CN210515370U - 一种气象生态环境信息一体化科普站系统 - Google Patents

Abstract

一种气象生态环境信息一体化科普站系统，包括多要素自动化气象站、云服务器、远程交互平台；其中多要素自动化气象站采用模块化设计形式，配合生态、环境、气象等不同传感器模块探测不同区域实时数据，如温度、气压、风向、风速、湿度、降水量、光照、辐射、PM2.5值等；通信模块配合北斗卫星定位并进行无线远程通信数据的传输；远程交互平台与多要素自动化气象站进行通信并构建数据中心，实现对数据的远程控制与发布。该系统允许气象站分布在不同区域的特定环境，可配合硬件显示屏广泛应用于气象信息的科普并与其他推广业务相结合，具有良好的跨平台及推广能力。

Description

一种气象生态环境信息一体化科普站系统

技术领域

本实用新型属于气象科普领域，具体涉及一种气象生态环境信息一体化科普站系统。

背景技术

气象事业是科技型、基础性社会公益事业。改革开放以来，我国气象事业取得了长足发展，初步建立了天气、气候业务和科研体系，提高了气象监测、预报、预测和服务水平，在防灾减灾、经济建设、社会发展和国防建设中发挥了重要作用，因此，科普相关气象知识对气象事业具有重大战略意义。在校学生普遍对地球科学类、大气科学类和环境科学类的等气象科普知识有浓厚的兴趣，但是大多数学校对气象知识的普及化程度还不高，没有一套有效的科普方式，并在宣传推广气象环境等信息和实施方面还缺少有效的手段，如何更好的科普气象知识成为目前一个亟需解决的问题。

科普站系统硬件和软件均采用模块组合式开放性设计，可灵活组合使用，并配合计算机理论、传感器技术、控制理论等各种理论和技术，将所需科普的信息有效的体现出来，随着计算机技术的发展，科普站系统已经得到很好完善并且可根据所需的功能进行定制，其应用已经涉及到各行各业并向学校拓展，利用科普站系统可以将气象要素探测、气象知识科普等功能进行结合，实现一体化科普效果，以便在校学生详细了解气象学科的发展动态、技术前沿和待解决的科学问题，培养其立志献身地学类科学研究和工程实践的伟大志向，实现显著的社会效益并带来商业价值。目前，如何将科普站系统巧妙应用于气象领域，现有的技术中无相关报道。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种气象生态环境信息一体化科普站系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种气象生态环境信息一体化科普站系统，其特征在于，包括：多要素自动化气象站、云服务器、远程交互平台，所述多要素自动化气象站包括探测模块、控制模块、通信模块，所述远程交互平台包括数据信息管理平台、用户交互平台、信息科普平台；所述探测模块、控制模块、通信模块依次相连，探测模块探测各种气象要素，将探测到的数据以特定方式上传给控制模块，控制模块将探测到的数据传输给通信模块，并通过通信模块与云服务器进行信息的传输；所述云服务器将通信模块传来的信息发送到数据信息管理平台、用户交互平台、信息科普平台，所述数据信息管理平台将云服务器中的数据进行编辑和管理，实时更新所得信息并发布到用户交互平台及信息科普平台。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述探测模块包括温度传感模块、气压传感模块、湿度传感模块、风向传感模块、风速传感模块、降雨量传感模块、光照传感模块、辐射传感模块、PM2.5传感模块，其中温度传感模块用于测量气象站周边温度，气压传感模块用于测量气象站周边温度，湿度传感模块用于测量气象站周边环境湿度，风向传感模块和风速传感模块用于测量气象站周边风向和速度，降雨量传感模块用于测量气象站周围一定时间内的降雨量，光照传感模块用于测量气象站周边太阳的光照强度，辐射传感模块用于测量气象站周边太阳光照的辐射强度，PM2.5传感模块用于测量气象站周边PM2.5的值，通过以上各传感模块完成对各种气象要素的探测。

进一步地，所述控制模块由嵌入式工控机和数据采集卡构成，其中嵌入式工控机由微处理器集发出特定指令对探测模块及通信模块进行操控并与云服务器进行信息的传输，嵌入式工控机集成多种接口以实现功能拓展；数据采集卡包含数据采集芯片用于信息存储，同时可外接其他数据采集卡。

