CN111432369B - 气象信息的无线采集方法和无线采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气象信息的无线采集方法和装置，所述方法包括：检测预设范围内是否存在无线气象传感器；当检测到预设范围内存在所述无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证；当所述无线气象传感器通过身份认证时，为所述无线气象传感器分配网络地址，并将所述网络地址发送至所述无线气象传感器；通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能。本发明可以去除气象传感器和数据采集器上的连接器和电缆，真正实现取电和通信的无线化，克服了现有自动气象站由于传感器连接器和电缆的存在而造成安装维护困难和仪器工作不可靠的问题。

Description

气象信息的无线采集方法和无线采集装置

技术领域

本发明涉及气象信息采集领域，具体涉及一种气象信息的无线采集方法和无线采集装置。

背景技术

自动气象站用于对气温、湿度、风等各种气象要素进行自动观测、处理、存储和传输，一般由气象传感器、数据采集系统、电源系统、通信系统等构成。在现有的方案中，气象传感器、数据采集系统都是利用从电源系统铺设的电缆来进行供电的，气象传感器和数据采集系统之间也通过电缆进行数据传输。

近年来有业内人士也提出了基于无线物联网通信技术的自动气象站方案，试图解决传感器无线化的问题。然而在当前远距离无线供电技术尚未成熟的条件下，所谓的无线物联网自动气象站也仅仅是去除了传感器和数据采集系统之间的通信电缆，每个传感器上还是需要有一个外部连接器，或者拖一根电源电缆进行供电。根据气象观测业务的要求，每个气象传感器都需要定期从现场取下，送到法定计量检定机构进行计量检定，检定合格后才能再次安装到现场使用。自动气象站在初期安装时，以及每次更换气象传感器时的连接器插拔操作或接线端子装拆操作，给自动气象站的保障人员造成了不小的麻烦，常常出现由于连接器插接不到位造成连接器防水能力下降而产生仪器故障，或者由于接线端子松动而造成测量不正确

另一方面，无线物联网自动气象站中的每一个气象传感器都需要有网络地址才能进行组网，这个网络地址要么是固定配置给传感器，要么由协调器或服务器动态分配。但是不管哪种地址分配方式，网络地址与气象传感器物理对象的映射关系，都需要通过人工来配置和维护。映射关系一旦建立，后续如果要更换气象传感器(如定期检定时需要换上另一个气象传感器)，要么将新的气象传感器配置为相同地址，要么重新配置映射关系，这些工作都必须由人工进行，比较繁琐且易出错。

因此，如何提供一种可以摆脱电缆供电、并可无需人工配置网络地址即可随时更换气象传感器的气象信息采集方案，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的上述缺陷，从而提供一种可以无线供电、自动配址的气象信息采集方案。

为实现上述目的，本发明提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线供电配址器一侧，包括以下步骤：

检测预设范围内是否存在无线气象传感器；

当检测到预设范围内存在所述无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证；

当所述无线气象传感器通过身份认证时，为所述无线气象传感器分配网络地址，并将所述网络地址通过发射线圈发送至所述无线气象传感器；

通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能。

示例性地，所述检测预设范围内是否存在无线气象传感器的步骤包括：

通过磁性开关检测所述预设范围内的磁场是否变化；

当检测到磁场发生变化时，确定所述预设范围内存在无线气象传感器。

示例性地，所述对所述目标无线气象传感器进行身份认证的步骤包括：

向所述目标无线气象传感器发送用于维持协议通信的电能；

获取目标无线气象传感器返回的第一身份信息；

比较所述第一身份信息是否与预存的标准身份信息相同；

当所述第一身份信息与预存的标准身份信息相同时，确定所述无线气象传感器通过身份认证。

示例性地，所述通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能的步骤之后，还包括：

检测所述无线气象传感器是否处于所述预设范围内，并检测所述发射线圈的发射功率；

当检测到所述无线气象传感器不再处于所述预设范围内，并且所述发射线圈的发射功率降低时，停止向所述无线气象传感器发送电能。

为实现上述目的，本发明还提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线气象传感器一侧，包括以下步骤：

