CN1866050A - 气象站设备 - Google Patents

Abstract

一种气象站设备，具有基站(100)以及遥控指示器(200)。该基站(100)包括用于评估与大气参数相关的气象信息的MCU(151)，所述气象信息由传感器(143)检测，并由MCU进行后续的处理。还包括RF发射机(160)，用于发射代表由MCU评估的气象信息的无线电信号。指示器(200)具有：用于接收来自发射机(160)的无线电信号的RF接收器(260)；用于对无线电信号进行后续处理的控制电路(251)；以及由控制电路(251)控制的变色光源(230)，用于照明，以便以依赖于气象信息的值的颜色来显示由所述无线电信号代表的气象信息。

Description

气象站设备

技术领域

本发明涉及用于指示气象状况的气象站设备。

背景技术

通常所知的用于指示气象情况的气象站(或监控器)，可能结合有其它功能，或者是被作为其它类型的装置尤其是时钟的一部分或者是一个功能。多种类型的气象信息，比如温度、湿度以及天气预报通常由数值和/或LCD显示器上的图形符号来显示。这些显示的方式通常使人感觉不便于阅读或者单调乏味。

本发明通过提供一种新的或者改进的气象站设备，用于消除或者至少减轻这些缺点。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于测量以及显示气象信息的气象站设备，该气象站设备具有基站以及遥控指示器。该基站包括壳体以及位于壳体中的微处理器控制单元，该微处理器控制单元用于操作和控制，包括评估与大气参数相关的气象信息。至少一个传感器与微处理器控制单元相关联，用于检测将由微处理器控制单元进行后续处理的大气参数。壳体中具有发射机，用于发射由微处理器控制单元评估的代表气象信息的无线电信号。所述指示器包括外壳、位于外壳中的用于接收来自发射机的所述无线电信号的接收器以及位于外壳中的用于对所述无线电信号进行处理的控制电路。用于照明的变色光源设在外壳中且由控制单元进行控制，用于以依赖于气象信息的值的颜色来显示由所述无线电信号代表的气象信息。

优选地，气象站设备包括具有多个预定颜色的颜色设计(color scheme)，用于根据气象信息的值的一系列预定范围来表示气象信息，每一颜色表示气象信息的值的相应范围。

更优选地，该颜色设计被装入微处理器控制单元中以由其进行操作。

进一步更优选地，该颜色设计大致模仿彩虹的颜色，其中，在气象信息的值变化的一个方向上颜色向着暖色变化，在气象信息的值变化的相反方向上颜色向着冷色变化。

优选地，用于表示作为大气参数的温度的颜色设计的颜色向着暖色变化表示升温，向着冷色变化表示降温。

优选地，用于表示作为大气参数的湿度的颜色设计的颜色向着暖色变化表示湿度减小，向着冷色变化表示湿度加大。

优选地，用于表示作为大气参数的天气预报的颜色设计的颜色向着暖色变化表示更晴朗预报，向着冷色变化表示更多云预报。

优选地，用于表示作为大气参数的UV指数的颜色设计的颜色向着暖色变化表示更强的辐射，向着冷色变化表示更弱的辐射。

优选地，光源包括一个或者多个发光二极管。

更优选地，光源包括RGB发光二极管。

在特定的构造中，指示器的外壳具有相对较大的部分，该部分可对光线进行漫射且光源位于该部分内，这样，来自光源的光通过外壳的该部分被可操作地漫射出去。

在优选的实施例中，基站包括多个所述传感器，用于检测选自温度、湿度、天气预报以及紫外线指数的用于由微处理器控制单元进行后续处理的不同类型的大气参数，该后续处理包括确定气象信息的所述类型。

