CN104614784A - 雪情动态实时远程监测方法 - Google Patents

雪情动态实时远程监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104614784A
CN104614784A CN201510069610.1A CN201510069610A CN104614784A CN 104614784 A CN104614784 A CN 104614784A CN 201510069610 A CN201510069610 A CN 201510069610A CN 104614784 A CN104614784 A CN 104614784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
snow
snowfall
remote monitoring
humidity
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510069610.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵化启
李国晶
张明强
王斌
杜旭
张世杰
温达志
刘宣磊
向长勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiamusi University
Original Assignee
Jiamusi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiamusi University filed Critical Jiamusi University
Priority to CN201510069610.1A priority Critical patent/CN104614784A/zh
Publication of CN104614784A publication Critical patent/CN104614784A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

雪情动态实时远程监测方法，涉及气象监测设备技术领域，本发明的目的是为了适应对积雪深度和降雪速度进行实时远程监测的需求。其方法：若监测现场出现降雪，在时长k内，采用超声波测距传感器测量积雪厚度，并采用温度传感器测量现场温度，采用湿度传感器采集现场湿度，并根据采集到的温度和湿度基于超声波测距原理对测距结果进行补偿，获得积雪厚度测量结果；然后采用单片机根据步骤三获得的积雪厚度测量结果除以降雪时间，获得降雪速度；并将上述采集和计算出的数据发送至远端监控中心。本发明适用于雪情动态实时远程监测。