响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与所述无线供电配址器进行身份认证；

当通过身份认证时，接收所述无线供电配址器发送的网络地址；

接收所述无线供电配址器发送的电能；

基于所述网络地址进行气象信息的采集和发送。

为实现上述目的，本发明还提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线数据采集器一侧，包括以下步骤：

响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与所述无线供电配址器进行身份认证；

当通过身份认证时，获取当前所有无线气象传感器的网络地址进行无线组网；

接收所述无线供电配址器发送的电能；

基于所述网络地址，接收对应的所述无线气象传感器发送的气象信息。

为实现上述目的，本发明还提供一种气象信息的无线采集装置，包括：

无线气象传感器，用于采集气象信息，并通过无线方式发送采集到的所述气象信息；

无线数据采集器，用于通过无线方式接收所述无线气象传感器发送的所述气象信息；

无线供电配址器，与所述无线气象传感器和所述无线数据采集器，用于为所述无线气象传感器发送网络地址和电能，以及为所述无线数据采集器发送电能；

供电电源，与所述无线供电配址器相连，用于为所述无线供电配址器提供电能。

示例性地，所述无线供电配址器包括：

目标检测元件，用于检测预设范围内是否存在无线气象传感器；

控制单元，与所述目标检测元件相连，用于当检测到预设范围内存在无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证，以及在认证通过时，为所述无线气象传感器分配网络地址；

发射线圈，与所述第一控制单元相连，用于在所述第一控制单元的控制下与所述无线气象传感器通信，向所述无线气象传感器发送网络地址和电能；

工况指示器，与所述第一控制单元相连，用于指示当前工作状况。

示例性地，所述无线气象传感器包括：

第一触发元件，用于向外发射触发信号；

第一接收线圈，用于与所述发射线圈通信，接收所述发射线圈发送的网络地址和电能；

第一处理单元，与所述接收线圈相连，用于控制所述接收线圈与所述发射线圈通信，执行身份认证，并基于接收到的所述网络地址加入无线网络。

示例性地，所述无线数据采集器包括：

第二触发元件，用于向外发射触发信号；

第二接收线圈，用于与所述发射线圈通信，接收所述发射线圈发送的电能；

第二处理单元，与所述接收线圈相连，用于控制所述接收线圈与所述发射线圈通信，执行身份认证。

本发明技术方案，具有如下优点：

(1)本发明完全去掉气象传感器和数据采集器上的连接器和电缆，真正实现取电和通信的无线化，克服了现有自动气象站由于传感器连接器和电缆的存在而造成安装维护困难和仪器工作不可靠的问题。

(2)本发明的无线供电配址器实现了双向协议，不仅能够获取受电方(无线式气象要素传感器)身份信息和功率需求，还能够发射按照位置信息编码的网络地址信息，无线式气象要素传感器能够在安装位置自动以无线方式获取网络地址用于无线组网，解决了现有无线物联网气象站需要维护气象要素传感器的网络地址和物理对象映射关系的问题。

上述两点使本发明实现了“有线输电、无线取电”和“按位定址、无线取址”的功能，使自动气象站的安装使用和维护保障更加方便、可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例1中气象信息的无线采集装置的一个具体示例的原理示意图；

图2为本发明实施例1中无线供电配置器的结构示意图；

图3为本发明实施例1中无线气象传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例2中气象信息的无线采集方法的一个具体示例的流程图；

图5为本发明实施例3中气象信息的无线采集方法的一个具体示例的流程图；

图6为本发明实施例4中气象信息的无线采集方法的一个具体示例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种气象信息的无线采集装置1000，如图1所示，包括无线气象传感器1100、无线数据采集器1200、无线供电配址器1300和供电电源1400。其中：

无线气象传感器1100用于采集气象信息，并通过无线方式发送采集到的所述气象信息。无线气象传感器1100可以包含多个不同类型的传感器，用于测量不同气象信息，例如图1中示出的无线气温传感器、无线湿度传感器、无线风向传感器等。

