CN210864084U - 多功能测量气象仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能测量气象仪，多功能测量气象仪包括主控模块、传感器模块和通信模块，在传感器基板上插拔各种类型的传感器来检测气象数据，传感器模块与通信模块连接，通过通信模块将采集的气象数据传递到主控模块；其中传感器模块还包括超声波风速仪，用于采集和处理风速风向数据；通过在传感器基板上组合安装各类型的传感器解决了目前气象仪采集数据类型单一，气象信息量少的缺点，并且，通过将通信模块、传感器模块基板和主控模块一体集成，使该多功能测量气象仪便于安装，可应用于多种应用场景中。本多功能测量气象仪还通过RS485通信接口，可以将多个多功能测量气象仪通信连接，组成气象监测网络，提升气象检测效果。

Description

多功能测量气象仪

技术领域

本实用新型涉及气象监测技术领域，具体涉及一种多功能测量气象仪。

背景技术

现代社会高度发达，气象监测对保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义。加之各行业对气象数据的精准度和精确度要求越来越高，而目前的气象仪器只能够采集数据类型比较单一的气象数据，然而要做到对气象的检测以及预警，依据类型单一的气象数据进行分析是不够的，所以目前虽然检测数据在精准度和准确度有大幅度改善，但仍然因为检测的数据类型不够丰富，导致后续数据处理效果不好，进而在对气象进行分析和预测时，仍然不能达不到理想的效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能测量气象仪，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能测量气象仪，包括：主控模块、传感器模块和通信模块；所述传感器模块包括至少一种传感器；所述传感器用于获取气象数据；

所述传感器为降雨量传感器、污染颗粒物传感器、能见度传感器，温湿度传感器、大气压强传感器或海拔高度传感器。

所述传感器模块还包括超声波风速仪，用于采集处理风速风向数据；

所述超声波风速仪包括两个信号发射模块和与之对应的两个信号接收模块，用于通过信号传递的时间差得到风速风向数据；

所述传感器模块与所述通信模块连接；

所述主控模块与所述通信模块连接，用于接收所述通信模块传递的所述气象数据；其中，所述风速风向数据为一种气象数据。

可选的，所述传感器模块还包括；传感器模块基板；

所述传感器可插拔的设置在所述传感器基板上，用于根据气象监测类型需要改变传感器模块中的传感器的种类和/或数量。

可选的，还包括电源模块；

所述电源模块包括太阳能电池模块和外接电源模块。

可选的，所述信号发射模块采用超声波探头发送信号；

所述信号接收模块采用超声波探头接收信号。

可选的，所述超声波风速仪还包括信号处理模块；

所述信号处理模块包括：放大电路、滤波电路、二级放大电路和电压比较电路，用于对所述风速风向数据进行放大和滤波处理。

可选的，所述通信模块采用RS485通信接口；

所述RS485通信接口分别与所述传感器模块和所述主控模块连接，用于将所述气象数据传输到所述主控模块。

可选的，所述RS485通信接口，还用于与其他所述多功能测量气象仪连接，以构成气象监测网络。

可选的，还包括显示模块，用于显示处理后的所述气象数据。

可选的，所述主控模块为PIC18F45820芯片单片机。

可选的，所述主控模块、传感器模块基板、电池模块、通信模块是一体集成的，用于整体安装和拆卸。

本申请采用以上技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供一种多功能测量气象仪，多功能气象测量仪包括传感器模块，通信模块和主控模块，传感器模块包括传感器基板、超声波风速仪和多种开拆卸的传感器，传感器模块通过通信模块与主控模块连接；如此设置，通过超声波风速仪和多种可拆卸的传感器采集多种类型的气象数据，并通过通信模块将采集到的气象数据传递到主控模块中，进行进一步的分析处理和显示，通过超声波风速仪和多种可拆卸的传感器实现了将多种类型的气象数据同时采集，而且可以根据后续的实际需要，对传感器模块中的传感器进行增添，解决了目前气象仪中，因为采集数据类型单一而造成后续的分析和预测效果不理想的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的模块示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪中超声波风速仪的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的网络结构示意图。

