CN209707715U - 一种气象微基站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气象微基站，属于气象站领域，包括底座、支撑架、控制盒、供电单元，所述底座上设置有支撑架，所述支撑架上设置有控制盒，所述控制盒内设置有微处理器、通信单元，所述供电单元与微处理器连接，所述控制盒的顶部设置有与微处理器信号连接的气象观测单元，所述控制盒上设置有与通信单元连接的天线装置，所述天线装置包括由上至下依次连接的平衡环，上部接线端子，信号增益单元，下部接线端子，所述上部接线端子与下部接线端子均与通信单元电性连接，所述信号增益单元包括若干个依次连接的天线辐射单元；本实用新型的有益效果有：气象微基站在野外环境信号覆盖范围增大，信号增强。
Description
技术领域
本实用新型属于气象站领域，涉及一种气象微基站。
背景技术
气象观测，是研究测量和观察地球大气的物理和化学特性以及大气现象的方法和手段的一门学科。主要有大气气体成分浓度、气溶胶、温度、湿度、压力、风、大气湍流、蒸发、云、降水、辐射、大气能见度、大气电场、大气电导率以及雷电、虹、晕等。从学科上分，气象观测属于大气科学的一个分支。它包括地面气象观测、高空气象观测、大气遥感探测和气象卫星探测等，有时统称为大气探测。由各种手段组成的气象观测系统，能观测从地面到高层，从局地到全球的大气状态及其变化。
在气象观测领域，气象基站用于对地面气象进行观测，通过长期积累和统计，加工成气候资料，为农业、林业、工业、交通、军事、水文、医疗卫生和环境保护等部门进行规划、设计和研究，提供重要的数据。现有的气象基站，气象信息信号的发射距离多数在0-1000m范围内。仅仅采用无线GPRS，覆盖范围虽广，如果气象基站位于野外环境中，会存在信号弱，传输效率低的问题，影响气象数据的及时上传和更新，对气象预报造成影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供了一种气象微基站，解决了现有气象基站野外环境中信号范围覆盖较小，信号弱，传输效率低的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种气象微基站，包括底座、支撑架、控制盒、供电单元，所述底座上设置有支撑架，所述支撑架上设置有控制盒，所述控制盒内设置有微处理器、通信单元，所述供电单元与微处理器连接，所述控制盒的顶部设置有与微处理器信号连接的气象观测单元，所述控制盒上设置有与通信单元连接的天线装置，所述天线装置包括由上至下依次连接的平衡环，上部接线端子，信号增益单元，下部接线端子，所述上部接线端子与下部接线端子均与通信单元电性连接，所述信号增益单元包括若干个依次连接的天线辐射单元，所述天线辐射单元包括第一辐射棒、第一连接单元、第二辐射棒、第二连接单元，所述第一辐射棒的一端通过第一连接单元与第二辐射棒的一端连接，第二辐射棒的另一端通过第二连接单元连接相邻的天线辐射单元的第一辐射棒；天线辐射单元中所有的第一辐射棒通过导线连接，并接入上部接线端子，天线辐射单元中所有的第二辐射棒通过导线连接，接入下部接线端子。
现有的气象基站，气象信息信号的发射距离多数在0-1000m范围内。仅仅采用无线GPRS，覆盖范围虽广，如果气象基站位于野外环境中，会存在信号弱，传输效率低的问题，影响气象数据的及时上传和更新，对气象预报造成影响。本实用新型一种气象微基站，气象观测单元对各种气象指标进行观测，将气象指标的物理信号转换为电信号，传送给微处理器，微处理器分析处理电信号，将气象指标的相关数据存储，并通过通信单元发送给上级管理平台。与通信单元连接的天线装置的信号增益单元用来放大信号。信号增益单元中的第一辐射棒与第二辐射棒交错连接，设定第一辐射棒与第二辐射棒的长度均为发射频率下的半个波长，所有天线辐射单元的阻抗等于全部并联在一起，每个单元的电压与电流都是相同的，由于结构上每1/2个波长交替一次，因此每个单元的相位相同，从而使得电流辐射进行了同相叠加，获得了较高的增益，使信号得到放大；平衡环使得天线装置中某些信号增益单元在相位偏离一定角度的情况下能够增加带宽。本实用新型一种气象微基站通过设置具有高增益的天线，使气象微基站在野外环境信号覆盖范围增大，信号增强，气象信号得到了即时的传输与反馈，从而对气象的变化进行及时的预报预警。
进一步地，所述气象观测单元包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一支撑杆、第二支撑杆，所述第一支撑杆的一端与控制盒的顶部连接，所述第一支撑杆的另一端与第一横杆的中部连接，所述第一横杆一端设置有风速仪，所述第一横杆的另一端设置有风向仪；所述第二支撑杆的一端与第一横杆的中部连接，第二支撑杆的另一端与第二横杆的中部连接，所述第二横杆的一端设置有气压传感器、第二横杆的另一端设置有温湿度传感器。风速仪用于测定微基站所在观测点的风速，风向仪用于测定微基站所在观测点的风向，气压传感器用于测定微基站所在观测点的大气压强，温湿度传感器用于测定微基站所在观测点的温度和湿度；上述装置将各自的气象指标信息转换为电信号传送给微处理器，微处理器分析处理电信号，将气象指标的相关数据存储，并通过通信单元发送给上级管理平台。
