WO2010061112A1 - Station meteorologique - Google Patents

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WO2010061112A1
WO2010061112A1 PCT/FR2009/052263 FR2009052263W WO2010061112A1 WO 2010061112 A1 WO2010061112 A1 WO 2010061112A1 FR 2009052263 W FR2009052263 W FR 2009052263W WO 2010061112 A1 WO2010061112 A1 WO 2010061112A1
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WO
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Prior art keywords
controller
sensors
weather station
connector
station according
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/052263
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English (en)
Inventor
Jean-Philippe Chazarin
Original Assignee
Institut De Recherche Pour Le Développement (Ird)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2010061112A1 publication Critical patent/WO2010061112A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed

Definitions

  • the present invention relates to meteorological stations, including portable weather stations.
  • stations are designed specifically for particular environments, which makes it difficult to share a given station among several teams of scientists, and which adds to the cost of basic equipment for each team and the research costs.
  • the present invention is intended to overcome at least some of these disadvantages.
  • a portable weather station comprising: a structure,
  • meteorological sensors disposed on said structure
  • a connector disposed on said structure, said connector having a plurality of connection pins to which said sensors are connected in a predetermined manner, and a controller removably attached to said connector, and connected in a predetermined manner to said pins to provide electrical interconnection between said sensors and said controller, said controller being able to store data received from said sensors.
  • the controller can be configured to be standardized to be usable without modification in various environments.
  • one or more of the following arrangements may also be used: meteorological station in which the structure is tubular; - weather station in which the structure comprises telescopic parts; meteorological station in which the sensors are connected to the connector by means of electric cables arranged inside the tubular structure; - Weather station in which a fieldbus connects the sensors to the controller, the sensors being adapted to transmit digital data on said fieldbus with a unique identifier to each sensor; meteorological station in which the sensors are integral with the structure; meteorological station in which the controller is disposed at a lower end of the structure; weather station in which the structure is sealed to at least IP31, and more preferably to IP64; meteorological station in which the controller comprises an integrated battery; meteorological station in which the controller is adapted to be connected to a computing device to modify, analyze, or retrieve the data stored in said controller; the controller is connected to the computing device via a communication device, said communication
  • a range of weather stations comprising:
  • At least one meteorological device comprising: a structure ;
  • meteorological sensors disposed on said structure
  • a connector disposed on said structure, said connector having a plurality of connection pins to which said sensors are connected in a predetermined manner;
  • the controller being adapted to be connected to any of the connectors of said weather stations.
  • Fig. 1 illustrates a meteorological station according to an embodiment according to the present invention
  • Figure 2 is a detailed view of Figure 1, relating to the connection device
  • Figure 3 is a schematic view of the electrical connections of the weather station of Figure 1
  • FIG. 4 is a detailed view of a device for support according to one aspect of the invention
  • Figures 5a and 5b are detailed views of a support leg
  • Figure 6 is the weather station of Figure 1, once folded.
  • Figure 1 illustrates a meteorological station according to the invention in order to perform environmental measurements under difficult access conditions.
  • the station comprises a central mast 1, defining a longitudinal central axis X, and extending between a lower portion 1a and an upper portion Ib.
  • the mast 1 is designed rigidly enough to withstand, with little bending, the sensors, cabling and other devices that can be arranged on it.
  • the central mast is tubular and consists of a plurality of tubes, preferably three tubes, arranged telescopically one in the other so that the length of the central mast 1 is variable.
  • a clamping system can be used to hold the tubes in position when the mast 1 is unfolded.
  • alloy tubes having high stress resistance for example Durai
  • tubes of composite material, for example carbon fiber having a minimum diameter of 15 millimeters, preferably 25 millimeters, with a wall thickness of 1 to 3 mm, and preferably between 1.5 and 2 mm depending on the material used, was a good compromise between adequate rigidity and reduced volume and weight.
  • the mast 1 can be arranged a number of meteorological sensors that provide physical measurements related to climate variations, for example anemometers, wind vanes, hygrometers, rain gauges, thermometers, barometers, direct and indirect radiation sensors. and others.