无线数据采集器1200用于通过无线方式接收无线气象传感器1100发送的气象信息。一般来说，一个自动气象站点配置一个无线数据采集器1200即可，这种情况下由于其唯一性，无线数据采集器1200的网络地址可以预先配置好，例如可以根据该自动气象站点的地理位置配置为固定的网络地址。当然，也可以不事先配置地址，后期由无线供电配址器1300统一配置。

无线供电配址器1300与无线气象传感器1100和无线数据采集器1200通过无线方式连接，用于为无线气象传感器1100发送网络地址和电能，以及为无线数据采集器1200发送电能。无线供电配址器1300对于实现本实施例的发明目的具有核心作用，通过无线供电配址器1300可以对无线气象传感器1100和无线数据采集器1200进行无线供电，并且可以为无线气象传感器1100实时配置网络地址。从图1中可以看出，本实施例中的无线供电配址器1300可以包含多个，例如1#无线供电配址器、2#无线供电配址器、3#无线供电配址器和4#无线供电配址器，每个无线供电配址器1300对应一个无线气象传感器1100或无线数据采集器1200。

供电电源1400与无线供电配址器1300通过电缆相连，用于为对应的无线供电配址器1300提供电能。本实施例中的供电电源1400也可以包含多个，例如图1中的1#供电电源和2#供电电源，每个供电电源1400可以按照供电能力连接一个或多个无线供电配址器1300。

本发明只需通过有限个供电电源1400为无线供电配址器1300输送电能。无线供电配址器1300和无线气象传感器1100之间、无线供电配址器1300和无线数据采集器1200之间以及无线气象传感器1100和无线数据采集器1200之间均通过无线方式传输电能和通信数据。一方面，无线供电配址器1300可以为无线气象传感器1100自动配置网络地址，避免了每次更换无线气象传感器1100都需要人为设置网络地址的繁琐，使得无线气象传感器1100的检测和更换更加简单方便，大大提高传感器更换效率。另一方面，由无线供电配址器1300通过无线方式为无线数据采集器1200之间和无线气象传感器1100提供电能，从而真正实现无线供电，有利于节省安装成本，提高气象站的气象监测效率。

以下详细介绍本实施例的无线采集装置中各个元件的具体结构。

(1)无线供电配址器1300

如图2所示，无线供电配址器1300包括目标检测元件1310、控制单元1320、发射线圈1330、工况指示器1350等。其中：

目标检测元件1310用于检测预设范围内是否存在无线气象传感器1100。目标检测元件1310可以通过多种方式检测无线气象传感器1100是否存在，例如通过磁性开关检测附近是否有磁场信号，若有，证明有无线气象传感器1100存在；或者通过光电开关检测附近是否有光线遮挡信号，若有，证明有无线气象传感器1100存在。示例性地，当采用磁性开关作为目标检测元件1310时，待检测的无线气象传感器1100上对应的设置有磁性元件。此时磁性开关需离开低频发射线圈适当距离，并用高导磁材料包围，使无线气象传感器1100上的磁性元件只有在该范围才能检测到，确保双方收发线圈的对准。采用这种方法，克服了常用的谐振频率偏移法和电容法实现复杂、能源浪费，以及在自动气象站的户外复杂天气条件下容易误触发的不足，并且更容易实现对准检测。

控制单元1320与所述目标检测元件1310相连，用于当检测到预设范围内存在无线气象传感器1100时，对无线气象传感器1100进行身份认证，以及在认证通过时，为无线气象传感器1100分配网络地址。其中控制单元1320具体包括电源切换电路1321、外部供电检测电路1322、MCU及固件1323、码元调制解调器1324、低频振荡驱动电路1325、发射功率检测电路1326。电源切换电路1321用于将供电电源1400的输出电压转化为无线供电配址器1300需要的电压；外部供电检测电路1322用于检测外部供电是否正常；MCU及固件1323用于对接收到的数据进行逻辑运算以发出对应的命令信号；码元调制解调器1324用于进行通信码元的调制解调；低频振荡驱动电路1325用于产生低频振荡载波信号；发射功率检测电路1326用于检测向外发射的低频信号的功率情况。

