CN203118201U - 一种无线自动气象站数据集中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动气象站数据集中器，具有短距离无线通信模块和远距离无线通信模块，能够实现自动气象站数据从采集端到业务端的全无线传输，旨在解决传统有线自动气象站数据集中器存在的施工布线成本高、自动站内传感器部署不便、通信距离有限以及容易遭受雷击等问题。本实用新型提供的无线自动气象站数据集中器，包括微处理器模块、短距离无线通信模块、远距离无线通信模块和RS232接口模块，其中微处理器模块分别与短距离无线通信模块和RS232接口模块相连，RS232接口模块提供两个RS232接口，其中一个RS232接口连接着远距离无线通信模块，另一个RS232接口用于连接PC进行调试。

Description

一种无线自动气象站数据集中器

技术领域

    本实用新型属于气象观测技术领域，尤其是涉及到一种采用无线通信方式进行数据采集和传输的自动气象站数据集中器。

背景技术

数据集中器是连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备，它能成为电缆会合的中心点。从技术上来说，一个集中器聚合一定数量的输入线和一定数量的输出线，或者为许多设备提供一条中心通信链路。集中器设备有多种类型，应用于需要进行分布式数据采集和集中处理的各种不同的技术领域。自动气象站的数据采集器主要完成多个被测参数的输入、数字化处理、数据的采集存储、数据交换、常规故障诊断等功能，直接关系到数据的传输和处理，是自动气象站数据采集部分的核心。目前的数据采集器大多通过有线方式与传感器和业务端相连。例如公开号201976131U的公布了一种多接口的自动气象站数据集中器，该集中器由ARM微处理器芯片，RS485总线接口，CAN总线接口和RS232接口构成，集中器通过RS485总线和CAN总线与智能传感器通讯，通过RS232与业务中心的工作段通讯。由于采用有线方式，该集中器通信距离有限，传感器部署不便，而且在增加传感器时需要布线施工，有一定的工程量，消耗大量的人力资源，并极易在安装后带来后期维护问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种自动气象站数据集中器，具有短距离无线通信模块和远距离无线通信模块，能够实现自动气象站数据从采集端到业务端的全无线传输，旨在解决传统有线自动气象站数据集中器存在的施工布线成本高、自动站内传感器部署不便、通信距离有限以及容易遭受雷击等问题。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无线自动气象站数据集中器，包括微处理器模块、短距离无线通信模块、远距离无线通信模块和RS232接口模块，其中微处理器模块分别与短距离无线通信模块和RS232接口模块相连，RS232接口模块提供两个RS232接口，其中一个RS232接口连接着远距离无线通信模块，另一个RS232接口用于连接PC进行调试。

作为本实用新型的一种改进方案，所述无线通信模块中连接有射频前端芯片。

作为本实用新型的一种优选方案，所述射频前端芯片为CC2591芯片。

作为本实用新型的一种优选方案，所述微处理器模块为S3C6410芯片。

作为本实用新型的一种优选方案，所述短距离无线通信模块为CC2530芯片。

作为本实用新型的一种优选方案，所述远距离无线通信模块为GPRS模块。

作为本实用新型的一种优选方案，所述GPRS模块型号为GTM900C。

作为本实用新型的一种优选方案，所述RS232接口模块为MAX3232电平转换芯片。

与现有技术相比，本实用新型结构简单、设计合理，具有如下优点和有益效果：

1.    实现了从数据的采集端到业务端之间的全无线通信，免去了布线施工，大大减轻了自动站建设的工程量，节约了成本。

2.    与信息传感器之间通过射频方式实现短距离通信，传感器可以在通信范围以内的空间里任意部署，不受环境的限制，扩大了传感器的应用范围。

3.    与远程业务中心通过GPRS模块进行通信，可以实现如高山、沙漠、海岛等不易布线的恶劣环境中的气象数据远程传输。

4.    对射频信号进行了功率放大，有效增加了集中器和传感器之间的通信距离，保证了数据的稳定传输。

附图说明

图1为无线自动气象站数据集中器的结构框图；

图2为UART0扩展为RS232接口的电路原理图；

图3为GTM900C与SIM卡的连接电路原理图；

图4为增加了射频前端芯片CC2591的CC2530芯片电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示的无线自动气象站数据集中器，包括微处理器模块、短距离无线通信模块、远距离无线通信模块和RS232接口模块，其中，短距离无线通信模块完成气象传感器的数据采集、微处理器模块对采集到的数据做进一步处理并协调各模块的工作，远距离无线通信模块完成气象数据的远程传输，把自动站的数据通过无线方式接入到互联网中，并传送至业务中心。

具体地说，微处理器模块优选采用Samsung公司的S3C6410芯片作为主控芯片，短距离无线通信模块优选采用TI公司的CC2530芯片，远程无线通信模块优选采用GPRS模块。S3C6410以ARM11作为主处理器，内部包含4通道的UART，本实用新型实用其中的UART0、UART1、UART2作为系统的异步串口通信接口。其中UART2与CC2530相连接，UART1与UART0接口通过RS232接口模块被扩展为RS232接口。

RS232接口模块包括由UART0和UART1扩展出来的RS232接口，RS232接口优选采用MAXIM公司的MAX3232电平转换芯片。其中由UART0扩展出来的RS232串口用于连接PC进行调试，由UART1扩展出来的RS232串口和GPRS模块连接进行数据通信。UART0的扩展电路如图2所示。

远程无线通信模块优选采用GPRS模块，GPRS模块具有范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，因此在气象监测中选择GPRS数据传输方式相对于现有的其他数据方式来说是最为经济合理的。作为一种优选，GPRS模块选用华为公司的GTM900C为GPRS网络接入模块。GTM900C与S3C6410通过RS232接口连接。GTM900C与SIM卡的连接如图3所示，SIM卡的第1引脚(VCC)与GTM900C的第19引脚相连接，第2引脚（RESET）与GTM900C的第25引脚相连接，第3引脚（CLK）与SIM卡的第23引脚连接，第4引脚接地，第5引脚悬空，第6引脚为SIM卡的数据线，与GTM900C的第21引脚相连。

实施例二：

在实施例一的基础上，作为进一步的改进，为了提高短距离无线通信模块的通信距离，在无线通信模块的射频电路中增加了射频前端芯片。即用一片CC2591芯片增加CC2530的发射功率，使得传感器可以放置于距集中器更远的地方。如图4所示，CC2530的第25（RF_P）和第26（RF_N）引脚经过滤波电路后分别与CC2591的第4引脚和第2引脚相连接。滤波电路由L4(L7)、C15(C18)和C16(C17)构成。CC2530的第16（TXD）和17（RXD）引脚分别与S3C6410的RXD2和TXD3相连接，以TTL电平进行串口通信。本实施例中的其他技术特征与实施例一相同。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (8)

1.一种无线自动气象站数据集中器，包括微处理器模块，其特征在于：还包括短距离无线通信模块、远距离无线通信模块和RS232接口模块，其中微处理器模块分别与短距离无线通信模块和RS232接口模块相连，RS232接口模块提供两个RS232接口，其中一个RS232接口连接着远距离无线通信模块，另一个RS232接口用于连接PC进行调试。

2.根据权利要求1所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述无线通信模块中连接有射频前端芯片。

3.根据权利要求2所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述射频前端芯片为CC2591芯片。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述微处理器模块为S3C6410芯片。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述短距离无线通信模块为CC2530芯片。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述远距离无线通信模块为GPRS模块。

7.根据权利要求6所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述GPRS模块型号为GTM900C。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的无线自动气象站数据集中器，其特征在于：所述RS232接口模块为MAX3232电平转换芯片。

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