CN102332202A - 一种气象数据通信器及其通信保障方法 - Google Patents

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CN102332202A CN 201110138017 CN201110138017A CN102332202A CN 102332202 A CN102332202 A CN 102332202A CN 201110138017 CN201110138017 CN 201110138017 CN 201110138017 A CN201110138017 A CN 201110138017A CN 102332202 A CN102332202 A CN 102332202A
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唐慧强
闾军
李超
孙伟
鲍磊磊
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Abstract

本发明公开了一种气象数据通信器及其通信保障方法，属于气象通信技术领域。本发明包括ARM处理器模块、传感网协调器、液晶显示模块、通信模块，其中ARM处理器模块分别与传感网协调器、液晶显示模块、GPRS模块、3G通信模块以及TCP/IP接口相连接。本发明实现气象数据的局地无线采集与远程无线或互联网通信，传感网协调器接收局地无线传感器网络传来的气象数据并发送给ARM处理器模块，经处理存储后再由GPRS模块、3G通信模块无线发送或由TCP/IP接口通过互联网发送到远程数据中心。节约了与传感器节点连接所需的布线，并且容易扩充传感器节点，提高了数据通信的可靠性。

Description

一种气象数据通信器及其通信保障方法
技术领域
本发明涉及一种气象数据通信器及通信保障方法，属于气象通信技术领域。
背景技术
气象观测从人工观测向自动观测发展，而已有的自动气象站的观测中，一般采用一种称为数据采集器的装置来采集气象数据，主要有两种形式，一种针对模拟气象传感器（变送器），内置了大量的A/D转换器通道，将气象传感器发出的模拟信号经过A/D转换器转换为数字信号，并换算为相关的气象参数。另一种是针对具有RS232、RS485等有线的气象传感器（变送器），数据采集器采用RS232接口接收传感器发来的气象数据。这些方式存在传感器连线繁多、连线较长而影响精度、布线安装困难、接插件接触不良等问题。
在气象数据远程传输时，从早期的电报、电话专线过渡到GPRS的传输，但单种远程数据通信的方法，往往因为地震等原因使得通信模块或通信网络的失效而丢失数据，造成气象数据缺测，影响天气预报的正确率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对以上背景技术的数据采集器的缺陷，为满足新一代的无线传感器网络的自动气象站的需要及数据通信的可靠性，提供一种气象数据通信器及通信保障方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术手段：
一种气象数据通信器，包括ARM处理器模块、传感网协调器、液晶显示模块、通信模块，其中ARM处理器模块分别与传感网协调器、液晶显示模块、通信模块连接；
所述传感网协调器接收无线网络中各种气象传感器节点发出的检测数据，然后发送至ARM处理器模块，经过ARM处理器模块解析处理后，分别将接收到的气象检测数据发送至通信模块传输到远程数据中心，以及发送至液晶显示模块进行数据显示。
优选的，本发明的气象数据通信器，所述传感网协调器采用基于ZigBee的无线传感器网络的全功能节点。
优选的，本发明的气象数据通信器，所述ARM处理器模块采用S3C2440处理器内核。
优选的，本发明的气象数据通信器，所述通信模块包括GPRS模块、3G模块以及TCP/IP接口。
优选的，本发明的气象数据通信器，所述液晶显示器采用具有触摸屏功能的240*320分辨率的3.5寸的彩色显示器。
本发明还提供一种基于气象数据通信器的通信保障方法，包括如下步骤：
步骤A，采用传感网协调器接收各气象传感器节点发出的检测数据，将接收到的检测数据发送至ARM处理器模块解析处理，并保存在ARM处理器模块的存储器中，同时ARM处理器模块的数据接收地址指针加1；然后采用通信模块将检测数据发送至远程数据中心的主机；
步骤B，通信模块首先采用3G模块发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束3G模块的发送，进入步骤C；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则将通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A；
步骤C，通信模块采用GPRS模块发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束GPRS模块的发送，进入步骤D；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则将通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A；
步骤D，通信模块采用TCP/IP接口发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束发送，保持通信模块的未发数据地址指针不变，在规定时间后继续发送未发出的数据，直至数据发送完毕，返回步骤A；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A。
本发明采用以上技术方案具有以下有益效果：
