CN207541288U - 自动气象站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动气象站，包括气象站主机、气象要素传感器模块、电源模块，电源模块包括风光互补发电模块，所述风光互补发电模块包括风力发电机、整流滤波电路、风力机变换电路、太阳能电池组串、太阳能电池变换电路、卸载电路和蓄电池，风力发电机的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与风力机变换电路的输入端连接，风力机变换电路的输出端分别与卸载电路、蓄电池和处理器连接，太阳能电池组串的输出端与太阳能电池变换电路连接，太阳能电池变换电路与卸载电路连接，卸载电路与蓄电池连接。采用风光互补发电方式为蓄电池充电，提高了自动气象站供电的可靠性，确保自动气象站的正常运行，实用性强，易于推广使用。

Description

自动气象站

技术领域

本实用新型涉及一种自动气象站。

背景技术

自动气象站是一种能自动进行地面气象观测、存储和发送观测数据，并能够更加需要将观测数据转换成气象电报和编制成气象表报的地面气象观测设备，在气象预警、防灾减灾中发挥着不可替代的作用，自动气象站的工作场合较为广泛，如：田间、公路、山区、沙漠等。目前，大多数自动气象站采用太阳能供电，光伏发电技术受天气、环境等因素制约和影响，尤其是在面临连续阴雨天气时，太阳能电池板有时无法为蓄电池提供充足的电量，从而影响气象站的实时工作。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种自动气象站，自动气象站的采用风光互补供电，提高了供电的可靠性，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种自动气象站，包括气象站主机、气象要素传感器模块、电源模块，所述气象站主机包括处理器、通信模块、存储模块、显控模块，所述通信模块与处理器连接，所述存储模块与处理器连接；所述显控模块包括显示屏、触摸板和背光控制电路，所述显示屏与处理器连接，所述触摸板与处理器连接，所述背光控制电路与处理器连接，所述电源模块包括风光互补发电模块，所述风光互补发电模块包括风力发电机、整流滤波电路、风力机变换电路、太阳能电池组串、太阳能电池变换电路、卸载电路和蓄电池，所述风力发电机的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与风力机变换电路的输入端连接，所述风力机变换电路的输出端分别与卸载电路、蓄电池和处理器连接，所述太阳能电池组串的输出端与太阳能电池变换电路的输入连接，所述太阳能电池变换电路的输出端与卸载电路的输入端连接，所述卸载电路与蓄电池连接。

进一步地，还包括可视化监控模块，所述可视化监控模块与处理器连接。

进一步地，所述可视化监控模块包括摄像头、人体感应模块和定时模块，所述摄像头、人体感应模块和定时模块分别与处理器连接。

进一步地，所述人体感应模块包括电源正极、热释电红外传感器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第七电阻、第四电容、第八电阻、第五电容、BISS0001芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第六电容和第七电容，所述热释电红外传感器的电源供电端与分别电源正极、第二电阻的一端、BISS0001芯片的第十一引脚和第八引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端和BISS0001芯片的第九引脚连接，所述热释电红外传感器的信号输出端分别与第一电容一端、第一电阻的一端和BISS0001芯片的第十四引脚连接，所述BISS0001芯片的第十引脚与第四电阻的一端连接，所述BISS0001芯片的第十二引脚分别与第二电容的一端和第五电阻的一端连接，所述第二电容的另一端分别与第五电阻的另一端、第六电阻的一端和BISS0001芯片的第十三引脚连接，所述第六电阻的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端分别与第七电阻的一端、第四电容的一端和BISS0001芯片的第十六引脚连接，所述第七电阻的另一端分别与第四电容的另一端、第八电阻的一端和BISS0001芯片的第十五引脚连接，所述第八电阻的另一端与第五电容的一端连接，所述BISS0001芯片的第六引脚与第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端分别与第七电容的一端和BISS0001芯片的第五引脚连接，所述BISS0001芯片的第三引脚与第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端分别与第六电容的一端和BISS0001芯片的第四引脚连接，所述热释电红外传感器的接地端分别与第一电容的另一端、第一电阻的另一端、第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、第五电容的另一端、第六电容另一端、第七电容另一端、BISS0001芯片的第七引脚和第一引脚连接且接地，所述BISS0001芯片的第二引脚与第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与处理器的信号输入端连接。

进一步地，所述气象要素传感器模块包括风速风向传感器、温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器，所述风速风向传感器、温湿度传感器分别通过A/D转换电路与气象站主机相连接，所述气压传感器通过RS232接口与气象站主机相连接，所述雨量传感器通过脉冲计数接口与气象站主机相连接。