发射线圈1330与控制单元1320相连，用于在控制单元1320的控制下与无线气象传感器1100通信，向无线气象传感器1100发送网络地址和所需电能。示例性地，发射线圈1330可以紧贴发射平面1340设置，发射平面1340与对应的无线气象传感器1100的结构相匹配，用于对无线气象传感器1100进行固定。例如发射平面1340上设置有与无线气象传感器1100的底部形状相对应的卡座，无线气象传感器1100可以固定安置在该卡座内。又例如发射平面1340上设置有与无线气象传感器1100的径向直径相对应的卡扣，无线气象传感器1100可以卡紧固定在该卡扣内。总之，本发明对于发射平面1340的具体结构并不进行限制，只要是能够使无线气象传感器1100固定在无线供电配址器1300附近的结构都在本发明的保护范围之内。

工况指示器1340与控制单元1320相连，用于指示当前工作状况是正常还是报警。可以通过温度检测电路1360检测到的温度数据来确定当前工况是否正常，当温度数据超出正常阈值时，可以发出对应的报警信号。工况指示器1340的具体组成可以包括LED指示灯、蜂鸣器等元件，从而通过LED灯的闪烁方式或蜂鸣器发出蜂鸣声发出报警信号。

本发明提供的无线供电配址器1300可以实现双向通信协议，不仅能够获取受电方(无线气象传感器1100和无线数据采集器1200)的身份信息和功率需求，还能够发射按照位置信息编码的网络地址信息，为实现自动气象站的无线供电和无线通信提供必要保障。

(2)无线气象传感器1100

如图3所示，无线气象传感器1100包括第一触发元件1110、第一接收线圈1120、发射平面1130、第一处理单元1140以及取电和码元调制解调单元1150。

第一触发元件1110，用于向外发射触发信号。示例性地，第一触发元件1110可以是磁性元件、发光元件等。

第一接收线圈1120，用于与发射线圈1330通信，接收发射线圈1330发送的网络地址和电能。

接收平面1130，用于固定第一触发元件1110和第一接收线圈1120。例如，使第一触发元件1110和第一接收线圈1120紧贴在接收平面1130下方，并且第一触发元件1110和第一接收线圈1120之间保持合适的距离。另外，接收平面1130的具体形状可以和无线供电配址器130上的发射平面1340相对应，例如卡销形状，用于容置在卡座形状的发射平面1340上，从而使无线气象传感器1100可以固定在无线供电配址器1300上，并且发射线圈1330与第一接收线圈1120相对应。

第一处理单元1140，与第一接收线圈1120相连，用于控制第一接收线圈1120与发射线圈1330通信，执行身份认证，并基于接收到的网络地址加入无线网络。具体的，第一处理单元1140包括敏感元件1141、处理模块1142、无线通信电路1143、MCU及固件1144。

取电和码元调制解调单元1150，用于获取电能，产生向外发送的调制信号，并对接收到的调制信号进行解调。具体的，取电和码元调制解调单元1150包括电压调整转换电路1151、整流电路1152、码元解调电路1153和码元调制电路1154。

无线气象传感器1100根据无线供电配址器1300提供的网络地址加入无线网络，并通过无线方式采集和传输气象数据，从而不需要任何电缆就可以正常采集气象数据，更换方式灵活简便，有利于提高气象数据监测的准确性。

(3)无线数据采集器1200

无线数据采集器1200与无线气象传感器1100类似，同样和无线供电配址器1300相连，用于接收无线供电配址器1300发送的电能。可以预先为无线数据采集器1200配置好对应的网络地址，这样就不需无线供电配址器1300为其分配网络地址。当然也可以和无线气象传感器1100一样，由无线供电配址器1300分配好对应的网络地址后发送给无线数据采集器1200，无线数据采集器1200根据接收到的网络地址加入无线网络。

