CN203275679U - 一种气象参数记录系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气象参数记录系统，包括待记录参数测量模块，参数采集模块，数据处理模块，数据存储模块和GPRS数据发送模块。能够采集多种数据，在风力发电厂，太阳能发电厂的勘测建设阶段，起到关键性的作用，利用太阳能电池板进行供电，同时由蓄电池储存多余的太阳能电池板上产生的电源，作为无阳光时的备用能源，能够节省电能，同时使用电池时需随时更换的弊端，同时具有SD卡存储器存储数据和GPRS无限数据发送功能，方便使用者进行一段时间的所有数据对比处理和数据的实时监测处理。

Description

一种气象参数记录系统

技术领域

本实用新型涉及气象环境监测领域和风力发电领域，具体涉及一种气候参数记录系统。 

背景技术

风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。 

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 

一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时， 机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。 

在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 

我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。 

在风力发电厂投入前期，都要经过长时间的检测，判断该地区的气候条件特别是风速风向，是否适合兴建风力发电厂，至少要经过一年的时间测试，找到该地区的风速风向规律和该地区的气温气压湿度光照等参数，确定兴建风力发电厂的规模和地点等。因此需要一种能够长时间在户外记录这些气候数据的仪器。 

在环境监测领域，为了得知某一地区的气候条件，也需要这种能够记录气候参数的记录系统。 

本实用新型是基于上述问题提出的。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够准确采集户外气温、气压、风速、风向、湿度、光照等参数的一种气象参数记录系统。 

本实用新型的另一目的是提供一种功耗低，可靠性好的记录系统。 

本实用新型的再一目的是提供一种能够随时读取和存储数据的记录系统。 

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种气象参数记录系统，包括待记录参数测量模块，与待记录参数测量模块相连接的参数采集模块，所述参数采集模块还连接有数据处理模块，数据存储模块和数据发送模块。 

所述待记录参数包括气温、气压、风速、风向、湿度和光照强度。 

所述待记录参数测量模块由传感器和传输线组成，传感器包括温度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、湿度传感器和光照强度传感器。 

所述光照强度为阳光辐射度。 

所述参数采集模块由微处理器和电源构成，所述微处理器为低功耗的ARM处理器。 

所述参数采集模块还连接有LCD显示屏、键盘和GPS定位仪。 

所述电源由蓄电池和给蓄电池充电以及给参数采集模块供电的太阳能电池板构成，太阳能电池板给参数采集模块供电的同时，由蓄电池存储太阳能电池板的多余电能，蓄电池作为参数采集模块的备用电源。 

所述数据处理模块将采集的数据进行数字信号转换模拟信号的操作，将转换后的数据存入数据存储模块。 

所述数据存储模块为SD卡存储器和SD卡，SD卡内的数据为以日期命名的唯一的.CSV格式文件。 

所述GPRS数据发送模块由SIM卡通过无线信号发送至数据服务器中。 

本实用新型的有益效果如下： 

1、本实用新型的一种气象参数记录系统，能够采集多种数据，在风力发电厂，太阳能发电厂的勘测建设阶段，起到关键性的作用。 

2、本实用新型的一种气象参数记录系统，利用太阳能电池板进行供电，同时由蓄电池储存多余的太阳能电池板上产生的电源，作为无阳光时的备用能源，能够节省电能，同时使用电池时需随时更换的弊端。 

3、本实用新型的一种气象参数记录系统，同时具有SD卡存储器存储数据和GPRS无限数据发送功能，方便使用者进行一段时间的所有数据对比处理和数据的实时监测处理。 

附图说明

图1是本实用新型的一种气象参数记录系统的结构示意图； 

1、湿度传感器  2、气压传感器  3、风速传感器  4、光照强度传感器  5、温度传感器  6、LCD显示屏  7、键盘  8、GPS  9、通讯接口  10、数据处理 

11、参数采集模块  12、太阳能电池板  13、蓄电池  14、存储器  15、SD卡  16、GPRS数据发送模块  17、数据服务器 

具体实施方式

一种气象参数记录系统，如图1所示包括待记录参数测量模块，参数采集模块11，数据处理模块10，数据存储模块14和GPRS数据发送模块16。待记录参数包括气温、气压、风速、风向、湿度和光照强度。传感器包括温度传感器5，气压传感器 2，风速传感器3、风向传感器4、湿度传感器1和光照强度传感器4。光照强度为阳光辐射度。参数采集模块由微处理器和电源构成，微处理器为低功耗的ARM处理器。参数采集模块还连接有LCD显示屏6、键盘6和GPS定位仪8。电源由蓄电池13和给蓄电池充电以及给参数采集模块供电的太阳能电池板12构成，太阳能电池板12给参数采集模块11供电的同时，由蓄电池13存储太阳能电池板12的多余电能，蓄电池13为参数采集模块的备用电源。数据处理模块将采集的数据进行数字信号转换模拟信号的操作，将转换后的数据存入数据存储模块。数据存储模块为SD卡存储器14和SD卡15，SD卡内的数据为以日期命名的唯一的.CSV格式文件。GPRS数据发送模块由SIM卡通过无线信号发送至数据服务器中。 

