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自動氣象站的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種自動氣象站，包括：支撐桿；激光雨滴譜傳感器；太陽能電池板，太陽能電池板安裝于支撐桿上且位于激光雨滴譜傳感器的下方；水平支架，水平支架套接于支撐桿上，并且水平支架至少具有第一至第三凸起部；多要素傳感器，多要素傳感器套接于水平支架的所述第一凸起部；大氣電場傳感器，大氣電場傳感器套接于水平支架的所述第二凸起部；北斗通信設(shè)備，北斗通信設(shè)備套接于水平支架的所述第三凸起部；控制箱；數(shù)據(jù)采集控制處理器和移動通信設(shè)備。本實用新型具有易拆卸且可移動的特點。
【專利說明】自動氣象站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣象【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種自動氣象站。
【背景技術(shù)】
[0002]自九十年代我國使用自動氣象站以來，盡管國產(chǎn)的自動氣象站發(fā)展迅速，但氣象傳感器的技術(shù)水平較低，距世界先進(jìn)水平還有一定的差距。受到技術(shù)水平和生產(chǎn)工藝的限制，目前傳感器的準(zhǔn)確性、可靠性較差。通過對國內(nèi)外自動氣象站現(xiàn)狀的分析可以看到，盡管目前國內(nèi)的自動氣象站基本能滿足氣象業(yè)務(wù)的需要和環(huán)境的要求，但存在的不足和缺陷也較大，并且采集的氣象要素和通信手段也比較單一，特別是針對海島及低溫等惡劣環(huán)境下不能滿足要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0004]為此，本實用新型的目的在于提出一種自動氣象站，該自動氣象站具有易拆卸且可移動的特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種自動氣象站，包括:支撐桿；激光雨滴譜傳感器，所述激光雨滴譜傳感器安裝于所述支撐桿的頂部；太陽能電池板，所述太陽能電池板安裝于所述支撐桿上且位于所述激光雨滴譜傳感器的下方；水平支架，所述水平支架套接于所述支撐桿上，并且所述水平支架至少具有第一至第三凸起部；多要素傳感器，所述多要素傳感器套接于所述水平支架的所述第一凸起部；大氣電場傳感器，所述大氣電場傳感器套接于所述水平支架的所述第二凸起部；北斗通信設(shè)備，所述北斗通信設(shè)備套接于所述水平支架的所述第三凸起部；控制箱，所述控制箱安裝于所述支撐桿上，其中，在所述控制箱底部設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信接口 ；移動通信設(shè)備，所述移動通信設(shè)備安裝于所述控制箱的頂部；數(shù)據(jù)采集控制處理器，所述數(shù)據(jù)采集控制處理器安裝于所述控制箱內(nèi)，且所述數(shù)據(jù)采集控制處理器與所述激光雨滴譜傳感器、所述太陽能電池板、所述多要素傳感器、所述大氣電場傳感器、所述北斗通信設(shè)備、所述網(wǎng)絡(luò)通信接口和所述移動通信設(shè)備電連接。
[0006]在本實用新型的一個實施例中，所述移動通信設(shè)備包括通用分組無線服務(wù)GRPS天線和/或碼分多址CDMA天線。
[0007]在本實用新型的又一個實施例中，所述自動氣象站還包括防輻射罩，其中，所述多要素傳感器容納于防輻射罩內(nèi)。
[0008]在本實用新型的再一個實施例中，所述自動氣象站還包括保護(hù)外殼，其中所述大氣電場傳感器容納于保護(hù)外殼內(nèi)。
[0009]在本實用新型的一個實施例中，所述保護(hù)外殼采用金屬材料制成。
[0010]在本實用新型的又一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集控制處理器為單片機。
[0011 ] 在本實用新型的再一個實施例中，所述自動氣象站還包括:鋰電池和交流供電裝置，其中，所述鋰電池和交流供電裝置均安裝于所述控制箱內(nèi)。[0012]在本實用新型的再一個實施例中，所述自動氣象站還包括:RS485通信設(shè)備，其中，所述RS485通信設(shè)備安裝于所述控制箱內(nèi)。