进一步地，所述处理器为基于ARM9内核的Atmel9263处理器。

进一步地，所述风速风向传感器型号05103L；所述温湿度传感器型号为HMP155A；所述气压传感器型号为Setra278；所述雨量传感器型号为SL3-1。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的自动气象站，采用风光互补发电方式为蓄电池充电，夜间和阴雨无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，能持续为自动气象站供电，提高了供电的可靠性，确保自动气象站的正常运行，实用性强，易于推广使用。

2、本实用新型的自动气象站还能对自动气象站的运行情况进行可视化监控，监控是否有人接近或非专业人员接近并操作自动站，便于工作人员及时实时掌握自动气象站的情况。

附图说明

图1为本实用新型一种自动气象站原理框图；

图2为图1中的风光互补发电模块原理框图示意图；

图3为图1中的人体感应模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1、2，本实用新型提供了一种自动气象站的实施例，包括气象站主机、气象要素传感器模块、电源模块，所述气象站主机包括处理器、通信模块、存储模块和显控模块，所述通信模块通过RS232接口与处理器连接，所述存储模块通过SPI接口或USB接口与处理器连接；所述显控模块包括显示屏、触摸板、背光控制电路，所述显示屏通过LVDS接口与处理器连接，所述触摸板通过A/D采样接口与处理器连接，所述背光控制电路通过I/O口与处理器连接，所述电源模块包括风光互补发电模块，所述风光互补发电模块包括风力发电机、整流滤波电路、风力机变换电路、太阳能电池组串、太阳能电池变换电路、卸载电路和蓄电池，所述风力发电机的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与风力机变换电路的输入端连接，所述风力机变换电路的输出端分别与卸载电路、蓄电池和处理器连接，所述太阳能电池组串的输出端与太阳能电池变换电路的输入连接，所述太阳能电池变换电路的输出端与卸载电路的输入端连接，所述卸载电路与蓄电池连接。处理器为基于ARM9内核的Atmel9263处理器，Atmel9263处理器具有处理性能强大、系统工作稳定等特性，通过嵌入式Linux系统可同时稳定的运行数据采集、数据处理、数据存储、数据传输、数据显示等多个进程。卸载电路的功能是在蓄电池充满电后，电有富余时，为保护风力发电机和光伏组件，开通卸载电路把富余电量泄放掉。利用风光互补发电模块，利用太阳能电池组、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池中，为系统中的其他模块供电，弥补风电和光电独立供电的缺陷，实现了昼夜互补，白天太阳能供电，夜晚风能发电，季节互补，夏季日照强烈，冬季风能强盛，夜间和阴雨无阳光时风能供电，大大提高了供电的稳定性。本实用新型的自动气象站，采用风光互补发电方式为蓄电池充电，夜间和阴雨无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，能持续为自动气象站供电，提高了供电的可靠性，确保自动气象站的正常运行，实用性强，易于推广使用。

作为上述方案的进一步改进，自动气象站还包括可视化监控模块，所述可视化监控模块与处理器连接。所述可视化监控模块包括摄像头、人体感应模块和定时模块，所述摄像头、人体感应模块和定时模块分别与处理器连接。摄像头用于实时采集自动气象站附近的情况，定时模块用于计时，人体感应模块用于感应人体红外信号。当达到设定的时间或有人接近自动气象站，处理器控制摄像头拍照，摄像头将拍摄的图像信息传输到处理器。

如图3所示，人体感应模块包括电源正极、热释电红外传感器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第七电阻、第四电容、第八电阻、第五电容、BISS0001芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第六电容和第七电容，所述热释电红外传感器的电源供电端与分别电源正极、第二电阻的一端、BISS0001芯片的第十一引脚和第八引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端和BISS0001芯片的第九引脚连接，所述热释电红外传感器的信号输出端分别与第一电容一端、第一电阻的一端和BISS0001芯片的第十四引脚连接，所述BISS0001芯片的第十引脚与第四电阻的一端连接，所述BISS0001芯片的第十二引脚分别与第二电容的一端和第五电阻的一端连接，所述第二电容的另一端分别与第五电阻的另一端、第六电阻的一端和BISS0001芯片的第十三引脚连接，所述第六电阻的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端分别与第七电阻的一端、第四电容的一端和BISS0001芯片的第十六引脚连接，所述第七电阻的另一端分别与第四电容的另一端、第八电阻的一端和BISS0001芯片的第十五引脚连接，所述第八电阻的另一端与第五电容的一端连接，所述BISS0001芯片的第六引脚与第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端分别与第七电容的一端和BISS0001芯片的第五引脚连接，所述BISS0001芯片的第三引脚与第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端分别与第六电容的一端和BISS0001芯片的第四引脚连接，所述热释电红外传感器的接地端分别与第一电容的另一端、第一电阻的另一端、第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、第五电容的另一端、第六电容另一端、第七电容另一端、BISS0001芯片的第七引脚和第一引脚连接且接地，所述BISS0001芯片的第二引脚与第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与处理器的信号输入端连接。热释电红外传感器感应人体发出的红外线，检测是否有人靠近自动气象站，热释电红外传感器将采集的红外传感信号经过BISS0001进行处理，输出高电平信号输入到处理器进行处理，处理器控制摄像头拍照并上传图像信息。