更优选地，指示器的控制电路包括选择装置，使得使用者能够选择通过光源的所述照明显示的气象信息的类型。

进一步更优选地，选择装置包括设置在指示器的外壳上的开关。

优选地，指示器的控制电路进一步包括识别装置(identifying means)，用于识别由光源的所述照明显示的气象信息的类型。

进一步优选地，识别装置包括选自文字和图形表示的标识符(identifier)。

在优选的实施例中，基站包括位于壳体上的显示器，该显示器由微处理器控制单元进行控制，用于显示由微处理器控制单元评估的气象信息。

附图说明

现在将参照附图，仅通过实施例，对本发明作更为详细的说明。其中：

图1为根据本发明的气象站设备的实施例的基站的正视图；

图2为图1中的基站的显示器的正视图；

图3为图1中的基站的左侧视图；

图4为图1中的基站的工作电路的示意性功能方块图；

图5为气象站设备的与图1中的基站协同工作的遥控指示器的正视图；

图6为图5中的指示器的右侧视图；

图7为图5中的指示器的后视图；

图8为图5中的指示器的工作电路的示意性功能方块图；

图9为描述前述基站和指示器采用的颜色设计的示意图；以及

图10为使用色彩的等同于图9的示意图。

具体实施方式

参照附图，其中描述了用于测量和显示气象信息的体现本发明的气象站设备，该气象站设备包括：基站100以及通过比如频率为433MHz的无线射频通信与该基站相联络的遥控指示器200。

基站100具有竖立的大致扁平的壳体110，在该壳体110上，前部安装有LCD显示器，并且相对的左右侧面安装有两排各四个工作键130，并且在该壳体110中，容纳有工作电路150。工作电路150基于MCU(微处理器控制单元)151设立，用于执行各种气象和计时操作及控制，包括作为首要功能的涉及各种类型的大气参数的气象信息的测定和评估。所述各种类型包括描述温度、湿度、天气预报以及UV(紫外线辐射)指数的四种主要类型。

使用多个气象传感器，用于感测这些由MCU151进行后续处理的大气参数。这些气象传感器包括感测(室内)温度和湿度的复合温度/湿度传感器141以及用于大气压力测定和天气预报的气压气象预报传感器143。所述两个传感器用电线与MCU相连接，并且位于基站壳体110上或其内部。

还有其它一些设在远处或室外位置的传感器，比如用于测定(室外)温度和湿度的温度/湿度传感器以及用于探测太阳紫外线辐射的强度水平的紫外线传感器(用于UV指数)。这些遥控的传感器通过无线射频通信与MCU151相联络，该无线射频通信包括使用与壳体110中的MCU151相连接的多信道接收器模块144。接收器模块144同样也接收并且同步由相关国家或时区的地方当局播报的RF计时/或者历法信号。

基站100包括作为壳体110中的工作电路150的一部分的RF发射机160。工作电路150的某些其它部分为：用于显示器120的EL(电致发光)背光的电致发光(EL)驱动器152；实现键纽130的键盘矩阵(keyboard matrix)153；用于产生音频播放或者声音(比如闹钟信号)的压电蜂鸣器154；以及电源155。

MCU151被编程并且被校准以处理从前述的传感器接收的气象输入信号，该处理过程包括特别是基于输入信号进行适当的计算以评估前述的四个主要类型的气象信息。这样的气象信息包括温度和湿度的用数字表示的数据，天气预报情况的用名称表示的类别以及UV指数(如前所述)的用数字表示的级别。所有这些在此通常称为气象信息的“值”。

室内温度在-5℃至+50℃(23至122.0)的范围内为可测量的，并且室外(远距离)温度从-20.0℃至+60.0℃(-4至+140.0)为可测量的。室内和室外湿度在25％至95％的范围内为可测量的。这些是以数字形式来表示的气象信息值。

大气压力可以以毫巴/百帕(mb/hPa)或者英寸汞柱(inHg)测量以及显示，带有对于从海拔-100m到2500m的内置的自动补偿或者调整。根据大气压力变化的趋势，确定当前的气象状况以及预测即将到来的气象状况是可能的。为了这个目的，微处理器80根据合适的算法被编程，用于识别五个类别之一的天气预报，即“雪”“雨”“云”“部分多云”或者“晴朗”。这些是以符号系统的方式进行描述的气象信息值。

臭氧层保护地球免受太阳紫外线(UV)辐射的伤害，但是臭氧消耗以及季节性的和气候性的条件引起不同数量的紫外线辐射在任何给定时间到达地球。一般的紫外线指数按照从1至11+的官方等级预测第二天的紫外线辐射水平，该等级为由程度表示的气象信息值。

一旦计算出前述的气象信息值，MCU151将会将这些值发送到显示器120，用于直接读出。并且更为重要的是，MCU151也将产生描述前述四个类型的气象值的相应的输出信号。接着这些输出信号将被放大、调制，并且作为无线RF信号通过RF发射机160发射，以便由遥控指示器200接收。