  • meteorological sensors that provide physical measurements related to climate variations
  • the sensors it is advantageous for the sensors to be adapted to a scientific exploitation of the results, for example that they have a precision of the order of 1%, whereas number of meteorological power stations, used by private individuals, only present precisions of the order of 3 to 10%.
  • the weather station illustrated in FIG. 1 has an anemometer 2 and a wind vane 3 arranged on the upper end Ib of the mast 1.
  • a hygrometer 5 and a thermometer 6 are arranged at the ends of the free ends 4a of two arm 4 rotatably fixed on a central portion Ic of the mast 1 (for example on the central section).
  • the pivoting arms 4 on the mast 1 can store and move the weather station in a more compact.
  • the arms 4 can also be designed telescopic tubes, with or without clamping system to maintain the length of the arms.
  • a connecting device 7 is secured to the lower end 1a of the central mast 1 (see also Figure 2), for example in contact with the tubular inner walls of the mast 1, in the case where the mast is tubular.
  • the connecting device 7 provides both a mechanical connection of the mast and electrical sensors to an acquisition unit, or controller 8, independent.
  • the controller 8 is also positioned along the central axis X, and as low as possible over the entire weather station to lower the station's point of gravity to increase its stability.
  • the connecting device 7 may for example be a connector according to the US military specifications MIL-DTL-38999, which are circular connectors used for severe military environments, and having a plurality of contacts and hulls that lock mechanically one of them. in the other.
  • Each environmental sensor 2, 3, 5, 6 is connected by electric cable inside or outside the tubes 1, 4 to a particular pin and predetermined connector 7.
  • each corresponding pin of the controller 8 is connected so predetermined, in order to define a connection standard that allows to exchange and share multiple controllers, or several sets of sensors together without requiring rewiring.
  • Figure 3 schematically illustrates the entire connectivity of the weather station according to one embodiment of the invention. In particular, it is possible to see the sensors 2, 3, 5, 6, connected in a predetermined way to the connector 7 secured to the central mast 1 by a set of wiring 9. It can also be seen that the cables 9 or pins of the connector 7 are not connected. connected to a sensor, this allowing further improvement according to the specific purpose of the project.
  • a corresponding connector 7a is integral with the controller housing 8.
  • Each pin of the connector 7a is connected to a control unit, or to a microprocessor 10, which is responsible for storing the signals received from the sensors in a storage module 11, converting if necessary the analog signals into digital signals.
  • the storage module 11 may be internal to the microprocessor, or external and removable, such as with SD ® card or Compact Flash ® card, allowing the user easy access to stored data.
  • the microprocessor 10 also manages the sensors, such as their initialization, amplification, switching of the power supply, counting of events and filtering if necessary.
  • the microprocessor can manage one or more serial links in order to communicate with specific equipment, such as GPS (Global Positioning Satellite) modules.
  • An internal battery 12 is provided for supplying the modules of the controller 10, 11 and, if necessary, the sensors 2, 3, 5 and 6 (through the wiring 9).
  • the controller 8 also has a connector 10a connected to the microprocessor 10, allowing the connection of an external control unit 13, for example a laptop or a PDA.
  • the connector 10a can be connected to the microprocessor 10 via a communication device (not shown) allowing a wired connection, for example according to the RS232 or USB standards, or an optical link, for example according to the IRDA ® standard. , or a radio link, for example according to the IEEE 802 standards (wiFi), Bluetooth ®, or Zigbee ®.
  • An external control unit 13 would allow the analysis, manipulation, or simple downloading of the data stored in the storage device 11.
  • the connector 10a may be used to connect additional modules to the microprocessor 10, such as a GPS module for receiving position data, or a GSM or Intelsat module to allow remote data communication.
  • the controller 8 may also have a connector 10b that can connect the internal battery 12 to an external battery 14, or to a battery charger 14.
  • each sensor can either be self-powered or powered via a fieldbus harness.
  • the signals of the set of sensors are connected to one or two particular beams (depending on the standard used), which are then connected in a predetermined manner to a given pin of the connector 7.
