CN211698245U - 一种可拓展式自动气象站 - Google Patents

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刘威
吕于荣
袁诗云
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Abstract

本实用新型公开了一种可拓展式自动气象站，主要包括气象站主机模块、气象要素传感器模块、电源模块、防雷模块、平台组、支架组、底座、操作箱、天线和杆体；所述气象站主机模块安装在所述杆体下段的操作箱内、显示各个气象传感器采集到的实时数据；所述气象要素传感器模块安装在不同的平台面上；所述电源模块将风光互补模块发出的电能存储到可更换锂电池组中；杆体上段安装有避雷针。本实用新型根据需要安装所需传感器十分灵活；采用通信模块，可远程发送信息；可抵抗一般雷暴天气；维护简单使用寿命长。

Description

一种可拓展式自动气象站
技术领域
本实用新型涉及自动气象站，尤其涉及一种可拓展式自动气象站。
背景技术
自动气象站是一种提前人工布置能自动进行地面气象观测、存储和发送观测数据，并能根据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。自动气象站则是地面观测的重要手段，它在气象预警、防灾减灾中发挥着不可替代的作用。
现有的自动气象站大多数都不具备拓展性或者拓展性差，在科学实验有增加或减少气象要素传感器的需求时，现有的大多数自动气象站都不能满足需求。而且现有的自动气象站大都采用蓄电池储电，一旦故障不易更换，从而使得自动气象站的工作效率大打折扣。现有的大多数自动气象站都不具备防雷特性，一旦遇到雷暴天气很容易导致自动气象站上的仪器失灵甚至毁坏。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种根据需要自行增加或减少气象要素传感器的可拓展式自动气象站。
技术方案：本实用新型所述的自动气象站，主要包括气象站主机模块、气象要素传感器模块、电源模块、防雷模块、平台组、支架组、底座、操作箱、天线和杆体；所述气象站主机模块安装在所述杆体下段的操作箱内、显示各个气象传感器采集到的实时数据；所述气象要素传感器模块安装在不同的水平台面上；所述电源模块将风光互补模块发出的电能存储到可更换锂电池组中；杆体上段安装有避雷针。
所述气象站主机模块包括处理器、通信模块、存储模块和显示模块；所述通讯模块通过特定接口与所述处理器连接，所述通讯模块通过操作箱外部上端的天线将所述气象要素传感器模块采集到的数据发送到观测员的移动终端上；所述存储模块通过USB接口与所述处理器连接，所述存储模块将气象要素传感器模块采集到的数据进行保存；所述显示模块包括一块安装在操作箱内的LED显示屏，LED显示屏显示观测到各个气象传感器采集到的实时数据。
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、激光雪深探测仪、气压传感器、漏斗式雨量计；所述气象要素传感器分别安装在平台组中的不同平台上；所述各气象要素传感器所对应的数据线穿过支架组中各支架和杆体的中空部分连接到操作箱上的对应接口，平台组中的每个平台分别预留有一个接口；安装在底座上的漏斗式雨量计的数据线穿过底座与杆体下段的中空部连接到操作箱的对应接口。
所述电源模块包括风光互补模块和可更换锂电池组；所述风光互补模块由发电风机、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和卸载电路所组成；发电风机的输出端与所述整流滤波电路的输入端连接；所述整流滤波电路的输出端与所述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、可更换锂电池组和所述处理器连接；所述太阳能电池组串的输出端与所述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，所述卸载电路与所述可更换锂电池组连接。所述操作箱内部还有一电池监测系统可以监测锂电池组的剩余电量和电池使用寿命，监测结果在所述的LED显示屏上显示，当电池使用寿命降到最低时，通信模块会提示维护人员替换可更换锂电池组。
所述防雷模块与所述气象站主机模块连接；所述避雷针的顶端可形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地。
所述平台组中平台的数量和支架组中支架的数量可根据测量需要气象要素传感器的数量进行调整。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：根据需要安装所需传感器十分灵活；采用通信模块，可远程发送信息；可抵抗一般雷暴天气；维护简单使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型的总结构示意图；
图2为本实用新型的总系统框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型技术方案做详细说明。
如图1所示为本实用新型所述的自动气象站，杆体分为上段和下段，杆体上端顶部安装了避雷针1，太阳能电池板2、发电风机3依次安装在杆体上端，同时上段还连接了支架组9，支架组9中每个支架另一侧又连接了平台组8中对应的平台，平台组8中的平台用来安装测量所需的气象要素传感器，数量可以根据需要调整。此外在需要测定某地的气象要素时可以根据需要灵活地对需要用到的气象要素传感器进行选择和增减。杆体下段装有操作箱13，气象站主机装在操作箱13内部，操作箱13内部还集成了LED显示屏，操作箱13外部有各类数据传输接口，操作箱13外部还装有天线14。杆体下段内部则用来存放可更换锂电池组10并且和底部支架一起为整个自动气象站起到稳固的作用。底座上安装有漏斗式雨量计11。
气象站主机模块包括处理器、通信模块、存储模块、显示模块。本实用新型所述的自动气象站的主机模块主要集成在杆体下段的操作箱13内，通讯模块通过特定接口与处理器连接，通讯模块可以通过操作箱13外部上端的天线14将气象要素传感器模块采集到的数据远程的发送到观测员的移动终端上。存储模块通过USB接口与处理器连接，存储模块可以将气象要素传感器模块采集到的历史数据保存下来，方便实验员进行历史数据对比，如一旦遇到自动气象站断电的极端状况可以保护数据，避免数据丢失。显示模块包括一块安装在操作箱13内的LED显示屏，在LED显示屏上可以观测到各个气象传感器采集到的实时数据，操作箱13内部有电池监测系统可以监测可更换锂电池组10的剩余电量和电池使用寿命并显示在LED屏幕上，电池使用寿命的监测是通过系统中的一个计时系统来记录可更换锂电池组10的使用时间，当时间到达预设的上限时表示可更换锂电池组10的使用寿命已经降到最低，当可更换锂电池组10发生故障或者使用寿命降到最低时，自动气象站便会通过通信模块将更换电池的消息发送到维护人员的移动终端上，维护人员收到提示后便可以到指定气象站更换锂电池组，当装入新的可更换锂电池组10时电池检测系统中的计时系统会重新复位，方便实验员及时了解自动气象站的工作状态也减轻了维护人员的工作量。
气象要素传感器模块包括风速风向传感器4、温湿度传感器5、激光雪深探测仪6、气压传感器7和漏斗式雨量计11。在测量之前，可根据测量需要安装所需的气象要素传感器。本实用新型所述的自动气象站事先将安装在杆体上部的各类传感器所对应的数据线穿过支架组9中对应支架和杆体的中空部分连接到了操作箱13上的对应接口，平台组8中每个平台上会留有一个接口。在安装时只需将所需传感器安装到指定平台上接好接口并做好固定即可。安装在底座12上的漏斗式雨量计11的数据线穿过底座12和杆体下段的中空部连接到操作箱13的对应接口，这样便完成了各类气象传感器与气象站主机之间的数据传输。所述数据线的各个部分都做了防水处理。根据需求对气象要素传感器进行增减，既节约电能延长自动气象站的使用寿命，也为实验员去除了不必要的数据、减少实验员的工作量。
如图2所示为本实用新型的总系统框图。电源模块包括风光互补模块和可更换锂电池组10，其中风光互补模块由发电风机3、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和卸载电路所组成。发电风机3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、可更换锂电池组10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的输入连接，太阳能电池变换电路的输出端与卸载电路的输入端连接，卸载电路与可更换锂电池组10连接。卸载电路是在可更换锂电池组充满电的情况下，还有富裕的电力，接通下载电路把富裕的电力释放掉，达到保护发电风机3和其它设备的目的。利用风光互补发电模块，太阳能发电和风力发电可以互相弥补各自的不足，此外可以将太阳能和风能发出的电能存储到可更换锂电池组10中，提高了供电的稳定性和可靠性。
防雷模块与气象站主机连接，防雷模块中顶部避雷针1为标准部件。在遇到雷雨天气时，在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使该自动气象站免遭雷击。以此来延长自动气象站的使用寿命。