进一步地，所述第一连接单元上设置有加感器。加感器是由一个电阻和一个电感组成的串联谐振回路，串联谐振回路使回路的品质因数Q值降低，使天线上的电流分布尽量接近均匀，提高了天线的辐射效率。
进一步地，所述第一支撑杆为伸缩杆。伸缩杆用于调整支撑杆高度，对于不同的观测点，微基站的气象观测单元的水平高度有所差异；同时伸缩杆能够方便微基站的安装与收纳。
进一步地，所述底座上设置有雨量计。雨量计用于测量微基站所在观测点的降雨量，并将降雨量数据转换为物理信号传送给微处理器。
进一步地，所述供电单元为太阳能供电装置，太阳能供电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在气象观测单元的顶端。太阳能装置将太阳光能转换为电能为微基站供电，保证微基站适应更多野外环境，节能环保。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型一种气象微基站，通过设置具有高增益的天线，使气象微基站在野外环境信号覆盖范围增大，信号增强，气象信号得到了即时的传输与反馈，从而对气象的变化进行及时的预报预警。
2.本实用新型一种气象微基站，通过在天线上设置加感器，使天线上的电流分布尽量接近均匀，提高了天线的辐射效率。
3.本实用新型一种气象微基站，能够测定各项气象指标，对气象进行即时监测和预报。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本实用新型一种气象微基站的整体结构示意图；
图2是本实用新型一种气象微基站的天线装置结构示意图；
图中标记：1-底座、101-雨量计、2-支撑架、3-控制盒、4-天线装置、401-平衡环、402-上部接线端子、403-下部接线端子、404-第一辐射棒、405-第一连接单元、406-第二辐射棒、407-第二连接单元、408-加感器、501-第一支撑杆、502-第二支撑杆、503-第一横杆、504-第二横杆、505-风速仪、506-风向仪、507-气压传感器、508-温湿度传感器、6-太阳能电池板。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
本实用新型较佳实施例提供的一种气象微基站，包括底座1、支撑架2、控制盒3、供电单元，其特征在于：所述底座1上设置有支撑架2，所述支撑架2上设置有控制盒3，所述控制盒3内设置有微处理器、通信单元，所述供电单元与微处理器连接，所述控制盒3的顶部设置有与微处理器信号连接的气象观测单元，所述控制盒3上设置有与通信单元连接的天线装置4，所述天线装置4包括由上至下依次连接的平衡环401，上部接线端子402，信号增益单元，下部接线端子403，所述上部接线端子402与下部接线端子403均与通信单元电性连接，所述信号增益单元包括若干个依次连接的天线辐射单元，所述天线辐射单元包括第一辐射棒404、第一连接单元405、第二辐射棒406、第二连接单元407，所述第一辐射棒404的一端通过第一连接单元405与第二辐射棒406的一端连接，第二辐射棒406的另一端通过第二连接单元407连接相邻的天线辐射单元的第一辐射棒404；天线辐射单元中所有的第一辐射棒404通过导线连接，并接入上部接线端子402，天线辐射单元中所有的第二辐射棒406通过导线连接，接入下部接线端子403。
微处理器采用AT89C51单片机，通信单元采用无线GPRS单元，第一辐射棒404、第一连接单元405、第二辐射棒406、第二连接单元407均为黄铜材质，电阻率(20℃时)为0.071Ω·mm2/m，供电单元采用太阳能供电。
现有的气象基站，气象信息信号的发射距离多数在0-1000m范围内。采用无线GPRS，覆盖范围虽广，如果气象基站位于野外环境中，会存在信号弱，传输效率低的问题，影响气象数据的及时上传和更新，对气象预报造成影响。本实用新型一种气象微基站，气象观测单元对各种气象指标进行观测，将气象指标的物理信号转换为电信号，传送给微处理器，微处理器分析处理电信号，将气象指标的相关数据存储，并通过通信单元发送给上级管理平台。与通信单元连接的天线装置的信号增益单元用来放大信号。