本发明的在实现气象数据传输的同时，采用基于ZigBee协议的无线传感器网络进行无线气象数据的接收，并采用3G、GPRS进行远程数据通信，也可通过RJ45接口通过互联网方式将气象数据传输到远程数据中心。气象数据通信器及通信保障方法的装置具有无线传输、节约布线施工成本、方便增减气象传感器节点等特点，并具有传感器网络的远程控制功能。通过三种远程数据传输模块及传输方法的实施，保证了只要任何一个模块正常的情况下，就可以正常传输气象观测数据。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
具体实施方案
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明的一种气象数据通信器，包括ARM处理器模块、传感网协调器、液晶显示模块、GPRS模块、3G通信模块以及TCP/IP接口，其中ARM处理器模块分别与传感网协调器、液晶显示模块、GPRS模块、3G通信模块以及TCP/IP接口相连接。
ARM处理器模块：ARM处理模块包含ARM处理器、电源供电电路、复位电路、RTC晶振、LCD驱动电路、RS232接口电路。ARM处理器采用S3C2440，主频为400MHz。
传感网协调器：传感器协调器模块自行设计完成，采用CC2530无线处理器，利用微型化、低功耗方案设计。
液晶显示模块：采用3.5吋的320*240分辨率的彩色液晶显示模块，具有触摸屏功能。
GPRS模块：采用型号为ZWG-23A的基于GPRS网络的无线数据传输终端设备，提供透明数据通道，可以实现远程无线通信方式。
3G通信模块：采用W2000型3G通信模块，是基于CDMA2000 1x 2.5G网络平台的双频终端。采用双频CDMA无线模块，具有短信、高速数据传输等基本功能，还能实现TCP/IP数据传输。
TCP/IP接口：采用RJ45的接口形式，通过软件编程，实现互联网的接入功能，实现数据的远程有线传输。
上电后，通过软件编程，ARM处理器对系统进行初始化，通过LCD显示开机自动气象站LOGO，并进入气象数据通信器及通信保障方法功能。传感网协调器将接收到的气象数据发送到ARM处理器，ARM处理器对接收到的数据进行基本的数据质量控制后，显示在LCD上以及保存在存储器中。
然后通过3G、GPRS或TCP/IP方式将ARM处理器的数据发送到数据中心，一般首选3G，如远程数据通信受到阻塞则采用TCP/IP方式或者GPRS通信方法。如三种通信方式均失败，则在一定时间内继续尝试发送，并保存在存储器中，直到保存的数据接近溢出时按照先进先出的顺序依次更新数据。如有ARM处理器接收到远程主机发来的控制命令，则进行识别处理或转发给相应的无线传感器网络节点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气象数据通信器，其特征在于：包括ARM处理器模块、传感网协调器、液晶显示模块、通信模块，其中ARM处理器模块分别与传感网协调器、液晶显示模块、通信模块连接；
所述传感网协调器接收无线网络中各种气象传感器节点发出的检测数据，然后发送至ARM处理器模块，经过ARM处理器模块解析处理后，分别将接收到的气象检测数据发送至通信模块传输到远程数据中心，以及发送至液晶显示模块进行数据显示。
2.根据权利要求1所述的气象数据通信器，其特征在于：所述传感网协调器采用基于ZigBee的无线传感器网络的全功能节点。
3.根据权利要求1所述的气象数据通信器，其特征在于：所述ARM处理器模块采用S3C2440处理器内核。
4.根据权利要求1所述的气象数据通信器，其特征在于：所述通信模块包括GPRS模块、3G模块以及TCP/IP接口。
5.根据权利要求1所述的气象数据通信器，其特征在于：所述液晶显示器采用具有触摸屏功能的240*320分辨率的3.5寸的彩色显示器。
6.一种基于权利要求1所述的气象数据通信器的通信保障方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A，采用传感网协调器接收各气象传感器节点发出的检测数据，将接收到的检测数据发送至ARM处理器模块解析处理，并保存在ARM处理器模块的存储器中，同时ARM处理器模块的数据接收地址指针加1；然后采用通信模块将检测数据发送至远程数据中心的主机；
步骤B，通信模块首先采用3G模块发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束3G模块的发送，进入步骤C；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则将通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A；
步骤C，通信模块采用GPRS模块发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束GPRS模块的发送，进入步骤D；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则将通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A；
步骤D，通信模块采用TCP/IP接口发送数据，如果连续三次发送后，远程数据中心的主机没有返回任何信息或返回错误信息，则结束发送，保持通信模块的未发数据地址指针不变，在规定时间后继续发送未发出的数据，直至数据发送完毕，返回步骤A；
否则，如远程数据中心的主机在任何一次发送数据时能够返回正常接收信息，则通信模块的未发数据地址指针加1，结束本次通信，返回步骤A。
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