[0013]在本實用新型的一個實施例中，所述激光雨滴譜傳感器包括:支撐架；第一測量頭和第二測量頭，其中，所述第一測量頭和所述第二測量頭左右對稱設(shè)置在所述支撐架的頂部；其中，所述支撐架、所述第一測量頭和第二測量頭構(gòu)成Y型結(jié)構(gòu)。
[0014]在本實用新型的又一個實施例中，所述激光雨滴譜傳感器還包括:第一防濺裝置和第二防濺裝置，其中，所述第一防濺裝置安裝于所述第一測量頭上，所述第二防濺裝置安裝于所述第二測量頭上；第一加熱設(shè)備和第二加熱設(shè)備，其中，所述第一加熱設(shè)備安裝于所述第一測量頭上，所述第二加熱設(shè)備安裝于所述第二測量頭上。
[0015]根據(jù)本實用新型的自動氣象站，通過在支撐桿和水平支架上安裝多種傳感器以實現(xiàn)對多種氣象要素、降水和大氣電場的檢測，并且在支撐桿上安裝容納有數(shù)據(jù)采集控制處理器的控制器以及其他通信設(shè)備，從而實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的采集和上報。本實用新型通過支撐桿和水平支架以支撐和安裝上述器件，具有易拆卸且可移動的特點，便于運輸。
[0016]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的自動氣象站的示意圖；
[0019]圖2為根據(jù)本實用新型實施例的自動氣象站的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖3為根據(jù)本實用新型實施例的大氣電場傳感器的示意圖；
[0021]圖4為根據(jù)本實用新型實施例的信號處理電路的示意圖；
[0022]圖5為根據(jù)本實用新型實施例的供電設(shè)備的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0024]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0025]下面參考圖1至圖5對本實用新型實施例的自動氣象站進(jìn)行描述。其中，本實用新型提出的自動氣象站是一種新型多功能自動氣象站，可以用于水文、氣象臺站及天氣預(yù)報等相關(guān)領(lǐng)域。
[0026]本實用新型提出的自動氣象站，包括:支撐桿、激光雨滴譜傳感器、太陽能電池板、水平支架、多要素傳感器、大氣電場傳感器、北斗通信設(shè)備、控制箱、數(shù)據(jù)采集控制處理器和移動通信設(shè)備。其中，數(shù)據(jù)采集控制處理器與上激光雨滴譜傳感器、太陽能電池板、多要素傳感器、大氣電場傳感器、北斗通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信接口和移動通信設(shè)備均電連接。
[0027]具體地，如圖1所示，水平支架7套接于支撐桿I上，并且水平支架7至少具有第一至第三凸起部，即該水平支架7至少具有三個凸起部，分別為第一凸起部、第二凸起部和第三凸起部。其中，上述第一至第三凸起部可以設(shè)置在水平支架上的任意位置，例如，第一凸起部可以設(shè)置在水平支架7的左端部的上表面，第二凸起部可以設(shè)置在水平支架7的左端部的下表面，第三凸起部可以設(shè)置在水平支架7的右端部的上表面。需要說明的是，上述對第一至第三凸起部的位置的描述僅是出于示例的目的，第一至第三凸起部的位置不限于上述位置，在此不再贅述。
[0028]多要素傳感器2可以自動采集鄰近區(qū)域內(nèi)大氣的多種類型的氣象數(shù)據(jù)并生成對應(yīng)的氣象電信號。其中，多要素傳感器I可以套接于水平支架7的第一凸起部上，例如多要素傳感器I可以套接于水平支架7左端部的上表面的第一凸起部上。
[0029]在本實用新型的一個示例中，多種類型的氣象數(shù)據(jù)包括:溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)、風(fēng)向數(shù)據(jù)、風(fēng)速數(shù)據(jù)、降水量數(shù)據(jù)、現(xiàn)在天氣現(xiàn)象數(shù)據(jù)、能見度數(shù)據(jù)和大氣電場數(shù)據(jù)。
[0030]在本實用新型的一個實施例中，多要素傳感器2包括自動加熱裝置，該自動加熱裝置可以在環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，對多要素傳感器2進(jìn)行自動加熱，從而保證多要素傳感器2在各種惡劣的天氣環(huán)境下正常工作，例如，自動加熱裝置可以保證多要素傳感器2在大雪、霜凍以及海洋環(huán)境等極端惡劣的氣候條件下也能正常工作。此外，多要素傳感器2還具有防腐蝕設(shè)計，從而避免雪、霜凍等情況下對多要素傳感器的腐蝕。
