CN112308324A - 一种基于动态阈值的降水相态识别系统 - Google Patents

一种基于动态阈值的降水相态识别系统 Download PDF

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CN112308324A CN202011218358.3A CN202011218358A CN112308324A CN 112308324 A CN112308324 A CN 112308324A CN 202011218358 A CN202011218358 A CN 202011218358A CN 112308324 A CN112308324 A CN 112308324A
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Abstract

本发明涉及降水相态识别技术领域，具体涉及一种基于动态阈值的降水相态识别系统，包括：数据采集模块、数据处理器、移动存储模块、无线通信模块、电源模块和后台管理终端；本发明能够实时采集降水相态中的降雨量、降雪量，采集环境温度及大气压强，后台管理终端中CPU将采集数据存储至数据库内，动态阈值计算模块能够根据数据库中以往存储数据建立降水相态预报方程，CPU同时将实时采集的数据信息通过对比模块与同期的降水相态预报方程进行对比，通过显示模块进行直观的显示，动态阈值计算模块能够有效剔除误测数据，能够保证预测结果，当预测降水相态的结果会导致人们生活受到影响时，则能够通过预警模块发出警报，提前预警降低损失。

Description

一种基于动态阈值的降水相态识别系统
技术领域
本发明涉及降水相态识别技术领域，具体涉及一种基于动态阈值的降水相态识别系统。
背景技术
降水是指空气中的水汽冷凝并降落到地表的现象，它包括两部分，一是大气中水汽直接在地面或地物表面及低空的凝结物，如霜、露、雾和雾淞，又称为水平降水；另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水。但是单纯的霜、露、雾和雾淞等，不作降水量处理。在中国，国家气象局地面观测规范规定，降水量仅指的是垂直降水，水平降水不作为降水量处理，发生降水不一定有降水量，只有有效降水才有降水量。一天之内50毫米以上降水为暴雨(豪雨)，25毫米以上为大雨，10-25毫米为中雨，10毫米以下为小雨，75毫米以上为大暴雨(大豪雨)，200毫米以上为特大暴雨。降水观测是天气现象观测中的重要组成部分，在国民经济建设服务中有着重要的作用，如防洪、抗旱、减灾、水利工程的设计、工农业生产等，同时对气候变化特别是季风研究等许多方面有着重要的影响。在降水观测中很重要的一点就是实时得到降水粒子的相态、形状、尺度信息，估测降水强度和降水量，判别降水天气现象类型，提供准确及时的天气状况情报。
但现有的降水相态识别系统存在识别不准确的问题，虽然只是雨与雪一字之差，但其影响却相差很大。若是出现降雨，则对城市交通影响不大，但若出现降雪，则对城市交通影响很大。即使是较弱的降水，若降水相态预报失误也会给城市带来不利影响。
基于此，本发明设计了一种基于动态阈值的降水相态识别系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提供了一种基于动态阈值的降水相态识别系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于动态阈值的降水相态识别系统，包括：
数据采集模块，所述数据采集模块用于实时采集降雨量、降雪量和环境温度；
数据处理器，所述数据处理器用于处理数据采集模块采集的数据信息；
移动存储模块，所述移动存储模块存储实时采集的数据信息，用于备份；
无线通信模块，所述无线通信模块用于将数据处理器处理的数据信息进行无线传输；
电源模块，所述电源模块用于给数据采集模块、数据处理器、移动存储模块和无线通信模块提供电源；
后台管理终端，所述后台管理终端用于接收处理无线通信模块发送的数据信息；
所述数据采集模块信号连接数据处理器，所述数据处理器信号连接移动存储模块和无线通信模块，所述无线通信模块信号连接后台管理终端，所述电源模块电性连接数据采集模块、数据处理器、移动存储模块和无线通信模块。
进一步地，所述数据采集模块包括温度传感器、大气压力传感器、雨量传感器、雪量传感器、放大器和A/D转换模块，所述温度传感器、大气压力传感器、雨量传感器和雪量传感器信号连接放大器，所述放大器信号连接A/D转换模块，所述A/D转换模块信号连接数据处理器。
进一步地，所述后台管理终端包括CPU、数据库、动态阈值计算模块、对比模块、按键模块、显示模块和预警模块，所述CPU双向信号连接数据库和对比模块，所述CPU信号连接显示模块和预警模块，所述数据库信号连接动态阈值计算模块，所述动态阈值计算模块信号连接对比模块，所述按键模块信号连接CPU。
进一步地，所述无线通信模块为GPRS、WIFI、3G或4G通信模块。
进一步地，所述动态阈值计算模块采用Holt-Winters方法和ARIMA模型进行动态阈值计算。
进一步地，所述显示模块为LCD液晶显示屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计的数据采集模块能够实时采集降水相态中的降雨量、降雪量，同时采集环境温度及大气压强，在通过无线通信模块发送至后台管理终端，后台管理终端中CPU将采集数据存储至数据库内，动态阈值计算模块能够根据数据库中以往存储数据建立降水相态预报方程，CPU同时将实时采集的数据信息通过对比模块与同期的降水相态预报方程进行对比，通过显示模块进行直观的显示，动态阈值计算模块能够有效剔除误测数据，能够保证预测结果，当预测降水相态的结果会导致人们生活受到影响时，则能够通过预警模块发出警报，提前预警降低损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明系统结构示意图；
