CN106371153B - 无人值守小型自动气象台 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种无人值守小型自动气象台，包括支架，所述支架上设置有数据采集器，所述数据采集器连接有电源系统，所述气象传感器以及及电源系统设置有防护箱内，所述数据采集器定时或不定时测量周围环境气象参数，并将所述环境气象参数通过通讯模块传输至气象台服务器，本发明能够自动进行行气象数据采集，避免造成气象数据的漏测，同时降低了数据采集的成本。

Description

无人值守小型自动气象台
技术领域
本发明属于气象观测技术领域，特别涉及一种无人值守小型自动气象台。
背景技术
目前，近些年以来，台风、暴雨等自然灾害频繁发生，不仅给人们的生产、生活造成了极大的不便，更有甚者，会危及人们的人身安全。仅2014年至今，造成重大安全事故的自然灾害，包括台风、洪涝、泥石流等自然灾害已经不下数十起，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，时刻威胁着人们的人身安全。一般情况下，通常需要气象台的气象台定点对不同地方的气象数据进行采集，然后将数据集中到气象中心，气象中心再进行气象播报。但气象台的成本极高，而且只能采用一定范围内的气象数据，经常会造成漏测，从而不能及时准确地对不同地区的气象进行观测和预报，难以进行有效地极端天气避险。
因此，现在亟需一种无人值守小型自动气象台，能够自动进行行气象数据采集，避免造成气象数据的漏测，同时降低了数据采集的成本。
发明内容
本发明提出一种无人值守小型自动气象台，解决了现有技术中气象观测耗费人力、物力过大，难以及时发现气象异常的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：无人值守小型自动气象台，包括支架，支架上设置有数据采集器，数据采集器连接有电源系统，数据采集器以及及电源系统设置有防护箱内，数据采集器定时或不定时测量周围环境气象参数，并将环境气象参数通过通讯模块传输至气象台服务器。
作为一种优选的实施方式，电源系统为市电220V、12V、5V和太阳能供电系统中的任意一种或几种，电源系统连接有电源管理模块，电源管理模块连接数据采集器和数据记录仪。
作为一种优选的实施方式，支架上设置有避雷针。
作为一种优选的实施方式，数据采集器通过有线连接、局域网连接、光纤连接、Modem连接、GPRS移动通讯、数传电台、3G通讯、卫星通讯中的任意一种或几种通讯方式与气象台服务器连接。
作为一种优选的实施方式，数据采集器设置有控制器，控制器通过串口连接有存储器、控制模块、复位电路以及时钟电路，控制器与通讯模块之间设置有D/A转换模块，D/A转换模块对定时或不定时测量的环境气象参数进行模数转换后传输到气象台服务器。
作为一种优选的实施方式，存储器存储数据采集器采集的历史气象数据，并根据历史气象数据生成气象数据趋势模型，当存在异常天气时，控制器利用报警单元进行报警指示。
作为一种优选的实施方式，控制器将数据采集器采集的气象数据与历史气象数据最大值进行比较，超出预设阀值范围时，控制器控制复位电路进行复位。
作为一种优选的实施方式，控制器连接有信号模拟器，信号模拟器连接数据采集器，且信号模拟器为数据采集器提供标准气象数据的模拟信号，并对数据采集器采集的气象数据进行校正。
作为一种优选的实施方式，校正过程包括确定数据采集的采样周期，建立历史气象数据的趋势模型，根据历史气象数据时间特性对应采样数据确定相邻两个采样段内的平均频率差。
作为一种优选的实施方式，控制器连接有若干彩色灯，控制器根据数据采集器采集的气象数据控制特定彩色灯进行闪烁指示。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：通过数据采集器进行实时采集气象数据，存储器将采集的数据存储记录并生成历史气象数据趋势模型，将实时数据与趋势模型进行比照，并利用采样的平均频率差进行校正，在即将出现异常天气时，通过报警单元进行报警指示，并通过不同的彩色灯进行指示，方便使用者在远处清晰地了解即将出现的天气。
附图说明
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方框示意图；
图2为本发明数据采集器方框示意图。
具体实施方式
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作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。