[0031]在本實用新型的一個示例中，多要素傳感器2可以選用型號為WTX520的氣象傳感器。該氣象傳感器為六要素傳感器，由氣溫傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器和降水傳感器構(gòu)成。
[0032]并且，實用新型的自動氣象站進(jìn)一步包括防輻射罩，多要素傳感器2可以容納于上述自然通風(fēng)的防輻射罩內(nèi)，保護(hù)PTU (氣壓、溫度、濕度)不會受到太陽的直接照射。
[0033]激光雨滴譜傳感器3安裝于支撐桿I的頂部，可以測量降水?dāng)?shù)據(jù)并生成對應(yīng)的降水電信號。其中，降水?dāng)?shù)據(jù)可以包括降水的粒徑和速度。
[0034]激光雨滴譜傳感器3是一種現(xiàn)代化的以激光技術(shù)為基礎(chǔ)的光學(xué)測量系統(tǒng)，可以全面而可靠地測量各種現(xiàn)在天氣現(xiàn)象以及各種類型的降水。具體地，激光雨滴譜傳感器3包括支撐架、第一測量頭和第二測量頭，其中，第一測量頭和第二測量頭左右對稱設(shè)置在上述支撐架的頂部，參考圖1，支撐架、第一測量頭和第二測量頭構(gòu)成Y型結(jié)構(gòu)，通過上述兩個測量頭測量降水的粒徑和速度，并且Y型結(jié)構(gòu)可以阻止激光帶方向的降水滴落。
[0035]液態(tài)降水類型粒徑的測量范圍為0.2毫米至5毫米，固態(tài)降水類型粒徑測量范圍為0.2毫米至2.5毫米。激光雨滴譜傳感器3可以對速度為0.2至20米每秒(m/s)降水粒子進(jìn)行測量。
[0036]激光雨滴譜傳感器3可以測量的降水類型如下:毛毛雨、小雨、中雨、大雨、雨夾雪、雪、米雪、凍雨、冰雹。激光雨滴譜傳感器3可以可測量霧的等級、雷達(dá)反射率因子、雨強和降水量以及MOR (氣象光學(xué)視程)能見度等多種功能。[0037]綜上，激光雨滴譜傳感器3具有以下特點:
[0038](I)防濺保護(hù):在兩個測量頭上設(shè)置防濺裝置，避免飛濺的水滴對測量的影響。具體地，激光雨滴譜傳感器3還包括第一防濺裝置和第二防濺裝置，其中，第一防濺裝置安裝于第一測量頭上，第二防濺裝置安裝于第二測量頭上，從而避免飛濺的水滴對第一測量頭和第二測量頭測量結(jié)果產(chǎn)生影響。
[0039](2)高度同質(zhì)的激光帶，提供了高精確性，降雨率測量精度達(dá)到+/_5%。
[0040](3)加熱:作為冬季可選配件，在兩個測量頭上可以配置加熱設(shè)備，從而可以在冬季對測量頭進(jìn)行加熱，保證測量頭正常工作。具體地，激光雨滴譜傳感器3還包括第一加熱設(shè)備和第二加熱設(shè)備，其中，第一加熱設(shè)備安裝于第一測量頭上，第二加熱設(shè)備安裝于第二測量頭上，從而在第一測量頭和第二測量頭的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，對兩個測量頭進(jìn)行自動加熱，從而避免低溫對測量頭測量結(jié)果的影響，保證兩個測量頭的正常工作。
[0041](4)密封保護(hù):具有IP67防護(hù)等級，并且可抵御鹽水、鹽霧的侵蝕。
[0042]( 5 ) Y型設(shè)計:兩個測量頭對稱配置，從而可以阻止激光帶方向的降水滴落。
[0043](6) USB接口:配置USB接口，可以使用移動終端進(jìn)行配置和在線顯示。
[0044](7)內(nèi)直接口:備用并能方便地連接設(shè)備。
[0045]大氣電場傳感器4套接于水平支架7的套接于水平支架7的第二凸起部上，例如大氣電場傳感器4可以套接于水平支架7左端部的下表面的第二凸起部上。大氣電場傳感器4可以檢測鄰近區(qū)域的電場數(shù)據(jù)并生成對應(yīng)的電池信號。
[0046]具體地，如圖3所示，大氣電場傳感器4包括:電場敏感探頭41、信號處理電路42和保護(hù)外殼43。其中，電場敏感探頭41可以檢測鄰近區(qū)域的三維電場，并可以根據(jù)上述檢測到的三維電場生成電場電流信號。電場敏感探頭41采用先進(jìn)的微機械加工技術(shù)(MEMS，Micro-Electro-Mechanic System)制備,具有尺寸小、空間分辨率高、電場測量畸變小等特點。在本實用新型的一個示例中，電場敏感探頭41生成雙路微弱電流信號。
