CN218181129U - 一种基于超声波的气象站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于超声波的气象站，包括：支撑装置；多要素气象检测仪，多要素气象检测仪设置在所述支撑装置的顶部；土壤传感器，用于检测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率；传输系统，所述传输系统分别与所述多要素气象检测仪和所述土壤传感器连接，用于收集所述多要素气象检测仪和土壤传感器监测的数据并将收集的数据传输至云平台。相比于现有技术，多要素气象检测仪用于监测空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量、光照强度、大气压、PM2.5、PM10和二氧化碳浓度，使得本实用新型的气象站能够检测13个气象要素，其集成度高，气象站的体积小，便于运输；气象站的各个部件之间的连接方式简单，便于组装；且气象站还具有能耗低和成本低的优点。

Description

一种基于超声波的气象站

技术领域

本实用新型涉及气象监测的技术领域，尤其是涉及一种基于超声波的气象站。

背景技术

随着科技的发展，我国农业机械化发展速度得到了较快的提升，农业机械化促使农业发展的能力得到显著增强，加快了农业生产方式的转变和农业现代化的进程，促使农业劳动生产率和农业综合生产能力的提高。

在现代农业生产中，越来越多的农业气象监测设备得到了应用，比如农业气象站，在农田的应用可以及时有效地监测区域气象的实时变化，成为农业生产的一大好帮手。如现有的公告号为CN215067377U 的专利公开了一种多功能农业气象站，其包括安装立柱，安装立柱竖直安装在地面上，安装立柱的顶端固定安装有温湿度传感器和风速传感器，安装立柱的中部倾斜固定安装有太阳能板，太阳能板的下方在安装立柱上固定安装有控制箱，控制箱与所述太阳能板、温湿度传感器、风速传感器均为电性连接。

上述的技术方案存在以下缺陷：在农业生产中，不仅空气的温度和湿度对农作物的生长重要，而且土壤的温度和湿度也对农作物的生长也很重要。但是，上述气象站只能检测空气中的温度和湿度，无法检测土壤中的温度和湿度，导致用户无法知晓土壤中的温度和湿度。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种基于超声波的气象站，其具有可监测多个气象要素、集成度高、体积小、便于组装和成本低的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于超声波的气象站，包括：

支撑装置；

多要素气象检测仪，所述多要素气象检测仪设置在所述支撑装置的顶部；

土壤传感器，用于检测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率；

传输系统，所述传输系统分别与所述多要素气象检测仪和所述土壤传感器连接，用于收集所述多要素气象检测仪和土壤传感器监测的数据并将收集的数据传输至云平台。

本实施例进一步设置为：所述多要素气象检测仪包括翻斗式雨量计、超声波风速风向仪和气象百叶箱。

本实施例进一步设置为：所述气象百叶箱包括空气温湿度模块、大气压模块、PM2.5/PM10模块和二氧化碳模块。

本实施例进一步设置为：所述翻斗式雨量计的顶部安装有光照度传感器，所述光照度传感器用于监测光照强度。

本实施例进一步设置为：所述超声波风速风向仪内设有控制模块，所述超声波风速风向仪、所述翻斗式雨量计、所述空气温湿度模块、所述大气压模块、所述PM2.5/PM10模块、所述二氧化碳模块和所述光照度传感器均与所述控制模块连接。

本实施例进一步设置为：还包括供电系统，所述供电系统分别与所述多要素气象检测仪和所述传输系统连接。

本实施例进一步设置为：所述供电系统包括太阳能电池板、充电管理电路和锂电池，所述太阳能电池板通过充电管理电路与锂电池连接，所述锂电池用于所述多要素气象检测仪和所述传输系统供电。

本实施例进一步设置为：所述供电系统还包括开关装置、升压电路和降压电路，所述锂电池与开关装置连接，所述开关装置分别与所述升压电路和所述降压电路连接，所述升压电路与所述多要素气象检测仪连接，所述降压电路与所述传输系统连接。

本实施例进一步设置为：所述传输系统包括通讯模组、智能卡、信号装置、第一接口、第二接口、电池电压检测电路和网络状态指示灯，其中，所述通讯模组分别与所述智能卡、所述信号装置、所述第一接口、所述第二接口、所述电池电压检测电路和所述网络状态指示灯连接。

本实施例进一步设置为：所述土壤传感器包括土壤三参数传感器。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

相比于现有技术，本实用新型提供一种基于超声波的气象站，包括多要素气象检测仪、土壤传感器和传输系统，多要素气象检测仪用于监测空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量、光照强度、大气压、PM2.5、PM10和二氧化碳浓度，土壤传感器用于监测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率；传输系统分别与多要素气象检测仪和土壤传感器连接，用于收集多要素气象检测仪和土壤传感器监测的数据并将收集的数据传输至云平台，以便于用户通过客户端等实时查看气象站附近的环境信息。使用多要素气象检测仪监测空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量、光照强度、大气压、PM2.5、PM10和二氧化碳浓度，土壤传感器监测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率，解决了传统的气象站用一个传感器监测一个气象要素的缺陷；本实用新型的气象站的集成度高，气象站的体积小，便于运输；气象站的各个部件之间的连接方式简单，便于组装；且气象站还具有能耗低和成本低的优点。

