保护板23，主动触点24固定设置在保护板23上。第一主体1和第二主体9之间设置有第一密封圈5，第二主体9与第三主体19之间设置有第二密封圈16。第一密封圈3固定设置在第一容腔4的内壁上，第二容腔9的内壁上固定连接有橡胶圈8，橡胶圈8呈锥形并且小端朝向第二容腔10的外部，橡胶圈8的小端与第二容腔10的内壁之间留有间隙29，当第一主体1和第二主体9连接时橡胶圈8伸入到第一密封圈5的内侧并且与第一密封圈5相接触，实现密封的效果。第三主体19一体连接有用于连接第二主体9的外螺纹管25，外螺纹管25与第三容腔20相连通，安装槽的内壁上开设有与外螺纹管25相匹配的内螺纹。
37.数据管理子系统用于存储物联网数据，数据管理子系统与所有物联网数据采集装置均通信连接。数据管理子系统包括多个数据管理主机，并且多个数据管理主机组网以实现数据互通，数据管理主机可以采用基于x86架构或者arm架构处理器的计算机。
38.一种基于gis的物联网数据管理方法，基于上述的一种基于gis的物联网数据管理系统，方法包括s1至s4。
39.s1、选定目标管理区域，并且利用gis子系统获取和存储目标管理区域的地理信息数据。
40.s2、基于目标管理区域的地理信息数据，选择多个物联网源节点，基于物联网数据采集装置的最大通信距离调整物联网源节点的位置，以使任意一个物联网源节点至少与其余物联网源节点中的一个之间的物理距离小于或者等于最大通信距离。
41.s3、在每个物联网源节点上均设置一个物联网数据采集装置。
42.s4、利用物联网数据采集装置采集物联网数据，并且通过中转发送或者直接发送的方式将物联网数据发送给数据管理子系统。
43.本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。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：1.一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：包括：gis子系统，所述gis子系统用于获取和存储地理信息数据；物联网子系统，所述物联网子系统用于根据所述地理信息数据生成多个物联网源节点，每个所述物联网源节点设置有一个用于采集物联网数据的物联网数据采集装置；数据管理子系统，所述数据管理子系统用于存储所述物联网数据，所述数据管理子系统与所有所述物联网数据采集装置均通信连接。2.如权利要求1所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述物联网数据采集装置包括可拆卸连接的第一主体（1）、第二主体（9）和第三主体（19），所述第一主体（1）连接有用于与所述数据管理子系统通信的无线通信机构，所述第二主体（9）连接有用于采集所述物联网数据的采集机构，并且所述采集机构与所述无线通信机构电性连接，所述第三主体（19）连接有用于向所述无线通信机构和所述采集机构供电的供电机构。3.如权利要求2所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述无线通信机构包括电性连接的天线（2）和无线通信模块（3），所述采集机构包括主控板（13），所述主控板（13）电性连接有电源板（17）和采集板，所述主控板（13）还与所述无线通信模块（3）电性连接，所述采集板电性连接有传感器，所述供电机构包括电性连接的电池（22）和充电适配器（21），所述电池（22）与所述电源板（17）电性连接。4.如权利要求3所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述第一主体（1）上开设有用于容纳所述天线（2）和所述无线通信模块（3）的第一容腔（4），所述第二主体（9）上开设有用于容纳所述主控板（13）和所述采集板的第二容腔（10），当所述第一主体（1）和所述第二主体（9）连接时所述第一容腔（4）与所述第二容腔（10）相连通。5.如权利要求4所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述第一主体（1）上开设有环形的插孔（6），所述第二主体（9）固定连接有与所述插孔（6）相匹配的连接环（7），所述连接环（7）插入到所述插孔（6）中后通过若干个连接螺栓与所述第一主体（1）相连接。6.如权利要求4所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述第二容腔（10）中固定设置有若干个支撑柱（15），所有所述支撑柱（15）均通过紧固螺栓（14）与所述主控板（13）固定连接，所述第二容腔（10）中还固定连接有若干个导向杆（12），所述主控板（13）上开设有与所述导向杆（12）相匹配的导向孔。7.如权利要求6所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述主控板（13）还固定连接有安装板（26），所述安装板（26）上开设有多个第一安装孔（27）和多个所述第二安装孔（28），所述第一安装孔（27）和所述第二安装孔（28）均用于连接所述采集板。8.如权利要求4所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述第二主体（9）上还开设有用于容纳所述电源板（17）的安装槽，所述电源板（17）上固定设置有若干个被动触点（18），所述第三主体（19）上开设有用于容纳所述电池（22）和所述充电适配器（21）的第三容腔（20），当所述第二主体（9）与所述第三主体（19）相连接时所述安装槽与所述第三容腔（20）相连通，所述电池（22）电性连接有若干个与所述被动触点（18）相对应的主动触点（24）。9.如权利要求8所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述第一主体（1）和所述第二主体（9）之间设置有第一密封圈（5），所述第二主体（9）与所述第三主体
（19）之间设置有第二密封圈（16）。10.一种基于gis的物联网数据管理方法，基于如权利要求1-9中任意一项所述的一种基于gis的物联网数据管理系统，其特征在于：所述方法包括如下步骤：s1、选定目标管理区域，并且利用所述gis子系统获取和存储所述目标管理区域的地理信息数据；s2、基于所述目标管理区域的所述地理信息数据，选择多个所述物联网源节点，基于所述物联网数据采集装置的最大通信距离调整所述物联网源节点的位置，以使任意一个所述物联网源节点至少与其余所述物联网源节点中的一个之间的物理距离小于或者等于所述最大通信距离；s3、在每个所述物联网源节点上均设置一个所述物联网数据采集装置；s4、利用所述物联网数据采集装置采集所述物联网数据，并且通过中转发送或者直接发送的方式将所述物联网数据发送给所述数据管理子系统。
技术总结本发明涉及一种基于GIS的物联网数据管理系统和方法，包括GIS子系统、物联网子系统和数据管理子系统；所述GIS子系统用于获取和存储地理信息数据；所述物联网子系统用于根据所述地理信息数据生成多个物联网源节点，每个所述物联网源节点设置有一个用于采集物联网数据的物联网数据采集装置；所述数据管理子系统用于存储所述物联网数据，所述数据管理子系统与所有所述物联网数据采集装置均通信连接。发明将物联网技术与GIS技术相结合，能够通过GIS子系统精确选择合适的物联网源节点位置，保证物联网数据能够准确地传输到数据管理子系统中，提升物联网数据的安全性和准确度。提升物联网数据的安全性和准确度。提升物联网数据的安全性和准确度。
技术研发人员：蒋波 张华鹏 姚俊启 陈志谋 罗楚楚
受保护的技术使用者：伟志股份公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