[0047]信號處理電路42與電場敏感探頭41相連。具體地，如圖4所示，信號處理電路42包括采集單元421、處理單元422和傳輸單元423。其中，采集單元421用于采集上述電場敏感探頭41生成的電場電流信號，處理單元422用于對上述電場電路信號進(jìn)行電流/電壓(I/V)轉(zhuǎn)換以生成電場電壓信號，并且對電場電壓信號進(jìn)行差分放大以得到電場放大信號，然后對上述電場放大信號進(jìn)行濾波處理以生成濾波后電場信號。
[0048]在本實用新型的一個實施例中，電場敏感探頭41和信號處理電路42均可以設(shè)置與上述保護(hù)外殼43的內(nèi)部。
[0049]在本實用新型的一個實施例中，保護(hù)外殼43可以采用金屬材料制成。
[0050]本實用新型上述提供的大氣電場傳感器4采取DDS(Direct Digital Synthesis,直接合成技術(shù))和高速數(shù)字信號處理方式實現(xiàn)了傳感器電場敏感元件的精準(zhǔn)激勵和高精度電場檢測。此外，該大氣電場傳感器4采用經(jīng)過表面處理的金屬外殼，使得傳感器組件具有優(yōu)良的電磁兼容、屏蔽外界串?dāng)_信號以及防潮、防濕等性能，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平。
[0051 ] 數(shù)據(jù)采集控制處理器5與多要素傳感器2、激光雨滴譜傳感器3和大氣電場傳感器4相連，可以接收氣象電信號、降水電信號和濾波后電場信號，并且對上述氣象電信號、降水電信號和濾波后電場信號進(jìn)行分析，從而檢測得到鄰近區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和電場數(shù)據(jù)。
[0052]具體地，數(shù)據(jù)采集控制處理器5安裝于控制箱內(nèi)，控制箱安裝于支撐桿I上，通過控制箱可以起到對數(shù)據(jù)采集控制處理器5的保護(hù)作用，并且在控制箱底部設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信接口。
[0053]具體地，數(shù)據(jù)采集控制處理器5包括:電子羅盤51、充電控制器52、故障監(jiān)視恢復(fù)單元53、中央處理器CPU54、可程控直流變換器55和串行通信接口 56。
[0054]電子羅盤51與大氣電場傳感器4相連，可以用于獲取鄰近區(qū)域的三維方向數(shù)據(jù)，并將上述三維方向數(shù)據(jù)發(fā)送至大氣電場傳感器4。
[0055]充電控制器52與供電設(shè)備相連，可以接收供電設(shè)備的供電信號，并根據(jù)上述供電信號對本實用新型的自動氣象站進(jìn)行供電配置。
[0056]故障監(jiān)視恢復(fù)單元53可以監(jiān)控多要素傳感器2、激光雨滴譜傳感器3、大氣電場傳感器4、數(shù)據(jù)通信設(shè)備和供電設(shè)備是否發(fā)生故障，并在檢測到故障時對故障進(jìn)行排除。
[0057]中央處理器CPU54用于接收氣象數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和電場數(shù)據(jù)。
[0058]串行通信接口 56可以將氣象數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和電場數(shù)據(jù)上傳至主控臺。
[0059]在本實用新型的又一個實施例中，數(shù)據(jù)采集控制處理器5還包括:節(jié)電控制單元，其中節(jié)電控制單元在檢測當(dāng)前時間位于預(yù)設(shè)時間段內(nèi)時，控制數(shù)據(jù)采集控制處理器進(jìn)入休眠/節(jié)電狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集控制處理器5內(nèi)部電路所有功耗較大的芯片均采用帶有節(jié)電控制的大規(guī)模集成電路，大部分時間使其進(jìn)入休眠/節(jié)電狀態(tài)。當(dāng)采集定時事件或其它某些需要連續(xù)實時觀測的氣象參數(shù)事件發(fā)生時，喚醒處理器CPU和相關(guān)部件工作，等到事件處理完成后再次進(jìn)入休眠/節(jié)電狀態(tài)。在充分保證觀測資料完整的情況下，可以大大降低系統(tǒng)運行功耗，從而使系統(tǒng)適合長期低能耗地運行在環(huán)境條件惡劣的地方。
