CN201803796U - 光气候测量分析系统 - Google Patents
光气候测量分析系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201803796U CN201803796U CN2010202753205U CN201020275320U CN201803796U CN 201803796 U CN201803796 U CN 201803796U CN 2010202753205 U CN2010202753205 U CN 2010202753205U CN 201020275320 U CN201020275320 U CN 201020275320U CN 201803796 U CN201803796 U CN 201803796U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- data
- irradiance
- illuminance
- acquisition unit
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- FNMKZDDKPDBYJM-UHFFFAOYSA-N 3-(1,3-benzodioxol-5-yl)-7-(3-methylbut-2-enoxy)chromen-4-one Chemical compound C1=C2OCOC2=CC(C2=COC=3C(C2=O)=CC=C(C=3)OCC=C(C)C)=C1 FNMKZDDKPDBYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000702632 Rice dwarf virus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
一种光气候测量分析系统，包括传感器、数据采集器、数据处理系统和电源，所述传感器是安装于支架上的一组辐照度传感器和一组光照度传感器；各辐照度传感器的数据线分别与一个数据采集器的采集接口连接；各光照度传感器的数据线分别与另一个数据采集器的采集接口连接；两个数据采集器的通讯接口与数据处理系统的输入输出接口连接，数据处理系统包括：输入/输出接口；无线接收模块；解码器；中央处理单元；存储模块；显示模块。其特点是集成度高，可在野外进行全天候观测，同时可对采集数据进行实时分析，工作效率高，获得的数据可靠，可促进光气候观测站网的建立，也可为楼宇自控系统提供相关参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量分析系统，特别是一种针对光气候的测量及分析系统。
背景技术
在能源日趋紧张的今天,能够充分利用天然光, 节约照明用电,追求生态平衡和可持续发展,具有十分重要的意义。我国具有丰富的天然光资源，要充分利用这种资源，必须对光照度这一重要指标进行观测研究，取得基础数据，综合分析,并整理出代表当地光气候的资料。
所谓光气候就是由太阳直射光，天空扩散光，地面反射光，形成的天然光平均状况。特指室外天然光的自然状况，包括当地天然光的组成及其照度变化、天空亮度及其在天空中的分布状况等。由于影响室外天然光的因素很多，而且都处于不断变化的状态，难以用简单的公式准确地进行描述。而长期以来，我国气象部门的常规气象观测项目中没有光照度这一指标，因而在科研中缺乏可靠的光照度数据资料。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种光气候测量分析系统，要解决光气候资料的同步采集、整理统计和实时分析的技术问题；并有助于解决目前我国光气候数据严重缺乏的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种光气候测量分析系统，包括传感器、数据采集器、数据处理系统和电源，其特征在于：所述传感器是安装于支架上的一组辐照度传感器和一组光照度传感器。
所述的一组辐照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射辐照度传感器和总辐照度传感器、安装于支架侧面的南向辐照度传感器、北向辐照度传感器、东向辐照度传感器和西向辐照度传感器，所述散射辐照度传感器的上方安装有遮光环，各辐照度传感器的数据线分别与一个数据采集器的采集接口连接。
所述的一组光照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射光照度传感器、总光照度传感器、安装于支架侧面的南向光照度传感器、北向光照度传感器、东向光照度传感器和西向光照度传感器，各光照度传感器的数据线分别与另一个数据采集器的采集接口连接。
上述两个数据采集器的电源接口与电源连接，两个数据采集器的通讯接口与数据处理系统的输入/输出接口连接，数据处理系统包括：用于连接数据采集器的输入/输出接口和用于接收无线信号的无线接收模块，分别与用于将接收信号进行转换的解码器输入接口连接；解码器的输出接口与用于将输入的辐照度信号和光照度信号进行统计分析、数据处理的中央处理单元的输入接口连接，中央处理单元包括用于将采集数据进行统计、分析的数据统计模块和数据分析模块；上述中央处理单元的一个信号输入输出接口用于连接用于存储操作系统、辐照度和光照度数据分析软件、采集的辐照度和光照度数据和测量结果的存储模块；上述中央处理单元的一个信号输出接口与用于显示散射辐照度、总辐照度、东南西北方向辐照度、散射光照度、总光照度、东南西北方向光照度分析结果的显示模块。
所述电源是交流电源、直流电源或交流/直流不间断电源。
所述散射辐照度传感器、南向辐照度传感器、北向辐照度传感器、东向辐照度传感器和西向辐照度传感器安装于第一支架上，散射光照度传感器、南向光照度传感器、北向光照度传感器、东向光照度传感器和西向光照度传感器安装于第二支架上，总辐照度传感器和总光照度传感器安装于第三支架上。
所述支架与支杆连接，支杆下端与底座连接，数据线从支杆内穿过，数据线按颜色区分。
所述支杆的材质是不锈钢管、镀锌管或表面喷塑管。
所述数据采集器和电源置于控制箱内，控制箱与支杆固定。