本实用新型的气象站采用超声波的原理检测风速和风向，使得采集的范围更广，采集到的数据更准，且使用寿命更长。

采用太阳能电池板为气象站供电，无需额外为气象站供电，解决了气象站应用在农田等野外供电难的问题；且气象站的能耗低，即使连续阴雨天气仍然能够持续正常工作。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1是本实用新型的气象站的结构示意图；

图2是多要素气象检测仪的电路框图；

图3是供电系统的电路框图；

图4是传输系统的电路框图。

图中，1、支撑装置；2、多要素气象检测仪；3、翻斗式雨量计； 31、光照度传感器；4、超声波风速风向仪；41、控制模块；5、气象百叶箱；51、空气温湿度模块；52、大气压模块；53、PM2.5/PM10 模块；54、二氧化碳模块；6、供电系统；61、太阳能电池板；62、充电管理电路；63、锂电池；64、开关装置；65、升压电路；66、降压电路；7、传输系统；71、通讯模组；72、智能卡；73、信号装置； 74、第一接口；75、第二接口；76、电池电压检测电路；77、网络状态指示灯；8、防水盒；9、组装件。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1至图4，为本实用新型公开的一种基于超声波的气象站，包括支撑装置1、多要素气象检测仪2、土壤传感器、供电系统6和传输系统7；其中，支撑装置1可以为杆，供电系统6包括太阳能电池板61，太阳能电池板61通过组装件9安装在支撑装置1的顶部，太阳能电池板61用于多要素气象检测仪2、土壤传感器和传输系统7 供电；太阳能电池板61的底部安装有防水盒8，传输系统7设置在防水盒8内；多要素气象检测仪2设置在支撑装置1的顶部，多要素气象检测仪2用于检测空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量、光照强度、大气压、PM2.5、PM10和二氧化碳浓度；土壤传感器为土壤三参数传感器，使用时，土壤三参数传感器插入土壤内，用于检测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率。传输系统7为无线的通讯系统，传输系统7分别与多要素气象检测仪2和土壤传感器连接，传输系统 7收集多要素气象检测仪2和土壤传感器监测的数据并将收集的数据传输至云平台，以便于用户通过客户端等读取云平台的数据，实现实时查看气象站附近的环境信息。使用多要素气象检测仪2监测空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量、光照强度、大气压、PM2.5、PM10 和二氧化碳浓度，土壤传感器监测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率，解决了传统的气象站用一个传感器监测一个气象要素的缺陷；本实用新型的气象站的集成度高，气象站的体积小，便于运输；气象站的各个部件之间的连接方式简单，便于组装；且气象站还具有能耗低和成本低的优点。

在一些实施例中，多要素气象检测仪2包括翻斗式雨量计3、超声波风速风向仪4和气象百叶箱5，其中，翻斗式雨量计3位于气象百叶箱5的上方，超声波风速风向仪4位于翻斗式雨量计3和气象百叶箱5之间。翻斗式雨量计3用于检测雨量，超声波风速风向仪4用于检测风速和风向。

进一步的，气象百叶箱5包括空气温湿度模块51、大气压模块 52、PM2.5/PM10模块53和二氧化碳模块54，其中，空气温湿度模块51用于检测空气温度和空气湿度，大气压模块52用于检测大气压， PM2.5/PM10模块53用于检测PM2.5和PM10，二氧化碳模块54用于检测二氧化碳浓度。翻斗式雨量计3的顶部安装有光照度传感器 31，光照度传感器31用于监测光照强度。超声波风速风向仪4内设有控制模块41，控制模块41为微控制单元(MCU)，超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、 PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器均与控制模块41连接，以便于控制模块41收集超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、 PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器检测到的数据；控制模块41与传输系统7连接，以便于控制模块41将收集到的数据传输至传输系统7；控制模块41与供电系统6连接，一方面，方便供电系统6为控制模块41供电，另一方面，控制模块41能够控制供电系统6分别与超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10 模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器的通断，从而控制供电系统6分别为超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器供电。当无需采集数据时，控制模块41控制供电系统6不为超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10 模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器供电，以减少气象站的能耗；当需要采集数据时，即在一个数据的采集周期内，控制模块41控制供电系统6为超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10模块 53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器供电，当超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器 31和土壤三参数传感器检测到相关数据后，控制模块41分别读取超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器的数据；当控制模块41收集到读取超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、 PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器的数据后，控制模块41控制供电系统6不为超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计3、空气温湿度模块51、大气压模块52、 PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器供电；实现在不影响超声波风速风向仪4、翻斗式雨量计 3、空气温湿度模块51、大气压模块52、PM2.5/PM10模块53、二氧化碳模块54、光照度传感器31和土壤三参数传感器检测数据的同时，起到减少能耗的作用。