  • the microprocessor 10 of the controller 8 is connected predetermined manner to the pins of the corresponding connector 7a transmitting the sensor signals and, if necessary, to the other pins transmitting the power supply for the sensors.
  • this kind of connection makes it possible to use sensors other than sensors dedicated to meteorology in order to extend the range of traditional measurements, as well as to provide more flexibility in microcontroller programming while using the same beam.
  • common wires to communicate with heterogeneous sensors are common wires to communicate with heterogeneous sensors.
  • the weather station can be sealed to protect it against the intrusion of solid and liquid bodies, as defined by IEC 60529.
  • the station is sealed to at least IP31 degree of protection. , protecting it against the intrusion of solid bodies greater than 2.5 mm, and the vertical drops of drops of water, and preferably at an IP64 degree of protection, protecting it against the intrusion of dust, and the projections of 'water.
  • the weather station further comprises a support system 20 in the form of a tripod adjustable, collapsible and lightweight, for retaining the generally straight weather station, that is to say with its central axis X substantially vertical, without however the controller 8 makes contact with the ground.
  • Tripod systems are commonly used for this purpose in the prior art, which work well for most applications.
  • the tripods of the prior art for example those of the aforementioned ONSET HOBO TM weather stations, are bulky and heavy built to withstand gusts of wind and to anchor themselves better in the ground, making all of these weather stations that are difficult to transport to regions with difficult access (where access is often on foot), and secondly, that can not be steadily installed on certain terrains with soft ground such as snow or sand.
  • Figure 1 illustrates a support system.
  • the support system has for example three identical and independent legs regularly arranged around the mast 1, for example at substantially 120 degrees from one another.
  • the support system 20 comprises an attachment profile 21 extending in a direction parallel to the X axis between a lower portion 21a and an upper portion 21b, the lower portion 21a of the fastening section 21 is positioned in proximity to the lower end of the mast 1.
  • the fastening profile 21 further has a plurality of upper perforations 22 near its upper end 21b, and a plurality of lower perforations 23 near its lower end 21a. These perforations 22, 23 have functions of attachment points.
  • Each of the support lugs 24 is pivotally mounted via one of the upper perforations 22 of the fastening profile 21, and extends towards a free end having a support leg 25.
  • the tab 24 is preferably designed tubular of a plurality of tubes, preferably three tubes, arranged telescopically to be adjustable in length. It should be understood by “adjusting" that a clamping or locking system can be used to maintain the leg at a given length.
  • a spacer device 26 is rotatably mounted on one side on one of the lower perforations 23 of the fastening profile, and on the other hand, on the tab 24, for example on the central section.
  • the spacing device 26 may for example be a rigid part of variable length (for example a telescopic tubular part) or a cable provided with a tensioner, so as to be able to vary the length of the spacer 26.
  • attachment position of the tab 24 and / or the spacer 26 is easily movable between any of the upper or lower perforations 22,23 respectively.
  • variable length of the tabs 24, and the presence of several upper perforations 22 and lower 23 on the fastening profile 21, allow a new and simple variation to adjust the inclination and the position of the feet 25 relative to the main structure of the station, that is to say the mast 1.
  • the support system 20 preferably comprises three legs and its associated parts, each forming a triangle together between: the tab 24, the fastening section 21, and the spacer 26.
  • Each part forming the sides of this triangle is adjustable in length independently of the other two sides, in order to adjust the extent, height and / or angle of the support system 20 and its parts relative to the ground.
  • the foot 25 is preferably white or silver in order not to absorb the solar radiation disturbing the measurements by increasing the temperature of the structure.
  • a claw 29 secured to the end of the tab 24, and directed downwards and through the ground, can be provided for planting in slippery or non-stable surfaces, for example on glaciers. Thanks to all these provisions, the weather station can be folded in a compact assembly, as shown in Figure 6 (the spacer 26 is not illustrated for clarity). This allows a user to wear it on his back to deploy the weather station in remote places with difficult access.
  • the weather station 1 In its deployed state, the weather station 1 is part of a cylinder of 1.75 m diameter by 2 m height (for a volume of 3500 liters); when it is folded in its compact state, the weather station fits in a cylinder of 0,10 m of diameter and 0,70 m of height (for a volume of 70 liters).