无线数据采集器1200的组成结构也与无线气象传感器1100非常相似，可以一并参考图3，本文不再另外绘制附图。无线数据采集器1200具体可以包括第二触发元件1210、第二接收线圈1220、发射平面1230、第二处理单元1240以及取电和码元调制解调单元1250。其中：

第二触发元件1210，用于向外发射触发信号。示例性地，第一触发元件1110可以是磁性元件、发光元件等。

第二接收线圈1220，用于与发射线圈1330通信，接收发射线圈1330发送的电能。

第二处理单元1240，与第二接收线圈1220相连，用于控制第二接收线圈1220与发射线圈1330通信，执行身份认证，并在身份认证通过后采集无线气象传感器1100的数据。

无线数据采集器1200通过无线方式获取无线气象传感器1100中的气象数据，并由无线供电配址器1300以无线方式为其提供电能。无线数据采集器1200可以提高气象数据的处理效率，保障自动气象站的正常运行。

(4)供电电源1400

供电电源1400可以包括12V蓄电池、充放电控制器、AC/DC电源转换器或太阳能电池板。其中充放电控制器将12V电源通过传输电缆传输到无线供电配址器1300，同时也从AC/DC转换器或太阳能电池板获得能源，为蓄电池进行充电。供电电源1400的规模可以根据自动气象站需要的电能，采用集中式或者分布式进行配置。

实施例2

本施例提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线供电配址器一侧，如图4所示，包括以下步骤：

S410:检测预设范围内是否存在无线气象传感器。本实施例中的无线供电配址器用于为无线气象传感器提供网络地址和电能，并且只有当检测到附近存在无线气象传感器，无线供电配址器才开启工作模式。可以通过多种方式检测预设范围内是否有无线气象传感器存在，例如通过磁性开关检测附近是否有磁性信号，若有，证明有无线气象传感器存在；或者通过光电开关检测附近是否有光线遮挡信号，若有，证明有无线气象传感器存在。

S420:当检测到预设范围内存在所述无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证。本步骤的身份认证过程是基于身份鉴别协议执行的，目的是为了确定检测到的无线气象传感器是否是被允许的传感器，以保证通信过程的安全性，防止遭受恶意攻击。

S430:当所述无线气象传感器向通过身份认证时，为所述无线气象传感器分配网络地址，并将所述网络地址通过发射线圈发送至所述无线气象传感器。本步骤是基于网络地址通知协议进行的，以使无线气象传感器基于该网络地址加入无线网络。其中，每个无线供电配址器可以根据其自身所在的位置，将位置信息按一定的规则进行网络地址编码后存储在内部，作为与该无线供电配址器相匹配的无线气象传感器的网络地址。

S440:通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能，其中所发射的电能与无线气象传感器的功率相适应。

通过上述步骤，无线供电配址器实现了双向协议，不仅能够获取受电方(无线式气象要素传感器)身份信息和功率需求，还能够发射按照位置信息编码的网络地址信息，无线式气象要素传感器能够在安装位置自动以无线方式获取网络地址用于无线组网，解决了现有无线物联网气象站需要维护气象要素传感器的网络地址和物理对象映射关系的问题。

示例性地，步骤S420包括：

S421:向所述无线气象传感器发送用于维持协议通信的电能。考虑到自动气象站中供电电源的功率有限，本发明只有在检测到合法的无线气象传感器或无线数据采集器时，无线供电配址器中的低频发射线圈才向外发射少量电能，该电能只需能够维持无线气象传感器执行身份鉴别协议即可。这样可以在避免电能浪费的基础上，实现对无线气象传感器的身份识别。

S422:获取无线气象传感器返回的第一身份信息。该第一身份信息可以是由无线气象传感器通过低频线圈返回的设备编号等信息。

S423:比较所述第一身份信息是否与预存的标准身份信息相同。无线供电配置器中可以预先存储相匹配的无线气象传感器的标准身份信息，例如对应的设备编号信息。

S424:当所述第一身份信息与预存的标准身份信息相同时，确定所述无线气象传感器通过身份认证。

通过进行身份认证，本实施例可以保证通信过程的安全性，防止遭受恶意攻击。

示例性地，在步骤S440之后，还包括：

检测所述无线气象传感器是否处于所述预设范围内，并检测所述发射线圈的发射功率。当检测到所述无线气象传感器不再处于所述预设范围内，并且所述发射线圈的发射功率降低时，停止向所述无线气象传感器发送电能。