Claims (7)

1.一种可拓展式自动气象站，其特征在于：主要包括气象站主机模块、气象要素传感器模块、电源模块、防雷模块、平台组(8)、支架组(9)、底座(12)、操作箱(13)、天线(14)和杆体；所述气象站主机模块安装在所述杆体下段的操作箱(13)内、显示各个气象传感器采集到的实时数据；所述气象要素传感器模块安装在不同的平台面上；所述电源模块将风光互补模块发出的电能存储到可替换锂电池组中；杆体上段安装有避雷针(1)。
2.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，其特征在于，所述气象站主机模块包括处理器、通信模块、存储模块和显示模块；
所述通信模块通过接口与所述处理器连接，所述通信模块通过操作箱(13)外部上端的天线(14)将所述气象要素传感器模块采集到的数据发送到观测员的移动终端上；
所述存储模块通过USB接口与所述处理器连接，所述存储模块将气象要素传感器模块采集到的数据进行保存；
所述显示模块包括一块安装在操作箱(13)内的LED显示屏，LED显示屏显示观测到各个气象传感器采集到的实时数据。
3.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，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(4)、温湿度传感器(5)、激光雪深探测仪(6)、气压传感器(7)、漏斗式雨量计(11)；所述气象要素传感器模块分别安装在平台组(8)中的不同平台上；所述气象要素传感器模块所对应的数据线穿过支架组(9)中对应支架和杆体的中空部分连接到操作箱(13)上的对应接口，平台组(8)中每个平台分别预留有一个接口；
安装在底座(12)上的漏斗式雨量计(11)的数据线穿过底座(12)与杆体下段的中空部连接到操作箱(13)的对应接口。
4.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，其特征在于，所述电源模块包括风光互补模块和可更换锂电池组(10)；所述风光互补模块由发电风机(3)、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和卸载电路所组成；
发电风机(3)的输出端与所述整流滤波电路的输入端连接；所述整流滤波电路的输出端与所述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、可更换锂电池组(10)和处理器连接；
所述太阳能电池组串的输出端与所述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，所述卸载电路与所述可更换锂电池组(10)连接。
5.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，其特征在于，所述操作箱(13)内部还有一电池监测系统可以监测可更换锂电池组(10)的剩余电量和锂电池使用寿命，监测结果在LED显示屏上显示。
6.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，其特征在于，所述防雷模块与所述气象站主机模块连接；所述避雷针(1)的顶端可形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针(1)放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地。
7.根据权利要求1所述的可拓展式自动气象站，其特征在于，所述平台组(8)中平台的数量和支架组(9)中的支架数量可根据测量需要气象要素传感器的数量进行调整。
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