所述数据采集器是基于单片机的可编程数据采集器。
所述数据采集器和数据处理系统之间是无线连接，数据采集器内部配有无线发送模块，数据处理系统内部配有无线接收模块。
与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：
针对我国现有光气候数据缺乏的现状，本实用新型可在野外-20～65℃条件下对天然光光气候进行长期全天候观测，实现对水平总照度、水平散射照度、东南西北四个方向垂直照度以及相应的辐照度等光气候资料进行同步采集，同时提供了可对观测数据进行实时统计分析的软件，便于观测数据的采集保存、整理和统计分析，从而为相关科学研究提供可靠的基础数据，弥补了我国现有光气候数据缺乏的现状。
本实用新型可根据实际需要，增减采集的技术参数，调整数据采集间隔时间；可选择不同的时间间隔进行采集和统计分析，必要时可缩短至1分钟，为光气候资料的时均分布的研究提供依据。
本实用新型集成了对光气候的测量、控制和统计分析多种功能，采集的光气候数据提供了多种分析报表功能，并可根据需要增加无线扩展模块，对数据进行实时分析，大大提高了数据分析的效率。不仅可满足科研观测的需要，同时可为楼宇自控系统提供相关参数，为采光设计、模拟及控制提供依据。
本实用新型集成度高，各部件运行可靠性高，适用于野外的全天候观测，从而为我国的光气候观测站网的建立提供了必要的要求。同时，该系统提供的数据统计分析功能强大，数据格式定义清晰，可作为标准的数据文件，以此为基础可建立全国的光气候数据库。可广泛应用于我国各地区的光气候观测。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本实用新型第一支架的结构示意图。
图2是本实用新型第二支架的结构示意图。
图3是本实用新型第三支架的结构示意图。
图4是本实用新型的模块示意图。
附图标记：1－控制箱、2－散射辐照度传感器、3－总辐照度传感器、4－南向辐照度传感器、5－北向辐照度传感器、6－东向辐照度传感器、7－西向辐照度传感器、8－散射光照度传感器、9－总光照度传感器、10－南向光照度传感器、11－北向光照度传感器、12－东向光照度传感器、13－西向光照度传感器、14－遮光环、15－支架、16－支杆、17-底座、18-调节装置。
具体实施方式
参见图1所示，这种光气候测量分析系统，包括传感器、数据采集器、数据处理系统和电源，所述传感器是安装于支架15上的一组辐照度传感器和一组光照度传感器；所述的一组辐照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射辐照度传感器2和总辐照度传感器3、安装于支架侧面的南向辐照度传感器4、北向辐照度传感器5、东向辐照度传感器6和西向辐照度传感器7，所述散射辐照度传感器2的上方安装有遮光环13，遮光环通过调节装置18调节其角度。所述支架1与支杆16连接，支杆下端与底座17连接，数据线从支杆内穿过，数据线用铝套管保护，按颜色区分。所述数据采集器和电源置于控制箱1内，控制箱1与支杆固定。
参见图2所示，一组光照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射光照度传感器8、总光照度传感器9、安装于支架侧面的南向光照度传感器10、北向光照度传感器11、东向光照度传感器12和西向光照度传感器13。各传感器的数据线分别与另一个数据采集器的采集接口连接，上述两个数据采集器的电源接口与电源连接，电源采用交流/直流充电方式的不间断供电设计，配备有12Ahr的后备蓄电池，输出DC为12V，交流断电后电池可连续工作24小时以上。
实施例如图1-3所示，散射辐照度传感器2、南向辐照度传感器4、北向辐照度传感器5、东向辐照度传感器6和西向辐照度传感器7安装于第一支架上，散射光照度传感器8、南向光照度传感器10、北向光照度传感器11、东向光照度传感器12和西向光照度传感器13安装于第二支架上，总辐照度传感器3和总光照度传感器9安装于第三支架上。安装支架共有三个，均为1.5m高，支杆16的材质是不锈钢管、镀锌管或表面喷塑管。
参见图4所示，辐照传感器和光照传感器将采集的信号分别输入至两个数据采集系统，各传感器的输出接口与数据采集器的DT50采集接口连接，数据采集器中的DT50数据处理和存储模块进行采集数据的整理，将采集数据通过RS232通讯接口传输至数据处理系统。数据采集器与数据处理系统可以通过输入/输出接口连接，也可以为无线连接，数据采集器内部配有无线发送模块，数据处理系统内部配有无线接收模块，数据处理系统可根据情况进行在线或离线分析数据。数据处理系统包括：用于连接数据采集器的输入/输出接口和用于接收无线信号的无线接收模块，分别与用于将接收信号进行转换的解码器输入接口连接；解码器的输出接口与用于将输入的辐照度信号和光照度信号进行统计分析、数据处理的中央处理单元的输入接口连接，中央处理单元包括用于将采集数据进行统计、分析的数据统计模块和数据分析模块；上述中央处理单元的一个信号输入输出接口用于连接用于存储操作系统、辐照度和光照度数据分析软件、采集的辐照度和光照度数据和测量结果的存储模块；上述中央处理单元的一个信号输出接口与用于显示散射辐照度、总辐照度、东南西北方向辐照度、散射光照度、总光照度、东南西北方向光照度分析结果的显示模块。
传感器包括一组6个光照度传感器和一组6个辐照度传感器，其中光照度传感器采用北师大光电仪器厂开发的ST-80C型光照传感器，采用硅光电池探头，带半球状玻璃罩，电压信号输出。测量范围是0-1.999×105lx，准确度相对与NIM标准是±4% ±1字，光谱响应和角度响应特性符合国家一级照度计标准，响应时间为1秒。
辐照度传感器可用于测量波长范围为0.3～3μm的太阳辐照度，具体指标如下：灵敏度是7～14μV·W-1·m2 ，响应时间小于35秒，年稳定度为±2%，余弦相应为±7%，方位为±5%，非线性为±2%，光谱范围是0.3～3μm，温度系数是±2%，大约为-10 ～40℃。
光照度、辐照度数据采集系统采用DT50采集器，该数据采集器为基于单片机的可编程数据采集记录器，详细指标如下：
| 通道数 | 分辩率 | 精度 | 输入阻抗 | |