[0060]在本實用新型的再一個實施例中，數(shù)據(jù)采集控制處理器5為單片機，選用可靠的單片機作為本實用新型的自動氣象站的核心，完成觀測資料的預(yù)處理、存儲及對終端命令的應(yīng)答和操作，完成對自動氣象站的電源配置和管理。為了降低整機運行功耗，保證系統(tǒng)能夠長期連續(xù)穩(wěn)定可靠的運行，采用了性能優(yōu)良、功耗極低的單片機，高精度A/D以及大容量存儲器等新技術(shù)重新設(shè)計數(shù)據(jù)采集器，并對氣象站各個部件進(jìn)行智能化管理，對無需連續(xù)工作的大功率設(shè)備(通訊設(shè)備等)進(jìn)行斷電控制。
[0061]數(shù)據(jù)通信設(shè)備安裝于支撐桿I上且與上述數(shù)據(jù)采集控制處理器5相連，其中數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以與數(shù)據(jù)采集控制處理器5和主控臺進(jìn)行通信。具體地，數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)采集控制處理器發(fā)送的氣象數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和電場數(shù)據(jù)，并將上述氣象數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和電場數(shù)據(jù)上傳至主控臺。
[0062]在本實用新型的一個實施例中，數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括:移動通信設(shè)備61、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備62、北斗通信設(shè)備63和RS485有線通信模塊64，其中移動通信設(shè)備61、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備62、北斗通信設(shè)備63和RS485有線通信模塊64均與串行通信接口相連。并且，北斗通信設(shè)備63套接于水平支架7的套接于水平支架7的第三凸起部上，例如北斗通信設(shè)備63可以套接于水平支架7右端部的上表面的第三凸起部上。移動通信設(shè)備61安裝于控制箱的頂部，RS485有線通信模塊64安裝于控制箱的內(nèi)部。
[0063]在本實用新型的一個示例中，移動通信設(shè)備61包括通用分組無線服務(wù)GRPS(General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務(wù))天線和/或碼分多址CDMA (CodeDivision Multiple Access,碼分多址)天線。
[0064]換言之，數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以采用北斗衛(wèi)星通信、GPRS、CDMA等無線通信方式和網(wǎng)絡(luò)、RS485等有線通信方式。
[0065]具體地，數(shù)據(jù)通信設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸主要有CDMA、GPRS、北斗衛(wèi)星通信以及可以連接部隊局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信等。此外，數(shù)據(jù)通信設(shè)備還可以采用計算機通信，如RS-485平衡雙絞線通信、RS-232通信等。因此，數(shù)據(jù)通信設(shè)備具有以上各種形式的通信接口，并將數(shù)據(jù)按規(guī)定格式送到所需要的各接口上。
[0066]供電設(shè)備安裝于支撐桿I上，可以向上述多要素傳感器2、激光雨滴譜傳感器3、大氣電場傳感器4、數(shù)據(jù)采集控制處理器5和數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電。
[0067]如圖5所示，供電設(shè)備包括:交流供電裝置(未示出)、鋰電池82、太陽能電池板81、匯流電路83、充電及供電電路84和濾波電路85，即采用市電、鋰電池和太陽能電池多種能源供電的組合供電模式，讓供電設(shè)備真正實現(xiàn)長時間無人值守自動觀測。為了保證在無市電等特殊工作環(huán)境下需要給設(shè)備連續(xù)的電力供應(yīng)，除了自動氣象站本身采用了低功耗設(shè)計夕卜，設(shè)備采用太陽能電池板81和鋰電池82以及智能控制交換器等構(gòu)成不間斷的供電系統(tǒng)進(jìn)行組合供電，保證了系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定可靠工作。