根据一种数据协议，数据信号被MCU151编码和打包(pack)并被发射，在所述数据协议中，四种类型的气象信息值可以被格式化为一系列的数据位，每个值为代表范围(确定的数值落入该范围内)的四位代码，其前面是确定所涉及的类型的2位标识符。

关于遥控指示器200，该遥控指示器具有大致扁平的方形外壳210，该外壳包括弯曲的前壁211、细长的右侧壁215，前壁211被分为浅中性色(比如浅奶白)的半透明的较宽的左边部分212和垂直地位于右侧的条状部213。位于后壁的倒置的键孔219允许外壳210悬挂于墙上。条状部213除了在四个小的半透明区域214之外，通常为不透明的，在四个小的半透明区域214中，壁上印有字母“UV”(用于UV指数)、“天气”(用于天气预报)、“％RH”(用于相对湿度)以及“TEMP”(用于温度)。这些文字表示的可替换的选择为使用图解符号，比如太阳和温度计图标。按钮开关选择器220设置于右侧壁215上。

外壳210中容纳有至少一个最好是五个超亮的三原色RGB LED(红-绿-蓝发光二极管)230、主要用于控制RGB LED230的操作的基于IC控制电路251的操作电路250，以及连接于控制电路251的RF接收器260。还有连接到控制电路251的用于供电的直流电源适配器252。

三原色发光二极管(RGB LED)230能够改变颜色，如现有技术中所知的那样，光取决于供应到三个内部元件彩色LED或者相关的接线端的驱动电流的(相对)大小。RGB LED 230在前壁左边部分212的后面被均匀地定位在中心区和四个角附近。该左边部分为半透明的，这样，从LED 230发出的光能够通过它漫射出来，从而以受控的颜色生动地照亮指示器200。

接收器260根据基站100的发射机160被调谐(即以433MHz谐振)，以接收由发射机160发射的前述无线电RF信号。所接收的信号接着被解调，并且输送给控制电路251，用于处理尤其是区分四种类型的气象信息并且提取它们的值(被量子化为范围)。

选择器220连接于控制电路251上，并且能够使使用者在原地(in situ)(即，为了方便起见，就在指示器200上)选择一个想要的通过指示器200显示的气象信息的类型。该选择由分别位于外壳的条状部213的半透明区域214后面的小LED识别，该LED将通过重复的按压选择器220被控制电路251点亮，以表示所选择的类型。

一旦想要的类型被选择，通过控制电路251激励RGB LED 230，以便根据装入到基站100的MCU151中的相应的颜色设计或者模式，以预定的颜色照亮指示器200，从而显示相关的气象信息的值。

如图9和10所描述的那样，颜色设计规定了颜色的序列，用于根据或者依赖于气象信息的值的一系列范围，来表示(每个)气象信息，每个颜色表示所述值的相应的范围。例如，温度的范围以10℃为一级来限定，湿度的范围以20％为一级来划分，UV指数的范围被分为0-2、3-5、6-7、8-10以及11+等级，天气预报的范围被归类为“雪”、“雨”、“多云”“部分多云”以及“晴朗”。

可以看出，颜色设计大致模仿彩虹的色谱，颜色在气象信息的值变化的一个方向上向暖色(橙色或红色)变化，并且在气象信息的值变化的相反方向上向冷色(也就是，青绿色或者蓝色)变化。

在这个具体的实施例中，表示温度的颜色向红色变化表示升温，并且向淡紫色(或者玫瑰红)变化表示降温。表示湿度的颜色向淡橙色变化表示湿度降低，并且向蓝色变化表示湿度增大。表示天气预报的颜色向淡橙色变化表示晴朗预报，向青绿色变化表示多云预报(在最恶劣的情况下为雪)。表示UV指数的颜色向粉红色变化表示强辐射，并且向亮绿色变化表示弱辐射。由于可利用的颜色依赖于色标的长度以及相邻颜色之间的对比度，因此与彩虹颜色序列的轻微偏差在所难免。

本发明提供一种自主式(self-contained)气象站设备，该气象站设备以一种颜色随着条件的变化而逐渐变化的方式，提供一种有趣的、引人注目的气象信息的发光显示。所述光源，优选地为RGB LED，安装在遥控指示装置中，该遥控指示装置通过无线电RF辐射与气象站相联络，并且因此可以自由移动。这为使用者提供了一种方便简易的装置，在他或她需要的任何地方，都可以很快浏览，并可选择在原处显示的信息的类型。其它的气象信息同样可以被显示，比如舒适度、降水量、风速、风向、土壤湿度、花粉类型等等同样可被显示。