Description

雪情动态实时远程监测方法
技术领域
本发明涉及气象监测设备技术领域。
背景技术
恶劣的天气现象会给人造成很麻烦，甚至带来安全隐患，例如：大雪或暴雪会使人和车行驶艰难，或使一些设施无法工作。
因此，对于积雪深度和降雪速度的实时监测，是迫切和务实的需求。
发明内容
本发明的目的是为了适应对积雪深度和降雪速度进行实时远程监测的需求，从而提供一种雪情动态实时远程监测方法。
雪情动态实时远程监测方法，它由以下步骤实现：
步骤一、采用摄像头采集监控现场是否出现降雪，如果判断结果为是，则执行步骤二；如果判断结果为否，则执行步骤一一；
步骤一一、返回执行步骤一；
步骤二、令t的初始值为0，在时长k内，采用超声波测距传感器测量积雪厚度，获得测距结果；k为正数；
步骤三、采用温度传感器测量现场温度，采用湿度传感器采集现场湿度，并根据采集到的温度和湿度基于超声波测距原理对测距结果进行补偿，获得积雪厚度测量结果；
步骤四、采用单片机根据步骤三获得的积雪厚度测量结果除以降雪时间，获得降雪速度；
步骤五、将步骤三采集的现场湿度、温度和获得积雪厚度测量结果和步骤四获得的降雪速度通过无线的方式传送到远程监控终端，并在显示器上进行显示；
步骤六、采用摄像头采集监控现场是否降雪结束，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤八；
步骤七、令t的值加1，并返回执行步骤二；
步骤八、结束雪情动态实时远程监测。
步骤五中采用四个显示界面分屏显示现场湿度值、现场温度值、积雪厚度测量结果和降雪速度。
本发明的有益效果在于，本发明能够实时对积雪深度和降雪速度进行远程监测，充分适应了对积雪深度和降雪速度进行实时远程监测的需求。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的雪情动态实时远程监测方法，它由以下步骤实现：
步骤一、采用摄像头采集监控现场是否出现降雪，如果判断结果为是，则执行步骤二；如果判断结果为否，则执行步骤一一；
步骤一一、返回执行步骤一；
步骤二、令t的初始值为0，在时长k内，采用超声波测距传感器测量积雪厚度，获得测距结果；k为正数；
步骤三、采用温度传感器测量现场温度，采用湿度传感器采集现场湿度，并根据采集到的温度和湿度基于超声波测距原理对测距结果进行补偿，获得积雪厚度测量结果；
步骤四、采用单片机根据步骤三获得的积雪厚度测量结果除以降雪时间，获得降雪速度；
步骤五、将步骤三采集的现场湿度、温度和获得积雪厚度测量结果和步骤四获得的降雪速度通过无线的方式传送到远程监控终端，并在显示器上进行显示；
步骤六、采用摄像头采集监控现场是否降雪结束，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤八；
步骤七、令t的值加1，并返回执行步骤二；
步骤八、结束雪情动态实时远程监测。
本实施方式采用摄像头采集室外是否出现降雪，并在出现降雪时根据雪情通过测距传感器1测量积雪厚度、通过温度传感器2采集室外环境温度、通过湿度传感器3采集室外环境湿度；综合上述三个因素以及降雪速度，最终确定雪情，将上述四个因素通过显示界面分别给出，以实现对于雪情的预警。
本发明能够实时对积雪深度和降雪速度进行远程监测，充分适应了对积雪深度和降雪速度进行实时远程监测的需求。
步骤五中采用四个显示界面分屏显示现场湿度值、现场温度值、积雪厚度测量结果和降雪速度。
采用EEPROM对现场湿度、温度和获得积雪厚度测量结果和步骤四获得的降雪速度进行存储。
采用可充电电源对摄像头、测距传感器、温度传感器、湿度传感器和一号控制器进行供电。
采用太阳能电池对可充电电源供电。
本发明方法采用的雪情动态监测系统组成主要分为两个部分，它包括现场雪情监测终端和远程雪情监控终端；
所述现场雪情监测终端包括测距传感器1、温度传感器2、湿度传感器3、摄像头、一号控制器7和一号无线射频通信装置9；
所述测距传感器1用于测量积雪厚度；温度传感器2用于采集室外环境温度；湿度传感器3用于采集室外环境湿度；摄像头用于采集室外是否出现降雪；
所述测距传感器1的测距信号输出端与一号控制器7的测距信号输入端连接；温度传感器2的温度信号输出端与一号控制器7的温度信号输入端连接；湿度传感器3的湿度信号输出端与一号控制器7的湿度信号输入端连接；摄像头的图像信号输出端与一号控制器7的图像信号输入端连接；一号无线射频通信装置9的无线信号输入或输出端与一号控制器7的无线信号输出或输入端连接；
远程雪情监控终端包括二号无线射频通信装置10、二号控制器11、RS232串口通信设备12和显示器13；
二号无线射频通信装置10用于与一号无线射频通信装置9进行无线通信；所述二号无线射频通信装置10的无线信号输入或输出端与二号控制器11的无线信号输出或输入端连接。二号控制器11通过RS232串口通信设备12接入上位机，经上位机计算获得监控现场积雪厚度、温度、湿度以及降雪速度的信息；
它还包括可充电电源5和太阳能电池6，所述太阳能电池6的电源信号输出端与可充电电源5的电源信号输入端连接。它还包括键盘4，所述键盘4的键盘信号输出端与一号控制器7的键盘信号输入端连接。它还包括EEPROM，所述EEPROM的存储器信号输出或输入端与一号控制器7的存储器信号输入或输出端连接。一号控制器7和二号控制器11均为型号为STC89C52的单片机。测距传感器1为超声波传感器。
接收部分的RS232串口模块，是单片机与上位机的桥梁，实现了单片机与上位机的数据通信，使测量出的温度、湿度、距离等信息在上位机界面上很直观的表现出来。上位机工作时，主要包括温度实时显示界面、湿度实时显示界面、雪厚实时显示界面和降雪速度显示界面，在显示模式上，既可直接呈现数据，还可以将数据转化为曲线形式，便于实时观察、分析和汇总。
本发明的雪情动态监测方法的优点：
1、实时监测功能
本发明通过一个高性能的超声波测距传感器，可实时测量降雪的厚度。本发明具有一键唤醒功能，当不需要监测的时候可立即进入休眠状态，以达到节能的目的。
2、可检测室外温度
本发明采用的是超声波测距，并且在户外工作，由于超声波在不同的温度下的传输速度不同，所以户外温度对所测的值有一定的影响。因此，需要对温度进行测量，并且利用算法将温度的变化补偿到所测的距离，这样所测的距离能更准确，所得数据更实用。同时还能将温度返回给单片机，进而显示在上位机上，以便做进一步的分析、计算和汇总。
3、可检测湿度
同样，湿度对超声波也有一定的影响，所以湿度的测量也必不可少，我们利用湿度传感器将实时湿度值传回单片机，利用算法将湿度折合到距离，使所测更精准。同时，将湿度值上传到上位机软件，可根据湿度在一定的场合实现报警功能。
4、可检测降雪的开始及结束时间
在某些场合或者某些时候，需要知道什么开始下雪，这个时候通过一定的方式来通知或者是通过控制一定的设备来处理一定的事情，以便应付降雪。这个时候降雪的开始和结束时间就显得相当重要了。比如在公路上，从下雪开始我们就需要知道什么时候会影响到交通，这时候检测降雪的开始和结束的时间和测量降雪的厚度等就比较重要了。
5、可实时监测降雪的厚度
本发明采用超声波测距原理，能够实时测得和显示降雪的厚度。
6、可实时监测降雪速度；
降雪速度单位为“毫米/分钟”，表示单位时间内的降雪高度，实现降雪等级表示的数字化和实时化。
通常我们看到的降雪指标只是暴雪、大雪、中雪、小雪等等之类的名词术语，没有一个精确的值来形容下雪的等级，然而有时候精确的降雪速度这个值还是不能或缺的，此时我们就需要一个雪情监测的装置。本发明就解决了这个问题，能够实时精确得到降雪等级。
7、通过太阳能供电，解决了有线供电的难题
本发明采用太阳能供电。太阳能供电不仅节能环保，同时解决了距离远而线路复杂、线路过长、费用较高的缺点。
8、无线传输功能
9、可视化监查功能
10、预警和报警功能
对于雪灾和雪情具有预警和报警功能。

Claims (5)