本实施例中的参数采集模块为FCS911+一线通模块，特点是： 

●16路多功能模拟量输入通道。 

●通道信号类型随意组合，14种输入信号类型。 

●双端差动输入，输入电气隔离。 

●LCD液晶显示屏，方便设置和数据显示。NEW 

●热电偶内部自动温度补偿。NEW 

●导轨安装，插拔式端子底版，安装更换极其方便。NEW 

●RS485接口，MODBUS-RTU协议和自由通讯口协议。 

本实施例中的数据处理模块10采用低功耗的MSP430单片机，这种单片机耗能低，有强大的信号处理功能。数据处理模块上连接有一微处理器1，本实施例中的微处理器1采用低功耗的ARM微处理器，ARM为32位处理器，同时能够兼容16位机器语言，功耗低，体积小，适用于本实用新型的一种气象参数记录系统，数据处理模块10和微处理器均连接至电源模块，电源模块电源由蓄电池和给蓄电池充电以及给参数采集模块供电的太阳能电池板构成，太阳能电池板给参数采集模块供电的同时，由蓄电池存储太阳能电池板的多余电能，蓄电池为参数采集模块的备用电源。 

在ARM上连接有键盘5，键盘5上设置有用户要输入或要查看的信息，如电流电压，时间的等信息。ARM上连接有通讯接口，通讯模块可以是USB接口或RS232接口，本实施例中采用USB接口，采用MODBUS RTV软通信的方式传输，方便现场用户直接连接至PC上，查看和记录并随时处理待测参数信息。 

ARM上同时还连接有存储模块，本实施例中的存储模块为SD卡存储器，将记录系统内记录的信息存储至SD卡中，方便后续查看和记录。 

微处理器还连接有一块LCD显示屏，可以随时显示风速风向信息，及待测传感 器上的电流频率，电压等电信号的变化和信号值。 

使用过程中，数据处理模块MSP430单片机采集传感器上的频率、电流、电压信号，并将这些信号通过模数转换，转换为ARM识别的数字信号，ARM将这些数字信号显示在显示屏上，同时通过连接至USB接口上的连接线传输至PC上，进行储存，或者直接将生成的文件以年月日为文件名存储至SD卡中，这种文件为后续处理软件直接识别处理的.CSV格式文件，如文件20130329.CSV。由GPRS数据发送模块由SIM卡通过无线信号发送至数据服务器中。 

后续处理软件根据文件中记录的电信号，处理数据，进行计算等，并根据需要合成工作报告。 

本实用新型的一种气象参数记录系统，能够采集多种数据，在风力发电厂，太阳能发电厂的勘测建设阶段，起到关键性的作用。 

本实用新型的一种气象参数记录系统，利用太阳能电池板进行供电，同时由蓄电池储存多余的太阳能电池板上产生的电源，作为无阳光时的备用能源，能够节省电能，同时使用电池时需随时更换的弊端。 

本实用新型的一种气象参数记录系统，同时具有SD卡存储器存储数据和GPRS无限数据发送功能，方便使用者进行一段时间的所有数据对比处理和数据的实时监测处理。 

上述实施例中的实施方案仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (8)

1.一种气象参数记录系统，其特征在于：包括待记录参数测量模块，与待记录参数测量模块相连接的参数采集模块（11），所述参数采集模块还连接有数据处理模块（10）、数据存储模块（14）和数据发送模块（16），所述参数采集模块为FCS911+一线通模块，所述数据处理模块采用低功耗的MSP430单片机，所述数据处理模块上连接有一微处理器，该微处理器采用低功耗的ARM微处理器，ARM为32位处理器，ARM上连接有键盘（5），键盘（5）上设置有用户要输入或要查看的电流电压，时间信息，ARM上连接有连接至PC上的通讯接口，通讯接口是USB接口或RS232接口。 

2.根据权利要求1所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述待记录参数包括气温、气压、风速、风向、湿度和光照强度。 

3.根据权利要求1所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述待记录参数测量模块由传感器和传输线组成，传感器包括温度传感器（5）、气压传感器（2）、风速传感器（3）、风向传感器（4）、湿度传感器（1）和光照强度传感器（4）。 

4.根据权利要求2所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述光照强度为阳光辐射度。 

5.根据权利要求1所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述参数采集模块由微处理器和电源构成，所述微处理器为低功耗的ARM处理器，所述ARM上连接有存储模块，该存储模块为SD卡存储器，所述ARM上连接有通讯接口，该通讯接口是USB接口。 

6.根据权利要求5所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述参数采集模块（11）还连接有LCD显示屏、键盘和GPS定位仪，所述LCD显示屏，随时显示风速风向信息，及待测传感器上的电信号的变化和信号值。 

7.根据权利要求5所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述电源由蓄电池（13）和给蓄电池（13）充电以及给参数采集模块（11）供电的太阳能电池板（12）构成，太阳能电池板（12）给参数采集模块供电的同时，由蓄电池（13）存储太阳能电池板（12）的多余电能，蓄电池（12）作为参数采集模块（11）的备用电源。 

8.根据权利要求1所述的一种气象参数记录系统，其特征在于：所述数据存储模块为SD卡存储器（14）和SD卡（15）。