CN206684327U - 基于物联网的分布式低功耗气象站系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于物联网的分布式低功耗气象站系统，包括数据采集单元、电源模块、无线传输单元，所述气象站系统包括多个数据采集单元，所述数据采集单元连接无线传输单元；所述无线传输单元连接物联网服务器；所述数据采集单元为一体化设计，包括要素传感器、A/D转换电路、单片机，所述要素传感器通过A/D转换电路连接单片机；所述电源模块包括3.8V输出电路和5V输出电路，所述3.8V输出电路为无线传输单元供电，所述5V输出电路为数据采集单元供电。本实用新型所述的气象站系统在保证能够采集各种气象数据的需求下，传感器与处理器采用一体化设计，可单独维护标校，大大降低了维护成本，并且功耗低，提高了持续采集的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于气象监测技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的分布式低功耗气象站系统。
背景技术
目前，广泛使用的自动气象站均属于集中式，所有的采集数据都是通过电信号的输出给数据采集器，采集器对电信号进行转换后生成对应的气象数据。
为保证自动气象站观测数据的准确性，每次更换传感器都必须进行整机标校，很多野外自动气象站由于架设位置的关系，现场检定格外困难。同时，野外自动气象站由于现场条件所限，往往采用蓄电池加太阳能板组合的方式进行供电，当遭遇连阴雨天气时，就会出现由于电力不足导致设备关机，造成观测数据缺失。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于物联网的分布式低功耗气象站系统，以解决目前的气象站现场检定麻烦、设备功耗高的情况。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种基于物联网的分布式低功耗气象站系统，包括数据采集单元、电源模块、无线传输单元，所述气象站系统包括多个数据采集单元，所述数据采集单元连接无线传输单元；所述无线传输单元连接物联网服务器；
所述数据采集单元为一体化设计，包括要素传感器、A/D转换电路、单片机，所述要素传感器通过A/D转换电路连接单片机，每个采集单元包括一个要素传感器；
所述电源模块包括3.8V输出电路和5V输出电路，所述3.8V输出电路为无线传输单元供电，所述5V输出电路为数据采集单元供电。
进一步的，所述数据采集单元包括风向采集单元、风速采集单元、温度采集单元、湿度采集单元、气压采集单元、雨量采集单元；所述风向采集单元包括风向传感器，所述风速采集单元包括风速传感器，所述温度采集单元包括温度传感器，所述湿度采集单元包括湿度传感器，所述气压采集单元包括气压传感器，所述雨量采集单元包括雨量传感器。
进一步的，所述A/D转换电路采用10位4通道的A/D转换器。
进一步的，所述单片机上安装有RS485接口，通过RS485总线将数据传送至无线传输单元。
进一步的，所述无线传输单元设有eSIM安装位置。
进一步的，所述无线传输单元采用BC95CAT-NB1模块。
相对于现有技术，本实用新型所述的基于物联网的分布式低功耗气象站系统具有以下优势：
(1)本实用新型所述的气象站系统在保证能够采集各种气象数据的需求下，传感器与处理器采用一体化设计，可单独维护标校，大大降低了维护成本，并且功耗低，提高了持续采集的稳定性
(2)本实用新型所述的无线传输单元安装eSIM，可以灵活选用移动网络运营商，提高了在不同地域数据传输的稳定性。
(3)本实用新型所述的气象站系统，采用BC95CAT-NB1模块，其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等优点。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的基于物联网的分布式低功耗气象站系统原理框图；
图2为本实用新型实施例所述的采集单元原理示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1，图2所示，基于物联网的分布式低功耗气象站系统，包括数据采集单元、电源模块、无线传输单元，所述气象站系统包括多个数据采集单元，所述数据采集单元连接无线传输单元；所述无线传输单元连接物联网服务器；
所述数据采集单元为一体化设计，包括要素传感器、A/D转换电路、单片机，所述要素传感器通过A/D转换电路连接单片机；每个采集单元包括一个要素传感器，所述要素传感器为电压信号输出传感器；
所述电源模块包括3.8V输出电路和5V输出电路，所述3.8V输出电路为无线传输单元供电，所述5V输出电路为数据采集单元供电。所述电源模块为现有技术，这里不做赘述。
其中，所述数据采集单元包括风向采集单元、风速采集单元、温度采集单元、湿度采集单元、气压采集单元、雨量采集单元；所述风向采集单元包括风向传感器，所述风速采集单元包括风速传感器，所述温度采集单元包括温度传感器，所述湿度采集单元包括湿度传感器，所述气压采集单元包括气压传感器，所述雨量采集单元包括雨量传感器。
其中，所述A/D转换电路采用10位4通道的A/D转换器。
其中，所述单片机上安装有RS485接口，通过RS485总线将数据传送至无线传输单元。
其中，所述无线传输单元设有eSIM安装位置。可以灵活的选用移动网络运营商。提高了在不同地域数据传输的稳定性。
其中，所述无线传输单元采用BC95CAT-NB1模块。所述BC95CAT-NB1模块采用NB-IoT无线技术(窄带物联网技术)，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等优点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于物联网的分布式低功耗气象站系统，其特征在于：包括数据采集单元、电源模块、无线传输单元，所述气象站系统包括多个数据采集单元，所述数据采集单元连接无线传输单元；所述无线传输单元连接物联网服务器；
所述数据采集单元为一体化设计，包括要素传感器、A/D转换电路、单片机，所述要素传感器通过A/D转换电路连接单片机,每个采集单元包括一个要素传感器；
所述电源模块包括3.8V输出电路和5V输出电路，所述3.8V输出电路为无线传输单元供电，所述5V输出电路为数据采集单元供电。
2.根据权利要求1所述的气象站系统，其特征在于：所述数据采集单元包括风向采集单元、风速采集单元、温度采集单元、湿度采集单元、气压采集单元、雨量采集单元；
所述风向采集单元包括风向传感器，所述风速采集单元包括风速传感器，所述温度采集单元包括温度传感器，所述湿度采集单元包括湿度传感器，所述气压采集单元包括气压传感器，所述雨量采集单元包括雨量传感器。
3.根据权利要求1所述的气象站系统，其特征在于：所述A/D转换电路采用10位4通道的A/D转换器。
4.根据权利要求1所述的气象站系统，其特征在于：所述单片机上安装有RS485接口，通过RS485总线将数据传送至无线传输单元。
5.根据权利要求1所述的气象站系统，其特征在于：所述无线传输单元设有eSIM安装位置。
6.根据权利要求1或5所述的气象站系统，其特征在于：所述无线传输单元采用BC95CAT-NB1模块。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111076758A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-28 | 北京工业大学 | 一种基于物联网的高空探测传感器自动标校方法 |
| CN113484935A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-08 | 张东 | 物联网免维护综合气象站 |
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