| 模拟通道 | 5个差动或10 个单端模拟信号输入 | 15位,1μV | 全量程的0.15% | 大于100MΩ |
| 数字通道 | 5个 | —— | —— | —— |
| 计数器通道 | 3个（高速） | —— | —— | —— |
供电电源为12V直流，输出数据接口为RS232。测量系统可离线测试，数据存储15天以上。测试时可根据要求将数据采集间隔设定为1分钟、5分钟或10分钟，记录间隔可设定为10分钟、30分钟和60分钟。
本实用新型的辐照度和光照度数据分析软件为北京米特技术发展有限公司开发的SolarMeter软件。
1.主要功能：公告牌实时数据显示，即公告牌可以每分钟更新，模拟显示六个仪表盘表头，数据下载可以手动或者自动定时数据下载，自动智能判断下载进程及数据存储，数据查询和浏览可以按照时间段的数据查询功能，进行数据曲线分析，整理出数据的日报表。
2.采集控制：采样的时间间隔可设定为1分钟、5分钟或10分钟，数据处理和记录间隔可在软件中进行设置，10分、30分或60分可选。
3.数据报表格式：可选择某天或某几天，绘制全天曲线，以便做进一步分析，还可选择时间段，查询观测数据，并进行导出。数据导出时可存储为excel文件，以便做进一步分析之用。输出数据包括时间、总光照度和总辐照度、散射光照度和散射辐照度、东南西北垂直光照度和辐照度的瞬时值、平均值、记录间隔内的最大最小值以及发生的时间等。
Claims (8)
1.一种光气候测量分析系统，包括传感器、数据采集器、数据处理系统和电源，其特征在于：所述传感器是安装于支架（15）上的一组辐照度传感器和一组光照度传感器；
所述的一组辐照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射辐照度传感器（2）和总辐照度传感器（3）、安装于支架侧面的南向辐照度传感器（4）、北向辐照度传感器（5）、东向辐照度传感器（6）和西向辐照度传感器（7），所述散射辐照度传感器（2）的上方安装有遮光环（13），各辐照度传感器的数据线分别与一个数据采集器的采集接口连接；
所述的一组光照度传感器包括安装于支架顶部并朝向天空的散射光照度传感器（8）、总光照度传感器（9）、安装于支架侧面的南向光照度传感器（10）、北向光照度传感器（11）、东向光照度传感器（12）和西向光照度传感器（13），各光照度传感器的数据线分别与另一个数据采集器的采集接口连接；
上述两个数据采集器的电源接口与电源连接，两个数据采集器的通讯接口与数据处理系统的输入/输出接口连接，数据处理系统包括：
用于连接数据采集器的输入/输出接口和用于接收无线信号的无线接收模块，分别与用于将接收信号进行转换的解码器输入接口连接；解码器的输出接口与用于将输入的辐照度信号和光照度信号进行统计分析、数据处理的中央处理单元的输入接口连接，中央处理单元包括用于将采集数据进行统计、分析的数据统计模块和数据分析模块；上述中央处理单元的一个信号输入输出接口用于连接用于存储采集的辐照度和光照度数据和测量结果的存储模块；上述中央处理单元的一个信号输出接口与用于显示散射辐照度、总辐照度、东南西北方向辐照度、散射光照度、总光照度、东南西北方向光照度分析结果的显示模块。
2.根据权利要求1所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述电源是交流电源、直流电源或交流/直流不间断电源。
3.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述散射辐照度传感器（2）、南向辐照度传感器（4）、北向辐照度传感器（5）、东向辐照度传感器（6）和西向辐照度传感器（7）安装于第一支架上，散射光照度传感器（8）、南向光照度传感器（10）、北向光照度传感器（11）、东向光照度传感器（12）和西向光照度传感器（13）安装于第二支架上，总辐照度传感器（3）和总光照度传感器（9）安装于第三支架上。
4.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述支架（1）与支杆（16）连接，支杆下端与底座（17）连接，数据线从支杆内穿过，数据线按颜色区分。
5.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述支杆（16）的材质是不锈钢管、镀锌管或表面喷塑管。
6.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述数据采集器和电源置于控制箱（1）内，控制箱与支杆固定。
7.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述数据采集器是基于单片机的可编程数据采集器。
8.根据权利要求2所述的光气候测量分析系统，其特征在于：所述数据采集器和数据处理系统之间是无线连接，数据采集器内部配有无线发送模块，数据处理系统内部配有无线接收模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202753205U CN201803796U (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 光气候测量分析系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202753205U CN201803796U (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 光气候测量分析系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201803796U true CN201803796U (zh) | 2011-04-20 |
Family