进一步地，所述通信模块包括主控模块、移动通信模块、WLAN通信模块及北斗通信模块，并集成多种通信接口，其中北斗通信模块用于接收北斗卫星定位的区域地理位置信息，通过RS232接口转LAN模块与特定接收器相连以配合北斗卫星进行长距离无线通信；移动通信模块和WLAN通信模块用于接收气象环境信息，通过USB接口连接移动通信模块和WLAN通信模块实现气象环境信息的局部传输；主控模块通过TCP/IP协议将相关气象环境信息及区域地理位置信息发送给云服务器。

进一步地，所述数据信息管理平台由气象环境数据库、数据操作Web应用及数据服务器构成，其中气象环境数据库将气象站传过来的气象环境信息通过数据库语言My Sql及开发工具集成到数据服务器；数据操作Web应用由Web端页面构成，通过接口形式将数据请求到应用中并实现增删改查操作。

进一步地，所述用户交互平台由移动端手机App实现，将气象环境信息以图表及文字的形式显示在App端，并实现信息的推广，预留接口以便后续业务的拓展。

进一步地，所述信息科普平台由科普应用及显示屏构成，科普应用以页面形式展现，以图表、动画及语音形式展现气象环境信息；显示屏通过网络功能连接云服务器以实时展现气象环境信息。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的气象生态环境信息一体化科普站系统，通过硬件设计模式，将计算机技术、无线通信技术、传感器技术等融为一体，并紧密结合气象生态环境信息进行科普宣传等气象业务，突出了系统的特点。通过远程交互平台可方便对气象数据进行操作，实现对气象环境信息的有效科普及其他信息的推广，设定的预留接口在一定程度上也能对其他业务进行相应扩展。本实用新型的气象生态环境信息一体化科普站系统可用于气象知识科普、流动气象服务及其他业务的宣传推广等，为气象事业增加了科技创新性，提高了气象信息的普及程度。

附图说明

图1为本实用新型的气象生态环境信息一体化科普站系统的模块示意图。

图2为本实用新型的气象生态环境信息一体化科普站系统的结构及工作示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种气象生态环境信息一体化科普站系统系统，包括多要素自动化气象站、云服务器及远程交互平台，三者之间可进行信息的传输。多要素自动化气象站包括探测模块、控制模块、通信模块；远程交互平台包括数据信息管理平台、用户交互平台、信息科普平台。

探测模块由各类传感模块构成，包括：温度传感模块、气压传感模块、湿度传感模块、风向传感模块、风速传感模块、降雨量传感模块，光照传感模块、辐射传感模块、PM2.5传感模块构成，其中温度传感模块用于测量气象站周边温度，气压传感模块用于测量气象站周边温度，湿度传感模块用于测量气象站周边环境湿度，风向传感模块和风速传感模块用于测量气象站周边风向和速度，降雨量传感模块用于测量气象站周围一定时间内的降雨量，光照传感模块用于测量气象站周边太阳的光照强度，辐射传感模块用于测量气象站周边太阳光照的辐射强度，PM2.5传感模块用于测量气象站周边PM2.5的值，通过上述传感模块可完成对各种气象要素的探测，并且探测模块与控制模块及通信模块相连，将探测到的数据以特定方式上传给控制模块。

控制模块由嵌入式工控机和数据采集卡构成，其中嵌入式工控机由高性能微处理器集发出特定指令对探测模块及通信模块进行操控，并与云服务器进行信息的传输，并集成多种接口可实现功能拓展。数据采集卡则包含数据采集芯片用于对外部生态环境及气象信息存储，同时可外接大容量数据采集卡实现海量数据存储，适合无人状态下长期监测。

通信模块由小型嵌入式系统构成，包括主控模块、移动通信模块、WLAN通信模块及北斗通信模块，并集成多种通信接口。可通过RS232接口转LAN模块与特定接收器相连配合北斗卫星进行长距离无线通信，并通过USB接口连接移动通信/WLAN模块实现气象信息的局部传输，最后由主控模块控制通过TCP/IP等多种协议将相关气象环境信息及区域地理位置信息发送给云服务器。

数据信息管理平台由气象环境数据库、数据操作Web应用及数据服务器构成，其中气象环境数据库可在计算机上构建，将气象站传过来的气象环境数据通过数据库语言MySql及开发工具集成到数据服务器，数据服务器可自行搭建或商业购买；数据操作Web应用由Web端页面构成，可利用Web主流框架及相应工具在Windows环境下进行构建与开发，通过接口形式将数据请求到应用中并可实现增删改查等操作，最后设置相应的操作权限，完成对数据的发布、宣传与推广等功能。