供电系统6包括太阳能电池板61、充电管理电路62、锂电池63、开关装置64、升压电路65和降压电路66，其中，太阳能电池板61 可以为20W的太阳能电池板61，充电管理电路62为CN3795充电管理电路62，锂电池63为7.4V12800mAH的锂电池63，开关装置64 为开关按钮。太阳能电池板61通过充电管理电路62与锂电池63连接，实现太阳能电池板61为锂电池63供电，即太阳能电池板61产生的电源经充电管理电路62充到锂电池63内；锂电池63与开关装置64连接，开关装置64分别与升压电路65和降压电路66连接，开关装置64用于控制锂电池63分别与升压电路65和降压电路66的通断。升压电路65与多要素气象检测仪2连接，即升压电路65分别与翻斗式雨量计3、超声波风速风向仪4和气象百叶箱5连接，实现锂电池63为翻斗式雨量计3、超声波风速风向仪4和气象百叶箱5供电；降压电路66与传输系统7连接，实现锂电池63为传输系统7供电。

在一些实施例中，传输系统7包括通讯模组71、智能卡72、信号装置73、第一接口74、第二接口75、电池电压检测电路76和网络状态指示灯77，其中，通讯模组71为中移4Gcat1模组ML302，智能卡72为SIM卡，第一接口74为USB接口，第二接口75为RS485 接口，信号装置73为天线。通讯模组71分别与智能卡72、信号装置73、第一接口74、第二接口75、电池电压检测电路76和网络状态指示灯77连接；通讯模组71与降压电路66连接，以便于锂电池63为通讯模组71供电；电池电压检测电路76与锂电池63连接，以便于通讯模组71通过电池电压检测电路76收集锂电池63的数据，并将该数据传输至云平台；具体地，通讯模组71把从电池电压检测电路76获取的锂电池63的电压值转换成锂电池63的电量数据，并将电量数据传输至云平台。

其中，控制模块41设有第二接口75，第二接口75为RS485接口，控制模块41的第二接口75与通讯模组71的第二接口75连接，以便于控制模块41将数据传输至通讯模组71，方便通讯模组71将数据传输至云平台。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超声波的气象站，其特征在于，包括：

支撑装置(1)；

多要素气象检测仪(2)，所述多要素气象检测仪(2)设置在所述支撑装置(1)的顶部；

土壤传感器，用于检测土壤温度、土壤湿度和土壤导电率；

传输系统(7)，所述传输系统(7)分别与所述多要素气象检测仪(2)和所述土壤传感器连接，用于收集所述多要素气象检测仪(2)和土壤传感器监测的数据并将收集的数据传输至云平台。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述多要素气象检测仪(2)包括翻斗式雨量计(3)、超声波风速风向仪(4)和气象百叶箱(5)。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述气象百叶箱(5)包括空气温湿度模块(51)、大气压模块(52)、PM2.5/PM10模块(53)和二氧化碳模块(54)。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述翻斗式雨量计(3)的顶部安装有光照度传感器(31)，所述光照度传感器(31)用于监测光照强度。

5.根据权利要求4所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述超声波风速风向仪(4)内设有控制模块(41)，所述超声波风速风向仪(4)、所述翻斗式雨量计(3)、所述空气温湿度模块(51)、所述大气压模块(52)、所述PM2.5/PM10模块(53)、所述二氧化碳模块(54)和所述光照度传感器(31)均与所述控制模块(41)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：还包括供电系统(6)，所述供电系统(6)分别与所述多要素气象检测仪(2)和所述传输系统(7)连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述供电系统(6)包括太阳能电池板(61)、充电管理电路(62)和锂电池(63)，所述太阳能电池板(61)通过充电管理电路(62)与锂电池(63)连接，所述锂电池(63)用于所述多要素气象检测仪(2)和所述传输系统(7)供电。

8.根据权利要求7所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述供电系统(6)还包括开关装置(64)、升压电路(65)和降压电路(66)，所述锂电池(63)与开关装置(64)连接，所述开关装置(64)分别与所述升压电路(65)和所述降压电路(66)连接，所述升压电路(65)与所述多要素气象检测仪(2)连接，所述降压电路(66)与所述传输系统(7)连接。

9.根据权利要求6所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述传输系统(7)包括通讯模组(71)、智能卡(72)、信号装置(73)、第一接口(74)、第二接口(75)、电池电压检测电路(76)和网络状态指示灯(77)，其中，所述通讯模组(71)分别与所述智能卡(72)、所述信号装置(73)、所述第一接口(74)、所述第二接口(75)、所述电池电压检测电路(76)和所述网络状态指示灯(77)连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于超声波的气象站，其特征在于：所述土壤传感器包括土壤三参数传感器。

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