本发明仅通过例子给出，本领域的技术人员可以对本发明描述的实施例作各种修改和变换，而不脱离本发明权利要求书的范围。

比如，为了得到平滑的变化，遥控指示器的发光颜色的变化可以为逐渐的或者连续的。同样，RGB LED 230可以由一组三个红、绿、蓝的单色LED来代替，用于以变化的合成颜色进行照明，该合成颜色依赖于三个单独的LED的相对亮度。

Claims (17)

1、一种用于测量和显示气象信息的气象站设备，该设备具有基站以及遥控指示器：

该基站包括：

壳体；

位于壳体中的微处理器控制单元，该微处理器控制单元用于进行操作和控制，包括评估与大气参数相关的气象信息；

至少一个与微处理器控制单元相关联的传感器，该传感器用于检测将由微处理器控制单元进行后续处理的大气参数；以及

位于壳体中的发射机，该发射机用于发射代表由微处理器控制单元评估的气象信息的无线电信号；

所述指示器包括：

外壳；

位于外壳中的用于接收来自发射机的所述无线电信号的接收器；

位于外壳中的用于处理所述无线电信号的控制电路；以及，

位于外壳中且由控制单元进行控制的变色光源，其用于照明，以便以依赖于气象信息的值的颜色来显示由所述无线电信号代表的气象信息。

2、如权利要求1所述的气象站设备，其特征在于，该气象站包括具有多个预定颜色的颜色设计，用于根据气象信息的值的一系列预定范围来表示气象信息，每个颜色表示气象信息的值的相应范围。

3、如权利要求2所述的气象站设备，其特征在于，该颜色设计装入到微处理器控制单元中以由其进行操作。

4、如权利要求3所述的气象站设备，其特征在于，所述颜色设计大致模仿彩虹的颜色，在气象信息的值变化的一个方向上颜色向着暖色变化，并且在气象信息的值变化的相反方向上颜色向着冷色变化。

5、如权利要求4所述的气象站设备，其特征在于，用于表示作为大气参数的温度的颜色设计的颜色向着暖色变化表示升温，向着冷色变化表示降温。

6、如权利要求4所述的气象站设备，其特征在于，用于表示作为大气参数的湿度的颜色设计的颜色向着暖色变化表示湿度减小，向着冷色变化表示湿度加大。

7、如权利要求4所述的气象站设备，其特征在于，用于表示作为大气参数的天气预报的颜色设计的颜色向着暖色变化表示更晴朗的预报，向着冷色变化表示更多云的预报。

8、如权利要求4所述的气象站设备，其特征在于，用于表示作为大气参数的UV指数的颜色设计的颜色向着暖色变化表示更强的辐射，向着冷色变化表示更弱的辐射。

9、如权利要求1至8中任何一项所述的气象站设备，其特征在于，光源包括一个或者多个发光二极管。

10、如权利要求9所述的气象站设备，其特征在于，光源包括RGB发光二极管。

11、如权利要求1至8中任何一项所述的气象站设备，其特征在于，指示器的外壳具有相对较大的部分，该部分可对光线进行漫射，光源位于该部分内，这样，来自光源的光通过外壳的该部分被可操作地漫射出去。

12、如权利要求1至8中任何一项所述的气象站设备，其特征在于，基站包括多个所述传感器，用于检测选自温度、湿度、天气预报以及紫外线指数的将由微处理器控制单元进行后续处理的不同类型的大气参数，所述后续处理包括确定气象信息的所述类型。

13、如权利要求12所述的气象站设备，其特征在于，指示器的控制电路包括选择装置，以使得使用者能够选择通过光源的所述照明显示的气象信息的类型。

14、如权利要求13所述的气象站设备，其特征在于，选择装置包括设在指示器的外壳上的开关。

15、如权利要求13所述的气象站设备，其特征在于，指示器的控制电路进一步包括识别装置，用于识别由光源的所述照明显示的气象信息的类型。

16、如权利要求15所述的气象站设备，其特征在于，识别装置包括选自文字和图形表示的标识符。

17、如权利要求1至8中任何一项所述的气象站设备，其特征在于，基站包括位于壳体上的显示器，该显示器由微处理器控制单元进行控制，以显示由微处理器控制单元评估的气象信息。

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