[0068]在本實用新型的一個實施例中，交流供電裝置和鋰電池82均設(shè)置在控制箱內(nèi)。太陽能電池板81安裝于支撐桿I上且位于激光雨滴譜傳感器3的下方。
[0069]具體地，交流供電裝置的供電端、鋰電池82的供電端和太陽能電池板81的供電端均與充電控制器52相連。匯流電路83的輸入端與太陽能電池板81的供電端相連，充電及供電電路84的輸入端與鋰電池82的供電端和匯流電路83的輸出端相連。濾波電路85的輸入端與充電及供電電路84的輸出端相連，并且濾波電路85的輸出端與數(shù)據(jù)采集控制處理器5相連。
[0070]在陽光充足時，由太陽能電池板81提供電源，太陽能電池板81的功率采用40W直流供電，供電電壓為+12V，同時對鋰電池82進(jìn)行充電。為了保證系統(tǒng)在無陽光條件下的長時間連續(xù)工作，可采用大容量鋰電池82 (12V，40Ah)作為后備電源，一次充滿電可連續(xù)工作40小時以上。
[0071]具體地，匯流電路83將太陽能電池板81輸出的電流信號進(jìn)行匯流，并進(jìn)一步傳輸至充電及供電電路84。并且，鋰電池82輸出的電流信號傳輸至充電及供電電路84，充電及供電電路84將上述電流信號進(jìn)一步傳輸至濾波電路85，由濾波電路85對其進(jìn)行濾波，并將濾波后的電流信號傳輸至數(shù)據(jù)采集控制處理器5的充電控制器52。
[0072]根據(jù)本實用新型實施例的自動氣象站，利用現(xiàn)代計算機科學(xué)、微電子技術(shù)、大氣傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)等一體的自動數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸設(shè)備。本實用新型的自動氣象站能夠?qū)崟r對溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、現(xiàn)在天氣現(xiàn)象、能見度、大氣電場等多種氣象要素實施自動數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和存儲，并可采集和存儲一年四季的數(shù)據(jù)資料。并且采用北斗衛(wèi)星、CDMA, GPRS、網(wǎng)絡(luò)和RS485有線通信模式，同時由于采用低功耗設(shè)計和利用太陽能為輔助能源進(jìn)行供電，從而真正做到了無人值守和長時間連續(xù)工作，提高了地面氣象要素觀測的智能化水平、可靠性和穩(wěn)定性。
[0073]具體而言，本實用新型的自動氣象站具有以下優(yōu)點:
[0074](I)多要素多功能數(shù)據(jù)觀測:多要素傳感器能夠?qū)崟r對溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、現(xiàn)在天氣現(xiàn)象、能見度、大氣電場等氣象要素實施自動數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和存儲。
[0075](2)多種數(shù)據(jù)傳輸方式:采用的無線數(shù)據(jù)傳輸主要有CDMA、GPRS、北斗衛(wèi)星通信以及可以連接部隊局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信等。
[0076](3)能源多樣性:采用交流電、鋰電池、太陽能板組合供電模式，真正實現(xiàn)長時間無人值守自動觀測。
[0077](4)可靠性、穩(wěn)定性更高:自動氣象站所布設(shè)的地區(qū)有可能環(huán)境惡劣，一般遠(yuǎn)離中心站，無法實施日常的維護(hù)和檢修，也不可能短期內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定。因此，要求系統(tǒng)能夠更可靠地工作，年漂移也要盡量的小。按目前的技術(shù)水平，可靠性和穩(wěn)定性主要取決于各個傳感器數(shù)據(jù)采集控制處理器。同時，本實用新型的自動氣象站具有電磁兼容性設(shè)計，從而保證了設(shè)備正常穩(wěn)定的工作。