图中：传感器模块—1，通信模块—2，主控模块—3，电源模块—4，显示模块—5

保护结构—6，检测主体结构—7，固定结构—8，传感器—9，RS485通信接口—10，电源接口—11，信号发射模块—12，信号接收模块—13，信号处理模块—14。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的模块示意图。如图1所示：

本申请提供一种多功能测量气象仪，包括：主控模块3、传感器模块1和通信模块2；传感器模块1包括至少一种传感器；传感器9用于获取气象数据；

传感器9为降雨量传感器、污染颗粒物传感器、能见度传感器，温湿度传感器、大气压强传感器或海拔高度传感器。

具体的，本申请提供的多功能测量气象仪的传感器模块1包括一个传感器基板和多个传感器9，传感器9为降雨量传感器、污染颗粒物传感器、能见度传感器，温湿度传感器、大气压强传感器或海拔高度传感器中的至少一个，传感器9的种类可以根据后续的实际检测需要来改变。

在实际应用中，将传感器9通过线路连接到传感器基板中，就可以通过传感器9来检测气象数据。考虑到多功能测量气象仪的外表的防水功能，在增加传感器9的种类时，可以是在安装外部防水保护装置之前，就将传感器9连接到传感器基板中，在后续就可以直接使用；也可以在防水保护装置中设置可以打开的窗口，在后续使用者需要增加或减少传感器9种类时，打开防水保护装置中的开关窗口，将需要添加的传感器插入传感器基板中，或者将不需要的传感器9从传感器基板中拔出；如此设置，使传感器9的种类可以根据使用者的不同需要而改变，增加来了气象仪的使用时功能的灵活性，使检测效果更好。

传感器模块1还包括超声波风速仪，用于采集处理风速风向数据；

超声波风速仪包括两个信号发射模块和与之对应的两个信号接收模块，用于通过信号传递的时间差得到风速风向数据；

具体的，超声波风速仪安装在传感器基板上，通过超声波风速仪来采集和处理风速风向数据。

在实际应用中，超声波风速仪检测到的风速风向数据的信号经过线路的传输后是很弱的，直接由主控模块3进行处理，效果并不好，所以，还添加信号处理模块14，来对检测到的信息进行滤波和放大处理，经过处理后的信息可以更好的使用。

传感器模块1与通信模块2连接；

具体的，传感器模块1通过线路与通信模块2进行连接，经过通信模块2将气象数据传递到主控模块3中，对气象数据进一步处理。

主控模块3与通信模块2连接，用于接收通信模块2传递的气象数据；其中，风速风向数据为一种气象数据。

本申请提供的多功能测量气象仪包括传感器模块1、通信模块2和主控模块3，传感器模块1包括传感器基板和各种传感器9，传感器9可以根据实际需要来进行拆除和增加，传感器模块1与通信模块2连接，通过通信模块2将检测到的气象数据传递到主控模块3，供主控模块1进一步处理；如此设置，可以将多种的传感器9安装在多功能检测气象仪中，传感器9的类型也可以后续改变，不限于本申请中提到的各种传感器9，从而使检测到的信息数据类型大大增加，解决了当前气象仪检测数据类型比较单一，检测效果差的问题。

进一步的，本申请提供的多功能检测气象仪还提供了电源模块4；

具体的，电源模块4包括太阳能电池模块和外接电源模块；太阳能模块和外界电源模块都通过线路与主控模块3连接，都可以对多功能测量气象仪进行供电；

实际应用中，电源模块4将电能分为5V和3.3V的不同电压，对主控模块3单片机和其他模块分别供电，具体的供电电路为本领域的常用技术手段，在此不再进行赘述。通过太阳能模块的使用，可以大大降低外界电源的电能损耗，从而降低多功能测量气象仪的使用成本，而且使用自然资源，更加环保。再加入外接电源的使用，可以在太阳能电池模块供电不足时提供电能，两者相互补充，在节省资源的同时确保电能供给的稳定，增加了检测效果。