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Abstract

Station météorologique portable, comprenant une structure (1), des capteurs météorologiques (2, 3, 5, 6) disposés sur ladite structure, un connecteur (7) disposé sur ladite structure, ledit connecteur présentant une pluralité de broches de connexion sur lesquels sont connectés lesdits capteurs (2,3,5,6) de manière prédéterminée, et comprenant un contrôleur (8) fixé de manière amovible audit connecteur, et connecté de manière prédéterminée auxdites broches afin d'assurer une interconnexion électrique entre lesdits capteurs et ledit contrôleur, ledit contrôleur (8) étant apte à stocker des données reçues desdits capteurs.

Description

STATION METEOROLOGIQUE
La présente invention est relative aux stations météorologiques, et notamment aux stations météorologiques portables.
De telles stations sont déjà utilisées par diverses communautés scientifiques, et la société ONSET (MA, Etats-Unis d'Amérique) commercialise actuellement une station météorologique sous la marque HOBO™ qui est largement utilisée dans ces milieux.
Ces stations HOBO nécessitent toutefois un assemblage de la structure et la connexion de toutes les pièces électroniques en situ.
Par conséquent, nombres d'erreurs de câblage se produisent lors du déploiement de ces stations en environnement inhospitalier, par exemple sur les glaciers où les extrêmes conditions environnementales réduisent la concentration et la dextérité du personnel, ce qui causent des problèmes physiques de raccordement minutieux entre les capteurs et le contrôleur, ou simplement des raccordements inexacts, par exemple des capteurs de température branchés au contrôleur à des ports d'humidité.
Enfin, de telles stations sont conçues spécifiquement pour des environnements particuliers, ce qui rend difficile le partage d'une station donnée entre plusieurs équipes de scientifiques, et ce qui enchérit le coût des matériels de base pour chaque équipe et les frais de recherches.
La présente invention a notamment pour but de palier au moins quelques uns de ces inconvénients.
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une station météorologique portable, comprenant: - une structure,
- des capteurs météorologiques disposés sur ladite structure,
- un connecteur disposé sur ladite structure, ledit connecteur présentant une pluralité de broches de connexion sur lesquels sont connectés lesdits capteurs de manière prédéterminée, et - un contrôleur fixé de manière amovible audit connecteur, et connecté de manière prédéterminée auxdites broches afin d'assurer une interconnexion électrique entre lesdits capteurs et ledit contrôleur, ledit contrôleur étant apte à stocker des données reçues desdits capteurs. Grâce à ces dispositions, les erreurs de déploiement sont réduites en utilisant des capteurs précâblés à un connecteur standard compatible avec le contrôleur. Le déploiement ne requiert que la connexion du contrôleur, sans nécessiter de câblage minutieux. En outre, grâce à ces dispositions, il est possible de partager plusieurs structures météorologiques avec un contrôleur commun.
Ainsi, sans tenir compte de l'environnement de déploiement, le contrôleur peut être configuré pour être standardisé afin d'être utilisable sans modification dans divers environnements. Dans divers modes de réalisation selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes : station météorologique dans laquelle la structure est tubulaire ; - station météorologique dans laquelle la structure comporte des parties télescopiques ; station météorologique dans laquelle les capteurs sont connectés au connecteur par l'intermédiaire de câbles électriques disposés à l'intérieur de la structure tubulaire ; - station météorologique dans laquelle un bus de terrain relie les capteurs au contrôleur, les capteurs étant adaptés à transmettre des données numériques sur ledit bus de terrain avec un identifiant unique à chaque capteur ; station météorologique dans laquelle les capteurs sont solidaires de la structure ; station météorologique dans laquelle le contrôleur est disposé à une extrémité inférieure de la structure ; station météorologique dans laquelle la structure est étanchéifiée au moins à un indice de protection IP31, et plus préférablement à un indice de protection IP64 ; station météorologique dans laquelle le contrôleur comprend une batterie intégrée ; station météorologique dans laquelle le contrôleur est apte à être connecté à un dispositif informatique afin de modifier, analyser, ou récupérer les données stockées dans ledit contrôleur ; le contrôleur est connecté au dispositif informatique par l'intermédiaire d'un dispositif de communication, ledit dispositif de communication permettant une communication entre ledit contrôleur et ledit dispositif informatique par une liaison filaire, par une liaison optique, ou par une liaison radio.
Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit une gamme de stations météorologiques comprenant :
- une station météorologique selon l'invention ;
- au moins un dispositif météorologique comprenant : . une structure ;
. des capteurs météorologiques disposés sur ladite structure ;
. un connecteur disposé sur ladite structure, ledit connecteur présentant une pluralité de broches de connexion sur lesquels sont connectés lesdits capteurs de manière prédéterminée ;
- le contrôleur étant adapté à être connecté sur l'un quelconque des connecteurs desdites stations météorologiques.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
Sur les dessins : la figure 1 illustre une station météorologique selon un mode de réalisation conforme à la présente invention ; la figure 2 est une vue détaillée de la figure 1, portant sur le dispositif de connexion ; la figure 3 est une vue schématique des connexions électriques de la station météorologique de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue détaillée d'un dispositif de support selon un aspect de l'invention ; les figures 5a et 5b sont des vues détaillées d'un pied de support ; la figure 6 est la station météorologique de la figure 1, une fois repliée.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 illustre une station météorologique conforme à l'invention afin de pouvoir effectuer des mesures environnementales dans des conditions d'accès difficiles.
La station comprend un mât central 1, définissant un axe central longitudinal X, et s'étendant entre une partie inférieure la et une partie supérieure Ib. Le mât 1 est conçu de manière assez rigide pour supporter, avec peu de flexion, les capteurs, câblages et autres dispositifs pouvant être agencés dessus.
De préférence, le mât central est tubulaire et constitué d'une pluralité de tubes, de préférence trois tubes, agencés télescopiquement l'un dans l'autre afin que la longueur du mât central 1 soit variable. Un système de serrage peut être utilisé pour maintenir les tubes en position lorsque le mât 1 est déplié. L'inventeur a trouvé que l'utilisation de tubes en alliage ayant grande résistance aux contraintes, par exemple le Durai, ou des tubes en matériau composite, par exemple la fibre de carbone, présentant un diamètre minimum de 15 millimètres, préférablement 25 millimètres, avec une épaisseur des parois de 1 à 3 mm, et de préférence entre 1,5 et 2 mm selon le matériau utilisé, était un bon compromis entre une rigidité adéquate et un volume et poids réduits.
Sur le mât 1 peuvent être agencés un nombre de capteurs météorologiques qui fournissent des mesures physiques liées aux variations du climat, par exemple des anémomètres, des girouettes, des hygromètres, des pluviomètres, des thermomètres, des baromètres, des capteurs de rayonnements directs et indirects et encore d'autres. En outre, pour des résultats fiables et significatifs, il est avantageux que les capteurs soient adaptés à une exploitation scientifique des résultats, par exemple qu'ils aient une précision de l'ordre de 1 %, alors que nombre de centrales météo, utilisées par des particuliers, ne présentent que des précisions de l'ordre de 3 à 10 %. Tout particulièrement, la station météo illustrée sur la figure 1 présente un anémomètre 2 et une girouette 3 agencés sur l'extrémité supérieure Ib du mât 1. En outre, un hygromètre 5 et un thermomètre 6 sont agencés au bout des extrémités libres 4a de deux bras 4 fixés de manière rotative sur une partie médiane Ic du mât 1 (par exemple sur le tronçon central). Le pivotement des bras 4 sur le mât 1 permet de stocker et de déplacer la station météo dans un ensemble plus compact. Ainsi, de manière avantageuse, les bras 4 peuvent également être conçus de tubes télescopiques, avec ou sans système de serrage pour maintenir la longueur des bras.