可以通过磁性开关等目标检测元件实时检测附近是否还有磁性信号，并且检测无线供电配址器中的发射线圈的发射功率。该步骤的目的是为了针对附近已不存在无线气象传感器的情况，避免持续发送电能造成能源浪费。

实施例3

本实施例提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线气象传感器一侧，如图5所示，包括以下步骤：

S510:响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与所述无线供电配址器进行身份认证。例如，接收无线供电配址器发送的设备编号请求，向无线供电配址器发送自身对应的设备编号。

S520:当通过身份认证时，接收所述无线供电配址器发送的网络地址。如果无线气象传感器发送的设备编号与无线供电配址器终预存的设备编号相同，则确定该无线气象传感器通过了身份识别。此时该无线气象传感器会接受到无线供电配址器发送的网络地址，用于供无线气象传感器通过ZigBee、LoRa、工业WiFi、NBIoT等无线通信技术进行组网互连。

S530:接收所述无线供电配址器发送的电能。无线供电配址器向无线气象传感器发送网络地址之后，会持续向无线气象传感器发送需要的电能，以维持无线气象传感器正常工作。

S540:基于所述网络地址进行气象信息的采集，并将采集到的数据发送给无线数据采集器。

无线气象传感器根据无线供电配址器提供的网络地址加入无线网络，并通过无线方式采集和传输气象数据，从而不需要任何电缆就可以正常采集气象数据，更换方式灵活简便，有利于提高气象数据监测的准确性。

实施例4

本实施例还提供一种气象信息的无线采集方法，适用于无线数据采集器一侧，如图6所示，包括以下步骤：

S610:响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与所述无线供电配址器进行身份认证。例如，接收无线供电配址器发送的设备编号请求，向无线供电配址器发送自身对应的设备编号。

S620:当通过身份认证时，获取当前所有无线气象传感器的网络地址进行无线组网。如前所述，由于一个自动气象站一般只设置一个无线数据采集器，其网络地址相对于无线气象传感器而言容易配置，因此可以事先将无线数据采集器配置为预设的网络地址，这样就不再需要无线供电配址器实时为其分配网络地址，有利于节约资源。当通过身份认证之后，无线数据采集器可以通过ZigBee、LoRa、工业WiFi、NBIoT等无线通信技术进行组网互连，获取每个无线气象传感器的网络地址以进行网络通信。

S630:接收所述无线供电配址器发送的电能。无线供电配址器会持续向无线数据采集器发送需要的电能，以维持无线数据采集器正常工作。

S640:接收对应的所述无线气象传感器发送的气象信息。无线数据采集器可以对自动气象站中所有无线气象传感器采集到的气象信息进行采集，并将采集到的气象信息进行处理后传送到数据中心。

无线数据采集器通过无线方式获取无线气象传感器中的气象数据，并由无线供电配址器以无线方式为其提供电能。无线数据采集器可以提高气象数据的处理效率，保障自动气象站的正常运行。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种气象信息的无线采集方法，适用于无线供电配址器一侧，其特征在于，包括以下步骤：

检测预设范围内是否存在无线气象传感器，所述无线气象传感器用于采集气象信息，并发送所述气象信息至数据中心；

当检测到预设范围内存在所述无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证；

当所述无线气象传感器通过身份认证时，为所述无线气象传感器分配网络地址，并将所述网络地址通过发射线圈发送至所述无线气象传感器，所述网络地址为所述无线供电配址器根据其自身所在的位置信息按预设规则进行网络地址编码得到的；