图2为本发明后台管理终端结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、数据采集模块；101、温度传感器；102、大气压力传感器；103、雨量传感器；104、雪量传感器；105、放大器；106、A/D转换模块；2、数据处理器；3、移动存储模块；4、无线通信模块；5、电源模块；6、后台管理终端；7、CPU；8、数据库；9、动态阈值计算模块；10、对比模块；11、按键模块；12、显示模块；13、预警模块。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本实施例提供一种技术方案：一种基于动态阈值的降水相态识别系统，包括：
数据采集模块1，数据采集模块1用于实时采集降雨量、降雪量和环境温度；
数据处理器2，数据处理器2用于处理数据采集模块1采集的数据信息；
移动存储模块3，移动存储模块3存储实时采集的数据信息，用于备份；
无线通信模块4，无线通信模块4用于将数据处理器2处理的数据信息进行无线传输；
电源模块5，电源模块5用于给数据采集模块1、数据处理器2、移动存储模块3和无线通信模块4提供电源；
后台管理终端6，后台管理终端6用于接收处理无线通信模块4发送的数据信息；
数据采集模块1信号连接数据处理器2，数据处理器2信号连接移动存储模块3和无线通信模块4，无线通信模块4信号连接后台管理终端6，电源模块5电性连接数据采集模块1、数据处理器2、移动存储模块3和无线通信模块4。
其中，数据采集模块1包括温度传感器101、大气压力传感器102、雨量传感器103、雪量传感器104、放大器105和A/D转换模块106，温度传感器101、大气压力传感器102、雨量传感器103和雪量传感器104信号连接放大器105，放大器105信号连接A/D转换模块106，A/D转换模块106信号连接数据处理器2。后台管理终端6包括CPU7、数据库8、动态阈值计算模块9、对比模块10、按键模块11、显示模块12和预警模块13，CPU7双向信号连接数据库8和对比模块10，CPU7信号连接显示模块12和预警模块13，数据库8信号连接动态阈值计算模块9，动态阈值计算模块9信号连接对比模块10，按键模块11信号连接CPU7。无线通信模块4为GPRS、WIFI、3G或4G通信模块。动态阈值计算模块9采用Holt-Winters方法和ARIMA模型进行动态阈值计算。显示模块12为LCD液晶显示屏。
本发明使用时，通过设计的数据采集模块1能够实时采集降水相态中的降雨量、降雪量，同时采集环境温度及大气压强，将采集数据信息存入移动存储模块3进行备份，同时将采集数据信息通过无线通信模块4发送至后台管理终端6，后台管理终端6中CPU7将采集数据存储至数据库8内，动态阈值计算模块9能够根据数据库8中以往存储数据建立降水相态预报方程，CPU7同时将实时采集的数据信息通过对比模块10与同期的降水相态预报方程进行对比，通过显示模块12进行直观的显示，动态阈值计算模块9能够有效剔除误测数据，能够保证预测结果，当预测降水相态的结果会导致人们生活受到影响时，则能够通过预警模块13发出警报。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于，包括：
数据采集模块(1)，所述数据采集模块(1)用于实时采集降雨量、降雪量和环境温度；
数据处理器(2)，所述数据处理器(2)用于处理数据采集模块(1)采集的数据信息；
移动存储模块(3)，所述移动存储模块(3)存储实时采集的数据信息，用于备份；
无线通信模块(4)，所述无线通信模块(4)用于将数据处理器(2)处理的数据信息进行无线传输；
电源模块(5)，所述电源模块(5)用于给数据采集模块(1)、数据处理器(2)、移动存储模块(3)和无线通信模块(4)提供电源；
后台管理终端(6)，所述后台管理终端(6)用于接收处理无线通信模块(4)发送的数据信息；
所述数据采集模块(1)信号连接数据处理器(2)，所述数据处理器(2)信号连接移动存储模块(3)和无线通信模块(4)，所述无线通信模块(4)信号连接后台管理终端(6)，所述电源模块(5)电性连接数据采集模块(1)、数据处理器(2)、移动存储模块(3)和无线通信模块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于：所述数据采集模块(1)包括温度传感器(101)、大气压力传感器(102)、雨量传感器(103)、雪量传感器(104)、放大器(105)和A/D转换模块(106)，温度传感器(101)、大气压力传感器(102)、雨量传感器(103)和雪量传感器(104)信号连接放大器(105)，所述放大器(105)信号连接A/D转换模块(106)，所述A/D转换模块(106)信号连接数据处理器(2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于：所述后台管理终端(6)包括CPU(7)、数据库(8)、动态阈值计算模块(9)、对比模块(10)、按键模块(11)、显示模块(12)和预警模块(13)，所述CPU(7)双向信号连接数据库(8)和对比模块(10)，所述CPU(7)信号连接显示模块(12)和预警模块(13)，所述数据库(8)信号连接动态阈值计算模块(9)，所述动态阈值计算模块(9)信号连接对比模块(10)，所述按键模块(11)信号连接CPU(7)。
4.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于：所述无线通信模块(4)为GPRS、WIFI、3G或4G通信模块。
5.根据权利要求3所述的一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于：所述动态阈值计算模块(9)采用Holt-Winters方法和ARIMA模型进行动态阈值计算。
6.根据权利要求3所述的一种基于动态阈值的降水相态识别系统，其特征在于：所述显示模块(12)为LCD液晶显示屏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114724360A (zh) * 2022-03-14 2022-07-08 江上(上海)软件科技有限公司 一种基于智慧城市的应用预警系统及预警方法

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