Un dispositif de liaison 7 est fixé solidaire à l'extrémité inférieure la du mât central 1 (voir aussi la figure 2), par exemple en contact avec les parois internes tubulaires du mât 1, dans le cas où le mât est tubulaire. Le dispositif de liaison 7 assure à la fois une connexion mécanique du mât et électrique des capteurs à une centrale d'acquisition, ou contrôleur 8, indépendante. Le contrôleur 8 est positionné lui aussi le long de l'axe central X, et le plus bas possible sur l'ensemble de la station météo afin de descendre le point de gravité de la station pour augmenter sa stabilité.
Le dispositif de liaison 7 peut par exemple être un connecteur conforme aux spécifications militaires américaines MIL-DTL-38999, qui sont des connecteurs circulaires utilisés pour des environnements sévères militaires, et présentant une pluralité de contacts et des coques qui se verrouillent mécaniquement l'une dans l'autre.
Chaque capteur environnemental 2, 3, 5, 6 est relié par câble électrique à l'intérieur ou à l'extérieur des tubes 1, 4 à une broche particulière et prédéterminée du connecteur 7. De même, chaque broche correspondante du contrôleur 8 est connectée de manière prédéterminée, afin de définir un standard de connexion qui permet d'échanger et de partager plusieurs contrôleurs, ou plusieurs ensembles de capteurs, ensemble, sans nécessiter un recâblage. La figure 3 illustre schématiquement l'ensemble de la connectique de la station météo selon un mode de réalisation de l'invention. Tout particulièrement, on peut voir les capteurs 2, 3, 5, 6, connectés de manière prédéterminée au connecteur 7 solidaire au mât central 1 par un ensemble de câblages 9. On peut constater en outre des câbles 9 ou des broches du connecteur 7 non connectés à un capteur, ceci permettant une amélioration ultérieure selon le but spécifique du projet. Un connecteur correspondant 7a, complémentaire du connecteur fixe 7, est solidaire du boîtier du contrôleur 8. Chaque broche du connecteur 7a est reliée à une centrale de commande, ou à un microprocesseur 10, qui se charge de stocker les signaux reçus des capteurs dans un module de stockage 11, en convertissant si nécessaire les signaux analogiques en signaux numériques. Bien entendu, le module de stockage 11 peut être interne au microprocesseur, ou externe et amovible, tel qu'avec une carte SD® ou une carte Compact Flash®, permettant à l'utilisateur un accès facile aux données stockées.
Le microprocesseur 10 assure également la gestion des capteurs, telle que leur initialisation, amplification, commutation de l'alimentation électrique, comptage d'événements et filtrage si nécessaire. En outre, le microprocesseur peut assurer la gestion d'une ou plusieurs liaisons série afin de pouvoir communiquer avec des équipements spécifiques, tels que des modules GPS (Global Positioning Satellite). Une batterie interne 12 est prévue pour alimenter les modules du contrôleur 10, 11 et, si nécessaire, les capteurs 2, 3, 5 et 6 (à travers le câblage 9).
Selon des variantes optionnelles, le contrôleur 8 présente également un connecteur 10a relié au microprocesseur 10, permettant la connexion d'une centrale de commande externe 13, par exemple un ordinateur portable ou un PDA. Le connecteur 10a peut être relié au microprocesseur 10 par l'intermédiaire d'un dispositif de communication (non-illustré) permettant une liaison filaire, par exemple selon les normes RS232 ou USB, ou une liaison optique, par exemple selon la norme IRDA®, ou encore une liaison radio, par exemple selon les normes IEEE 802 (wifi), Bluetooth®, ou Zigbee®.
Une centrale de commande externe 13 permettrait l'analyse, la manipulation, ou le simple téléchargement des données stockées dans le dispositif de stockage 11.
En outre, le connecteur 10a peut servir à connecter des modules supplémentaires au microprocesseur 10, tel qu'un module GPS pour recevoir des données de position, ou un module GSM ou Intelsat pour permettre la communication de données à distance. Le contrôleur 8 peut présenter également un connecteur 10b pouvant relier la batterie interne 12 à une batterie externe 14, ou à un chargeur de batterie 14.