用户交互平台由移动端手机App实现，根据App的业务逻辑及对应的不同群体进行App的开发，按照气象科普及推广的理念进行App设计，使用Java语言及相应开发工具在计算机上进行项目的构建测试并实现相应交互功能，将气象等其他相关数据以图表及文字的形式显示在App端，并结合推荐算法实现相关信息的推广，设计预留接口以便后续业务的拓展，用户可安装手机App进行气象信息的预览和查询并提出相关建议等。

信息科普平台由科普应用及显示屏及构成，科普应用以页面形式展现，为了吸引学生等用户群体可设计各种气象环境信息样式，以图表、动画形式及语音功能展现；显示屏可实现展示效果、语音播报功能及联网功能，可将显示屏放置于学校区域中不同的明显位置以吸引学生等用户群体，通过网络功能连接服务器实时展现气象环境信息，完成有效科普与推广。

需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种气象生态环境信息一体化科普站系统，其特征在于，包括：多要素自动化气象站、云服务器、远程交互平台，所述多要素自动化气象站包括探测模块、控制模块、通信模块，所述远程交互平台包括数据信息管理平台、用户交互平台、信息科普平台；所述探测模块、控制模块、通信模块依次相连，探测模块探测各种气象要素，将探测到的数据以特定方式上传给控制模块，控制模块将探测到的数据传输给通信模块，并通过通信模块与云服务器进行信息的传输；所述云服务器将通信模块传来的信息发送到数据信息管理平台、用户交互平台、信息科普平台，所述数据信息管理平台将云服务器中的数据进行编辑和管理，实时更新所得信息并发布到用户交互平台及信息科普平台；

所述探测模块包括温度传感模块、气压传感模块、湿度传感模块、风向传感模块、风速传感模块、降雨量传感模块、光照传感模块、辐射传感模块、PM2.5传感模块，其中温度传感模块用于测量气象站周边温度，气压传感模块用于测量气象站周边温度，湿度传感模块用于测量气象站周边环境湿度，风向传感模块和风速传感模块用于测量气象站周边风向和速度，降雨量传感模块用于测量气象站周围一定时间内的降雨量，光照传感模块用于测量气象站周边太阳的光照强度，辐射传感模块用于测量气象站周边太阳光照的辐射强度，PM2.5传感模块用于测量气象站周边PM2.5的值，通过以上各传感模块完成对各种气象要素的探测；

所述控制模块由嵌入式工控机和数据采集卡构成，其中嵌入式工控机由微处理器集发出特定指令对探测模块及通信模块进行操控并与云服务器进行信息的传输，嵌入式工控机集成多种接口以实现功能拓展；数据采集卡包含数据采集芯片用于信息存储，同时可外接其他数据采集卡；

所述通信模块包括主控模块、移动通信模块、WLAN通信模块及北斗通信模块，并集成多种通信接口，其中北斗通信模块用于接收北斗卫星定位的区域地理位置信息，通过RS232接口转LAN模块与特定接收器相连以配合北斗卫星进行长距离无线通信；移动通信模块和WLAN通信模块用于接收气象环境信息，通过USB接口连接移动通信模块和WLAN通信模块实现气象环境信息的局部传输；主控模块通过TCP/IP协议将相关气象环境信息及区域地理位置信息发送给云服务器。

2.如权利要求1所述的一种气象生态环境信息一体化科普站系统，其特征在于：所述数据信息管理平台由气象环境数据库、数据操作Web应用及数据服务器构成，其中气象环境数据库将气象站传过来的气象环境信息通过数据库语言My Sql及开发工具集成到数据服务器；数据操作Web应用由Web端页面构成，通过接口形式将数据请求到应用中并实现增删改查操作。

3.如权利要求1所述的一种气象生态环境信息一体化科普站系统，其特征在于：所述用户交互平台由移动端手机App实现，将气象环境信息以图表及文字的形式显示在App端，并实现信息的推广，预留接口以便后续业务的拓展。

4.如权利要求1所述的一种气象生态环境信息一体化科普站系统，其特征在于：所述信息科普平台由科普应用及显示屏构成，科普应用以页面形式展现，以图表、动画及语音形式展现气象环境信息；显示屏通过网络功能连接云服务器以实时展现气象环境信息。

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