ID=43873294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010202753205U Expired - Fee Related CN201803796U (zh) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 光气候测量分析系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201803796U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102542759A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 上海移为通信技术有限公司 | 嵌入式系统中的无线数据采集和分析测试方法 |
| CN102636267A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-15 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 天空亮度仪 |
| CN104374419A (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 苏州广海信息科技有限公司 | 一种测量分析系统 |
| CN110530404A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-12-03 | 胡丹萍 | 一种带有定位数据采集功能的传感器 |
| CN112763060A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-07 | 重庆大学 | 一种适于室内动态照明的光气候综合采集分析系统及方法 |
-
2010
- 2010-07-29 CN CN2010202753205U patent/CN201803796U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102542759A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 上海移为通信技术有限公司 | 嵌入式系统中的无线数据采集和分析测试方法 |
| CN102636267A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-15 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 天空亮度仪 |
| CN102636267B (zh) * | 2012-03-31 | 2013-10-30 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 天空亮度仪 |
| CN104374419A (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 苏州广海信息科技有限公司 | 一种测量分析系统 |
| CN110530404A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-12-03 | 胡丹萍 | 一种带有定位数据采集功能的传感器 |
| CN112763060A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-07 | 重庆大学 | 一种适于室内动态照明的光气候综合采集分析系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201803796U (zh) | 光气候测量分析系统 | |
| CN201508618U (zh) | 无线传感器网络温室环境自动监测系统 | |
| CN102841611A (zh) | 基于光伏电站监控系统的电池组件自动跟踪方法及其系统 | |
| CN108931624A (zh) | 监控土壤环境质量的户外土壤定点监测仪 | |
| CN108663941A (zh) | 智能节能控制系统 | |
| CN205049997U (zh) | 大田环境信息监控系统 | |
| CN109471400A (zh) | 一种基于云计算的智慧农业管理方法及管理平台 | |
| CN201865847U (zh) | 风力、太阳能发电系统 | |
| CN103606260A (zh) | 基于gprs远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统 | |
| CN209460436U (zh) | 一种基于农业灌溉系统的气象站 | |
| CN211044042U (zh) | 一种基于物联网技术的农业大棚智能控制装置 | |
| CN202013430U (zh) | 气象参数采集装置 | |
| CN210534354U (zh) | 一种地面气象环境监测设备 | |
| CN202025235U (zh) | 太阳空间位置跟踪装置 | |
| CN202003500U (zh) | 基于太阳能供电方式的环境数据采集系统 | |
| CN104634393B (zh) | 采用光伏发电的环境监测系统的环境监测方法 | |
| CN103234583A (zh) | 包含测光和测风功能的实时监测系统 | |
| CN208110074U (zh) | 远程自动气象站 | |
| CN206725790U (zh) | 一种新型家用智慧气象站 | |
| CN203275678U (zh) | 农业气象观测系统 | |
| CN209372143U (zh) | 一种野外土壤蒸发实时监测系统 | |
| CN202486337U (zh) | 一种气象数据采集系统 | |
| CN208420183U (zh) | 一种地基红外遥感地表温度观测装置 | |
| CN209028231U (zh) | 太阳能农用气象站 | |
| CN106802606B (zh) | 一种农业环境保温被控制系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110420 Termination date: 20110729 |