[0078]根據(jù)本實用新型的自動氣象站，通過在支撐桿和水平支架上安裝多種傳感器以實現(xiàn)對多種氣象要素、降水和大氣電場的檢測，并且在支撐桿上安裝容納有數(shù)據(jù)采集控制處理器的控制器以及其他通信設(shè)備，從而實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的采集和上報。本實用新型通過支撐桿和水平支架以支撐和安裝上述器件，具有易拆卸且可移動的特點，便于運輸。
[0079]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0080]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種自動氣象站，其特征在于，包括: 支撐桿； 激光雨滴譜傳感器，所述激光雨滴譜傳感器安裝于所述支撐桿的頂部； 太陽能電池板，所述太陽能電池板安裝于所述支撐桿上且位于所述激光雨滴譜傳感器的下方； 水平支架，所述水平支架套接于所述支撐桿上，并且所述水平支架至少具有第一至第三凸起部； 多要素傳感器，所述多要素傳感器套接于所述水平支架的所述第一凸起部； 大氣電場傳感器，所述大氣電場傳感器套接于所述水平支架的所述第二凸起部； 北斗通信設(shè)備，所述北斗通信設(shè)備套接于所述水平支架的所述第三凸起部； 控制箱，所述控制箱安裝于所述支撐桿上，其中，在所述控制箱底部設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信接Π ； 移動通信設(shè)備，所述移動通信設(shè)備安裝于所述控制箱的頂部； 數(shù)據(jù)采集控制處理器，所述數(shù)據(jù)采集控制處理器安裝于所述控制箱內(nèi)，且所述數(shù)據(jù)采集控制處理器與所述激光雨滴譜傳感器、所述太陽能電池板、所述多要素傳感器、所述大氣電場傳感器、所述北斗通信設(shè)備、所述網(wǎng)絡(luò)通信接口和所述移動通信設(shè)備電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，所述移動通信設(shè)備包括通用分組無線服務(wù)GRPS天線和/或碼分多址CDMA天線。
3.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，還包括防輻射罩，其中，所述多要素傳感器容納于防福射罩內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，還包括保護(hù)外殼，其中所述大氣電場傳感器容納于保護(hù)外殼內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的自動氣象站，其特征在于，所述保護(hù)外殼采用金屬材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集控制處理器為單片機。
7.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，還包括:鋰電池和交流供電裝置，其中，所述鋰電池和交流供電裝置均安裝于所述控制箱內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，還包括:RS485通信設(shè)備，其中，所述RS485通信設(shè)備安裝于所述控制箱內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的自動氣象站，其特征在于，所述激光雨滴譜傳感器包括: 支撐架； 第一測量頭和第二測量頭，其中，所述第一測量頭和所述第二測量頭左右對稱設(shè)置在所述支撐架的頂部； 其中，所述支撐架、所述第一測量頭和第二測量頭構(gòu)成Y型結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的自動氣象站，其特征在于，所述激光雨滴譜傳感器還包括: 第一防濺裝置和第二防濺裝置，其中，所述第一防濺裝置安裝于所述第一測量頭上，所述第二防濺裝置安裝于所述第二測量頭上； 第一加熱設(shè)備和第二加熱設(shè)備，其中，所述第一加熱設(shè)備安裝于所述第一測量頭上，所述第二加熱設(shè)備安裝于所述第二測量頭上。
【文檔編號】G01W1/02GK203688825SQ201320889487
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉建文, 諶莉, 嚴(yán)輝 申請人:北京維天信氣象設(shè)備有限公司