1.雪情动态实时远程监测方法，其特征是：它由以下步骤实现：
步骤一、采用摄像头采集监控现场是否出现降雪，如果判断结果为是，则执行步骤二；如果判断结果为否，则执行步骤一一；
步骤一一、返回执行步骤一；
步骤二、令t的初始值为0，在时长k内，采用超声波测距传感器测量积雪厚度，获得测距结果；k为正数；
步骤三、采用温度传感器测量现场温度，采用湿度传感器采集现场湿度，并根据采集到的温度和湿度基于超声波测距原理对测距结果进行补偿，获得积雪厚度测量结果；
步骤四、采用单片机根据步骤三获得的积雪厚度测量结果除以降雪时间，获得降雪速度；
步骤五、将步骤三采集的现场湿度、温度和获得积雪厚度测量结果和步骤四获得的降雪速度通过无线的方式传送到远程监控终端，并在显示器上进行显示；
步骤六、采用摄像头采集监控现场是否降雪结束，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤八；
步骤七、令t的值加1，并返回执行步骤二；
步骤八、结束雪情动态实时远程监测。
2.根据权利要求1所述的雪情动态实时远程监测方法，其特征在于步骤五中采用四个显示界面分屏显示现场湿度值、现场温度值、积雪厚度测量结果和降雪速度。
3.根据权利要求1所述的雪情动态实时远程监测方法，其特征在于采用EEPROM对现场湿度、温度和获得积雪厚度测量结果和步骤四获得的降雪速度进行存储。
4.根据权利要求1所述的雪情动态实时远程监测方法，其特征在于采用可充电电源对摄像头、测距传感器、温度传感器、湿度传感器和一号控制器进行供电。
5.根据权利要求1所述的雪情动态实时远程监测方法，其特征在于采用太阳能电池对可充电电源供电。
CN201510069610.1A 2015-02-10 2015-02-10 雪情动态实时远程监测方法 Pending CN104614784A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510069610.1A CN104614784A (zh) 2015-02-10 2015-02-10 雪情动态实时远程监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510069610.1A CN104614784A (zh) 2015-02-10 2015-02-10 雪情动态实时远程监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104614784A true CN104614784A (zh) 2015-05-13

Family

ID=53149315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510069610.1A Pending CN104614784A (zh) 2015-02-10 2015-02-10 雪情动态实时远程监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104614784A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785482A (zh) * 2016-05-03 2016-07-20 北京交通大学 一种基于遮盖物检测的雪深测量系统
CN108196318A (zh) * 2017-12-01 2018-06-22 中国水利水电科学研究院 积雪深度确定方法
CN110099244A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 广州环名科技有限公司 一种能够对现场积雪深度进行准确实时监测的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785482A (zh) * 2016-05-03 2016-07-20 北京交通大学 一种基于遮盖物检测的雪深测量系统
CN105785482B (zh) * 2016-05-03 2017-12-12 北京交通大学 一种基于遮盖物检测的雪深测量系统
CN108196318A (zh) * 2017-12-01 2018-06-22 中国水利水电科学研究院 积雪深度确定方法
CN108196318B (zh) * 2017-12-01 2019-05-03 中国水利水电科学研究院 积雪深度确定方法
CN110099244A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 广州环名科技有限公司 一种能够对现场积雪深度进行准确实时监测的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104879169B (zh) 地下工程和深基坑无人值守实时监控预警系统及其工作方法
CN104266686B (zh) 输电线路交叉跨越无线监测方法及装置
CN106066388B (zh) 自主式边坡监测系统
CN101561305A (zh) 桥下或隧道路面积水监测预警系统及监测预警方法
CN108680733A (zh) 一种沥青路面服役性能的智能感知系统及方法
CN203383128U (zh) 沥青路面压路机智能化作业外挂式监控系统
CN104596459A (zh) 滑坡监测系统及其监测方法
CN105136101A (zh) 一种桥梁状态参数实时监测及报警系统
CN104535104A (zh) 电力系统输电塔在线监测方法及监测系统
CN103063169B (zh) 一种利用超声波监测危岩体崩塌的装置
CN103353313B (zh) 沥青路面压路机智能化作业外挂式监控系统
CN201849490U (zh) 轨道在线监测系统
CN104614784A (zh) 雪情动态实时远程监测方法
CN103177532A (zh) 一种路基滑坡远程监测方法与装置
CN203149775U (zh) 基于传感检测与视频检测的泥石流实时监测预警系统
CN104183093A (zh) 一种滑坡灾害监测预警系统
CN103335676A (zh) 一种基于红外声波混合测距的新型电缆检测信息采集系统
CN107830890A (zh) 一种基于光纤传感器的隧道安全监测系统
CN203688038U (zh) 分布式无线超声波液位测量仪
CN206892333U (zh) 便携式手持超声波雪深测量装置
CN202075832U (zh) 房屋安全监控预警系统
CN106932779A (zh) 便携式手持超声波雪深测量装置及测量方法
CN104134358A (zh) 复杂路面限速实时提示方法及图像与激光复合式遥感路面监测自动报警系统
CN219016814U (zh) 一种用于高支模体系的安全监测装置
CN103294038A (zh) 稳定土及水泥稳定碎石生产过程动态质量远程监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150513

RJ01 Rejection of invention patent application after publication