进一步的，本申请提供的多功能检测气象仪还提供了显示模块5；

具体的，显示模块5与主控模块3通过线路连接，在主控模块3接收到传感器模块1检测到的气象数据并且处理后，显示模块5显示处理后的气象数据。通过增加显示模块5，可以使数据更加及时和具体的展现在使用者的眼中，从而提高多功能测量气象的使用体验。

在实际应用中，本申请提供的多功能测量气象仪的主控模块3采用PIC18F45820芯片单片机，PIC18F45820芯片单片机提供了多个接口，可以直接连接其他模块，进行信息数据处理，其高速的信息处理能力，使测试时间更加准确，测量的精度更高。

图2是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的结构示意图。

如图2所示，本申请提供的多功能测量气象仪包括保护结构6、检测主体结构7以及设置在检测主体结构7下部的固定结构8。

具体的，保护结构6设置在检测主体结构7的顶部，由四个杆固定在检测主体结构7上，用于保护检测主体结构7。

在实际应用中，多功能检测气象仪可以安装在各种不同的应用场景中，例如：

可监测无人区的气象数据，记录，降低人们进入无人区的危险；可用于测量高速公路各路段的综合气象数据，可实时查看；可记录与实时监测景区环境的各项气象数据，实时显示给游客，降低风险；可实时输出船体范围内的气象数据，帮助海上船只分析周围气象环境，减低人民财产损失与伤亡；可用于地质灾害的监测，为防震减灾、应急救援提供第一手当地环境数据；可广泛运用在智慧农业的建设中，实时监测气象数据；可为大型体育、文艺演出、大型集会活动的气象提供数据分析，以便做好应对措施，有效减少天气原因造成的损失；在智慧社区的建设中，可替换现有的普通温湿度、大气压、风速仪等常规气象测量装置。

通过在检测主体结构7上部安装保护结构6，可以有效防止因杂物的堆积而影响传感器9的检测结果，同时也可以保护检测主体结构7被硬物碰撞损坏，从而增加多功能检测气象仪的使用寿命。

进一步的，检测主体结构7为原型饼装，传感器9安装在饼状结构内部的传感器基板中，并且外露在饼状结构外部，用于与外界环境接触，从而检测外部的气象状态。

进一步的，固定结构8为管状，用于将多功能检测气象仪固定在不同的应用场景中，使用者可以通过在固定结构8中的片状的安插螺钉螺母的结构，用简单的螺钉螺母就可以将多功能检测气相仪安装固定。

在实际应用中，在检测主体结构7的一端引出一端管状结构，其中包括RS485通信接口10和电源接口11；其中RS485通信接口用于与其他多功能测量气象仪和中控室通信连接，构建气象监测网络；电源接口11用于外接电源，对多功能测量气象仪进行供电。

进一步的，太阳能电池模块可以安装在保护结构6上，也可以安装在检测主体结构7和固定结构8上，其目的只是采集太阳光，具体位置可以灵活变动，在此不再进行限制。

图3是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪中超声波风速仪的结构示意图。

如图3所述，本申请提供的多功能测量气象仪的超声波风速仪包括：信号发射模块12、信号接收模块13和信号处理模块14；

具体的，信号发射模块12包括信号源产生装置和超声波发射探头；信号接收模块13包括超声波接收探头；

在实际应用中，通过在不同方向分别设置一组信号发射模块12和信号接收模块13，例如在南北方向设置一组信号发射模块12和信号接收模块13，再在东西方向设置一组信号发射模块12和信号接收模块13。在检测时，信号发射模块12在顺风和逆风方向分别发射超声波，信号接收模块13接收超声波，通过两次超声波传输的时间差得到东西方向风速风向和南北方向风速风向数据，再通过速度的矢量合成得到风速风向的数据。

实际应用中，得到的风速风向数据往往信号质量比较差，所以本申请提供了信号处理模块14。

具体的，信号处理模块14包括一级放大电路、滤波电路、二级放大电路和电压比较电路，依次对检测到的风速风向数据进行处理，具体的电路为本领域中的常用技术手段，在此不再进行赘述。通过信号处理模块14可以得到质量更好的信号数据，增加多功能测量气象仪的测量效果。