如图1-2所示，本无人值守小型自动气象台，包括支架，支架上设置有数据采集器，数据采集器连接有电源系统，气象传感器以及及电源系统设置有防护箱内，数据采集器定时或不定时测量周围环境气象参数，并将环境气象参数通过通讯模块传输至气象台服务器。
电源系统为市电220V、12V、5V和太阳能供电系统中的任意一种或几种，电源系统连接有电源管理模块，电源管理模块连接数据采集器和数据记录仪。
支架上设置有避雷针。
数据采集器通过有线连接、局域网连接、光纤连接、Modem连接、GPRS移动通讯、数传电台、3G通讯、卫星通讯中的任意一种或几种通讯方式与气象台服务器连接。
数据采集器设置有控制器，控制器通过串口连接有存储器、控制模块、复位电路以及时钟电路，控制器与通讯模块之间设置有D/A转换模块，D/A转换模块对定时或不定时测量的环境气象参数进行模数转换后传输到气象台服务器。
存储器存储数据采集器采集的历史气象数据，并根据历史气象数据生成气象数据趋势模型，当存在异常天气时，控制器利用报警单元进行报警指示。
控制器将数据采集器采集的气象数据与历史气象数据最大值进行比较，超出预设阀值范围时，控制器控制复位电路进行复位。
控制器连接有信号模拟器，信号模拟器连接数据采集器，且信号模拟器为数据采集器提供标准气象数据的模拟信号，并对数据采集器采集的气象数据进行校正。
校正过程包括确定数据采集的采样周期，建立历史气象数据的趋势模型，根据历史气象数据时间特性对应采样数据确定相邻两个采样段内的平均频率差。
控制器连接有若干彩色灯，控制器根据数据采集器采集的气象数据控制特定彩色灯进行闪烁指示。
历史气象数据是经过传感器实时采集、数据处理模块统计输出的结果，包括每5分钟、10分钟、15分钟、1小时、1天的最大值、最小值、平均值，这些数据保留两年以上。预测的气象数据包括未来4小时、24小时、48小时、72小时的气象数据。智能气象台配置信息包括了该气象台所在地区的地理信息，如经度、纬度、海拔、位势高度；智能气象台采集、预报的配置信息，如采集气象数据间隔、预报气象数据时间间隔；智能气象台出厂信息等。气象数据预测模块具有两个功能，首先是根据历史气象数据训练预测算法模型，另一个功能是根据实测气象数据和已训练完成的模型得到预测气象数据。训练预测算法模型需要至少三个月的历史气象数据。
该无人值守小型自动气象台的工作原理是：通过数据采集器进行实时采集气象数据，存储器将采集的数据存储记录并生成历史气象数据趋势模型，将实时数据与趋势模型进行比照，并利用采样的平均频率差进行校正，在即将出现异常天气时，通过报警单元进行报警指示，并通过不同的彩色灯进行指示，方便使用者在远处清晰地了解即将出现的天气。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.无人值守小型自动气象台，其特征在于，包括支架，所述支架上设置有数据采集器，所述数据采集器连接有电源系统，所述数据采集器以及及电源系统设置有防护箱内，所述数据采集器定时或不定时测量周围环境气象参数，并将所述环境气象参数通过通讯模块传输至气象台服务器；
所述数据采集器设置有控制器，所述控制器通过串口连接有存储器、控制模块、复位电路以及时钟电路，所述控制器与通讯模块之间设置有D/A转换模块，所述D/A转换模块对定时或不定时测量的环境气象参数进行模数转换后传输到气象台服务器；
所述控制器连接有信号模拟器，所述信号模拟器连接所述数据采集器，且所述信号模拟器为数据采集器提供标准气象数据的模拟信号，并对数据采集器采集的气象数据进行校正；
所述控制器将所述数据采集器采集的气象数据与历史气象数据最大值进行比较，超出预设阀值范围时，控制器控制所述复位电路进行复位；校正过程包括确定数据采集的采样周期，建立历史气象数据的趋势模型，根据历史气象数据时间特性对应采样数据确定相邻两个采样段内的平均频率差；
所述电源系统为市电220V、12V、5V和太阳能供电系统中的任意一种或几种，所述电源系统连接有电源管理模块，所述电源管理模块连接所述数据采集器和数据记录仪；所述支架上设置有避雷针。
2.根据权利要求1所述的无人值守小型自动气象台，其特征在于，所述数据采集器通过有线连接、局域网连接、光纤连接、Modem连接、GPRS移动通讯、数传电台、3G通讯、卫星通讯中的任意一种或几种通讯方式与气象台服务器连接。
3.根据权利要求1所述的无人值守小型自动气象台，其特征在于，所述存储器存储所述数据采集器采集的历史气象数据，并根据所述历史气象数据生成气象数据趋势模型，当存在异常天气时，控制器利用报警单元进行报警指示。
4.根据权利要求1所述的无人值守小型自动气象台，其特征在于，所述控制器连接有若干彩色灯，控制器根据所述数据采集器采集的气象数据控制特定彩色灯进行闪烁指示。
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