信号增益单元中的第一辐射棒与第二辐射棒交错连接，设定第一辐射棒与第二辐射棒的长度均为发射频率下的半个波长，所有天线辐射单元的阻抗等于全部并联在一起，每个单元的电压与电流都是相同的，由于结构上每1/2个波长交替一次，因此每个单元的相位相同，从而使得电流辐射进行了同相叠加，获得了较高的增益，使信号得到放大；平衡环使得天线装置中某些信号增益单元在相位偏离一定角度的情况下能够增加带宽。本实用新型一种气象微基站通过设置具有高增益的天线，使气象微基站在野外环境信号覆盖范围增大，信号增强，气象信号得到了即时的传输与反馈，从而对气象的变化进行及时的预报预警。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，所述气象观测单元包括第一支撑杆501、第二支撑杆502、第一横杆503和第二横杆504，所述第一支撑杆501的一端与控制盒3的顶部连接，所述第一支撑杆501的另一端与第一横杆503的中部连接，所述第一横杆503的一端设置有风速仪505，所述第一横杆503的另一端设置有风向仪506；所述第二支撑杆502的一端与第一横杆503的中部连接，第二支撑杆502的另一端与第二横杆504的中部连接，所述第二横杆504的一端设置有气压传感器507、第二横杆504的另一端设置有温湿度传感器508。
风速仪505采用TR-FS02型风速传感器，测量风速范围：0～70m/s，准确度：风速：±(0.3+0.03V)m/s；风向仪506采用NHFX46风向传感器，测量风向范围：0～359°，风向准确度：±3°；气压传感器507采用NH122Y型大气压传感器；温湿度传感器508采用NH121百叶外壳干球温度湿球温度传感器。
风速仪505用于测定微基站所在观测点的风速，风向仪506用于测定微基站所在观测点的风向，气压传感器507用于测定微基站所在观测点的大气压强，温湿度传感器508用于测定微基站所在观测点的温度和湿度；上述装置将各自的气象指标信息转换为电信号传送给微处理器，微处理器分析处理电信号，将气象指标的相关数据存储，并通过通信单元发送给上级管理平台。
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的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种气象微基站，包括底座(1)、支撑架(2)、控制盒(3)、供电单元，其特征在于：所述底座(1)上设置有支撑架(2)，所述支撑架(2)上设置有控制盒(3)，所述控制盒(3)内设置有微处理器、通信单元，所述供电单元与微处理器连接，所述控制盒(3)的顶部设置有与微处理器信号连接的气象观测单元，所述控制盒(3)上设置有与通信单元连接的天线装置(4)，所述天线装置(4)包括由上至下依次连接的平衡环(401)，上部接线端子(402)，信号增益单元，下部接线端子(403)，所述上部接线端子(402)与下部接线端子(403)均与通信单元电性连接，所述信号增益单元包括若干个依次连接的天线辐射单元，所述天线辐射单元包括第一辐射棒(404)、第一连接单元(405)、第二辐射棒(406)、第二连接单元(407)，所述第一辐射棒(404)的一端通过第一连接单元(405)与第二辐射棒(406)的一端连接，第二辐射棒(406)的另一端通过第二连接单元(407)连接相邻的天线辐射单元的第一辐射棒(404)；天线辐射单元中所有的第一辐射棒(404)通过导线连接，并接入上部接线端子(402)，天线辐射单元中所有的第二辐射棒(406)通过导线连接，接入下部接线端子(403)。
2.根据权利要求1所述的一种气象微基站，其特征在于：所述气象观测单元包括第一支撑杆(501)、第二支撑杆(502)、第一横杆(503)和第二横杆(504)，所述第一支撑杆(501)的一端与控制盒(3)的顶部连接，所述第一支撑杆(501)的另一端与第一横杆(503)的中部连接，所述第一横杆(503)的一端设置有风速仪(505)，所述第一横杆(503)的另一端设置有风向仪(506)；所述第二支撑杆(502)的一端与第一横杆(503)的中部连接，第二支撑杆(502)的另一端与第二横杆(504)的中部连接，所述第二横杆(504)的一端设置有气压传感器(507)、第二横杆(504)的另一端设置有温湿度传感器(508)。
3.根据权利要求1所述的一种气象微基站，其特征在于：所述第一连接单元(405)上设置有加感器(408)。
4.根据权利要求2所述的一种气象微基站，其特征在于：所述第一支撑杆(501)为伸缩杆。
5.根据权利要求1所述的一种气象微基站，其特征在于：所述底座(1)上设置有雨量计(101)。
6.根据权利要求1所述的一种气象微基站，其特征在于：所述供电单元为太阳能供电装置，太阳能供电装置包括太阳能电池板(6)，所述太阳能电池板(6)设置在气象观测单元的顶端。
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