图4是根据一示例性实施例示出的多功能测量气象仪的网络结构示意图。

本申请提供的多功能测量气象仪采用RS485通信技术，可以将多个多功能测量气象仪连接，构成气象监测网络。

RS485有两线制和四线制两种接线，本申请采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。

RS485使用差分信号进行传输，所以能够进行远距离传输，当有噪声干扰时仍可以使用线路上两者差值进行判断，使传输数据不受噪声干扰。

在实际应用中，采用一条双绞线电缆作总线，分为A、B两条线，将各个多功能测量气象仪作为节点，每个节点的RS485通信接口也是有A、B之分，将所有节点的A线接到总线上的A线中，所有节点的B线接到总线上的B线中，就可以组成气象网络；总线连接中控室，使每个节点的多功能测量气象仪的数据都可以通过总线传输到中控室。通过这种设置，使每个节点上的气象数据都可以被中控室的操作人员及时获取，增加检测效果。

如图4所示，每个多功能测量气象都有RS485通信接口，将多个不同的多功能测量气象仪的两个RS485通信节点都与总线进行连接，总线还与中控室连接，如此甚至，就可以将多个多功能测量气象仪与中控室建立气象监测网络。使工作人员在中控室中可以随时对气象数据进行查看和处理，气象检测效果更好。

本申请提供的多功能测量气象仪包括传感器模块1，通信模块2和主控模块3，传感器模块1包括传感器基板、超声波风速仪和多种开拆卸的传感器9，传感器模块1通过通信模块2与主控模块3连接；如此设置，通过超声波风速仪和多种可拆卸的传感器9采集多种类型的气象数据，并通过通信模块2将采集到的气象数据传递到主控模块3中，进行进一步的分析处理和显示，通过超声波风速仪和多种可拆卸的传感器9实现了将多种类型的气象数据同时采集，而且可以根据后续的实际需要，对传感器模块1中的传感器9进行增添和减少，解决了目前气象仪中，因采集数据类型单一而造成后续的分析和预测效果不理想的缺点。而且通过采用RS485通信技术，可以将多个多功能测量气象仪构建气象监测网络，使工作人员在中控室就可以随时获取气象数据，增加了气象检测效果。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能测量气象仪，其特征在于，包括：主控模块、传感器模块和通信模块；所述传感器模块包括至少一种传感器；所述传感器用于获取气象数据；

所述传感器为降雨量传感器、污染颗粒物传感器、能见度传感器，温湿度传感器、大气压强传感器或海拔高度传感器；

所述传感器模块还包括超声波风速仪，用于采集处理风速风向数据；

所述超声波风速仪包括两个信号发射模块和与之对应的两个信号接收模块，用于通过信号传递的时间差得到风速风向数据；

所述传感器模块与所述通信模块连接；

所述主控模块与所述通信模块连接，用于接收所述通信模块传递的所述气象数据；其中，所述风速风向数据为一种气象数据。

2.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述传感器模块还包括；传感器模块基板；

所述传感器可插拔的设置在所述传感器基板上，用于根据气象监测类型需要改变传感器模块中的传感器的种类和/或数量。

3.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，还包括电源模块；

所述电源模块包括太阳能电池模块和外接电源模块。

4.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述信号发射模块采用超声波探头发送信号；

所述信号接收模块采用超声波探头接收信号。

5.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述超声波风速仪还包括信号处理模块；

所述信号处理模块包括：放大电路、滤波电路、二级放大电路和电压比较电路，用于对所述风速风向数据进行放大和滤波处理。

6.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述通信模块采用RS485通信接口；

所述RS485通信接口分别与所述传感器模块和所述主控模块连接，用于将所述气象数据传输到所述主控模块。

7.根据权利要求6所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述RS485通信接口还用于与其他所述多功能测量气象仪连接，以构成气象监测网络。

8.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，还包括显示模块，用于显示处理后的所述气象数据。

9.根据权利要求1所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述主控模块为PIC18F45820芯片单片机。

10.根据权利要求3所述的一种多功能测量气象仪，其特征在于，所述主控模块、所述传感器模块基板、所述电池模块、所述通信模块是一体集成的，用于整体安装和拆卸。

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