本实用新型的自动气象站还能对自动气象站的运行情况进行可视化监控，监控是否有人接近或非专业人员接近并操作自动站，便于工作人员及时实时掌握自动气象站的情况。

作为上述方案的进一步改进，所述气象要素传感器模块包括风速风向传感器、温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器，所述风速风向传感器、温湿度传感器分别通过A/D转换电路与气象站主机相连接，所述气压传感器通过RS232接口与气象站主机相连接，所述雨量传感器通过脉冲计数接口与气象站主机相连接。所述风速风向传感器型号为05103L；所述温湿度传感器型号为HMP155A；所述气压传感器型号为Setra278；所述雨量传感器型号为SL3-1。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种自动气象站，包括气象站主机、气象要素传感器模块、电源模块，所述气象站主机包括处理器、通信模块、存储模块、显控模块，所述通信模块与处理器连接，所述存储模块与处理器连接；所述显控模块包括显示屏、触摸板和背光控制电路，所述显示屏、触摸板和背光控制电路分别与处理器连接，其特征在于，所述电源模块包括风光互补发电模块，所述风光互补发电模块包括风力发电机、整流滤波电路、风力机变换电路、太阳能电池组串、太阳能电池变换电路、卸载电路和蓄电池，所述风力发电机的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与风力机变换电路的输入端连接，所述风力机变换电路的输出端分别与卸载电路、蓄电池和处理器连接，所述太阳能电池组串的输出端与太阳能电池变换电路的输入端连接，所述太阳能电池变换电路的输出端与卸载电路的输入端连接，所述卸载电路与蓄电池连接。

2.如权利要求1所述的自动气象站，其特征在于，还包括可视化监控模块，所述可视化监控模块与处理器连接。

3.如权利要求2所述的自动气象站，其特征在于，所述可视化监控模块包括摄像头、人体感应模块和定时模块，所述摄像头、人体感应模块和定时模块分别与处理器连接。

4.如权利要求3所述的自动气象站，其特征在于，所述人体感应模块包括电源正极、热释电红外传感器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第七电阻、第四电容、第八电阻、第五电容、BISS0001芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第六电容和第七电容，所述热释电红外传感器的电源供电端与分别电源正极、第二电阻的一端、BISS0001芯片的第十一引脚和第八引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端和BISS0001芯片的第九引脚连接，所述热释电红外传感器的信号输出端分别与第一电容一端、第一电阻的一端和BISS0001芯片的第十四引脚连接，所述BISS0001芯片的第十引脚与第四电阻的一端连接，所述BISS0001芯片的第十二引脚分别与第二电容的一端和第五电阻的一端连接，所述第二电容的另一端分别与第五电阻的另一端、第六电阻的一端和BISS0001芯片的第十三引脚连接，所述第六电阻的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端分别与第七电阻的一端、第四电容的一端和BISS0001芯片的第十六引脚连接，所述第七电阻的另一端分别与第四电容的另一端、第八电阻的一端和BISS0001芯片的第十五引脚连接，所述第八电阻的另一端与第五电容的一端连接，所述BISS0001芯片的第六引脚与第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端分别与第七电容的一端和BISS0001芯片的第五引脚连接，所述BISS0001芯片的第三引脚与第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端分别与第六电容的一端和BISS0001芯片的第四引脚连接，所述热释电红外传感器的接地端分别与第一电容的另一端、第一电阻的另一端、第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、第五电容的另一端、第六电容另一端、第七电容另一端、BISS0001芯片的第七引脚和第一引脚连接且接地，所述BISS0001芯片的第二引脚与第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与处理器的信号输入端连接。

5.如权利要求1所述的自动气象站，其特征在于，所述气象要素传感器模块包括风速风向传感器、温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器，所述风速风向传感器、温湿度传感器分别通过A/D转换电路与气象站主机相连接，所述气压传感器通过RS232接口与气象站主机相连接，所述雨量传感器通过脉冲计数接口与气象站主机相连接。

6.如权利要求1-5之一所述的自动气象站，其特征在于，所述处理器为基于ARM9内核的Atmel9263处理器。

7.如权利要求5所述的自动气象站，其特征在于，所述风速风向传感器型号为05103L；所述温湿度传感器型号为HMP155A；所述气压传感器型号为Setra278；所述雨量传感器型号为SL3-1。