通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能；

所述对所述无线气象传感器进行身份认证的步骤包括：

向所述无线气象传感器发送用于维持协议通信的电能；

获取无线气象传感器返回的第一身份信息；

比较所述第一身份信息是否与预存的标准身份信息相同；

当所述第一身份信息与预存的标准身份信息相同时，确定所述无线气象传感器通过身份认证；

检测预设范围内是否存在无线气象传感器的步骤包括：

通过磁性开关检测所述预设范围内的磁场是否变化；

当检测到磁场发生变化时，确定所述预设范围内存在无线气象传感器；

所述通过所述发射线圈向所述无线气象传感器发送电能的步骤之后，还包括：

检测所述无线气象传感器是否处于所述预设范围内，并检测所述发射线圈的发射功率；

当检测到所述无线气象传感器不再处于所述预设范围内，并且所述发射线圈的发射功率降低时，停止向所述无线气象传感器发送电能。

2.一种气象信息的无线采集方法，适用于无线气象传感器一侧，其特征在于，包括以下步骤：

响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与无线供电配址器进行身份认证，所述无线供电配址器执行权利要求1所述的气象信息的无线采集方法；

当通过身份认证时，接收所述无线供电配址器发送的网络地址，所述网络地址为所述无线供电配址器根据其自身所在的位置信息按预设规则进行网络地址编码得到的；

接收所述无线供电配址器发送的电能；

基于所述网络地址进行气象信息的采集和发送。

3.一种气象信息的无线采集方法，适用于无线数据采集器一侧，其特征在于，包括以下步骤：

响应无线供电配址器发送的身份认证请求，与所述无线供电配址器进行身份认证，所述无线供电配址器执行权利要求1所述的气象信息的无线采集方法；

当通过身份认证时，获取当前所有无线气象传感器的网络地址进行无线组网；

接收所述无线供电配址器发送的电能；

基于所述网络地址，接收对应的所述无线气象传感器发送的气象信息。

4.一种气象信息的无线采集装置，其特征在于，包括：

无线气象传感器，用于采集气象信息，并通过无线方式发送采集到的所述气象信息至数据中心；

无线数据采集器，用于通过无线方式接收所述无线气象传感器发送的所述气象信息；

无线供电配址器，与所述无线气象传感器和所述无线数据采集器相连，用于为所述无线气象传感器发送网络地址和电能，以及为所述无线数据采集器发送电能，所述无线供电配址器执行权利要求1所述的气象信息的无线采集方法；

供电电源，与所述无线供电配址器相连，用于为所述无线供电配址器提供电能；

所述无线供电配址器包括：

目标检测元件，用于检测预设范围内是否存在无线气象传感器；

控制单元，与所述目标检测元件相连，用于当检测到预设范围内存在无线气象传感器时，对所述无线气象传感器进行身份认证，以及在认证通过时，为所述无线气象传感器分配网络地址；

发射线圈，与所述控制单元相连，用于在所述控制单元的控制下与所述无线气象传感器通信，向所述无线气象传感器发送网络地址和电能；

工况指示器，与所述控制单元相连，用于指示当前工作状况；

其中，控制单元具体包括电源切换电路、外部供电检测电路、MCU及固件、码元调制解调器、低频振荡驱动电路、发射功率检测电路；电源切换电路用于将供电电源的输出电压转化为无线供电配址器需要的电压；外部供电检测电路用于检测外部供电是否正常；MCU及固件用于对接收到的数据进行逻辑运算以发出对应的命令信号；码元调制解调器用于进行通信码元的调制解调；低频振荡驱动电路用于产生低频振荡载波信号；发射功率检测电路用于检测向外发射的低频信号的功率情况；

所述无线气象传感器包括：

第一触发元件，用于向外发射触发信号；

第一接收线圈，用于与所述发射线圈通信，接收所述发射线圈发送的网络地址和电能；

第一处理单元，与所述接收线圈相连，用于控制所述接收线圈与所述发射线圈通信，执行身份认证，并基于接收到的所述网络地址加入无线网络；

所述无线数据采集器包括：

第二触发元件，用于向外发射触发信号；

第二接收线圈，用于与所述发射线圈通信，接收所述发射线圈发送的电能；

第二处理单元，与所述接收线圈相连，用于控制所述接收线圈与所述发射线圈通信，执行身份认证。

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