De manière alternative, il est possible de prévoir des capteurs numériques transmettant à la fois des signaux de mesure ainsi qu'un signal d'identification sur au moins un bus de terrain vers le contrôleur 8. Ces bus de terrain sont couramment utilisés dans l'industrie automobile ou aéronautique et, selon les standards utilisés, utilisent divers protocoles de liaison de données tels, que CAN, MODBUS, FLEXRAY, SDI12, utilisant pour la plupart quatre ou cinq fils physiques pour assurer la transmission d'un grand nombre de capteurs connectés dessus.
Dans des variantes de stations météo utilisant des bus de terrain, chaque capteur peut soit être auto-alimenté, soit être alimenté par l'intermédiaire d'un faisceau du bus de terrain. Les signaux de l'ensemble des capteurs sont connectés à un ou deux faisceaux particuliers (dépendant de la norme utilisée), qui sont ensuite connectés de manière prédéterminée à une broche donnée du connecteur 7. De même, le microprocesseur 10 du contrôleur 8 est connecté de manière prédéterminée aux broches du connecteur correspondant 7a transmettant les signaux de capteurs et, si nécessaire, aux autres broches transmettant l'alimentation électrique destinée aux capteurs.
En particulier, ce genre de connexion permet d'utiliser des capteurs autres que des capteurs dédiés à la météorologie afin d'étendre la gamme des mesures traditionnelles, ainsi que pour assurer davantage de flexibilité à la programmation des microcontrôleurs 10 tout en utilisant un même faisceau de fils communs pour communiquer avec des capteurs hétérogènes.
En outre, la station météo peut être étanchéifiée pour la protéger contre l'intrusion de corps solides et liquides, telle qu'elle est définie selon la norme CEI 60529. Selon un aspect, la station est étanchéifiée au moins à un indice de protection IP31, la protégeant contre l'intrusion de corps solides supérieurs à 2,5 mm, et les chutes verticales de gouttes d'eau, et de préférence à un indice de protection IP64, la protégeant contre l'intrusion de poussières, et les projections d'eau.
De plus, la station météo comprend en outre un système de support 20 sous forme de trépied réglable, repliable et léger, pour retenir la station météo généralement droite, c'est-à-dire avec son axe central X sensiblement vertical, sans toutefois que le contrôleur 8 ne fasse contact avec le sol. Des systèmes de trépieds sont couramment utilisés à cette fin dans l'art antérieur, qui fonctionnent bien pour la plupart des applications.
Toutefois, les trépieds de l'art antérieur, par exemple ceux des stations météorologiques ONSET HOBO™ précitées, sont construits encombrants et lourds pour résister aux coups de vent et pour mieux s'ancrer dans le sol, ce qui rend l'ensemble de ces stations météo difficilement transportable vers des régions à accès difficile (où l'accès se fait souvent à pieds), et ensuite, impossible à poser de manière stable sur certains terrains ayant un sol meuble tel que de la neige ou du sable.
La figure 1, et tout particulièrement la figure 4, illustrent un système de support. Bien entendu, une seule patte est représentée sur la figure 4, mais il faut entendre que le système de support présente par exemple trois pattes identiques et indépendantes régulièrement agencées autour du mât 1, par exemple à sensiblement 120 degrés l'une de l'autre.
Le système de support 20 comprend un profilé de fixation 21 s'étendant selon une direction parallèle à l'axe X entre une partie inférieure 21a et une partie supérieure 21b, la partie inférieure 21a du profilé de fixation 21 est positionnée en proximité de l'extrémité inférieure la du mât 1.
Le profilé de fixation 21 présente en outre une pluralité de perforations supérieures 22 à proximité de son extrémité supérieure 21b, et une pluralité de perforations inférieures 23 à proximité de son extrémité inférieure 21a. Ces perforations 22, 23 ont des fonctions de points d'attache.
Chacune des pattes de support 24 est montée pivotante via une des perforations supérieures 22 du profilé de fixation 21, et s'étend vers une extrémité libre présentant un pied de support 25.
La patte 24 est de préférence conçue tubulaire d'une pluralité de tubes, de préférence trois tubes, agencés télescopiquement afin d'être réglable en longueur. Il faut comprendre par « régler » qu'un système de serrage ou de verrouillage peut être utilisé pour maintenir la patte à une longueur donnée.
Un dispositif d'écartement 26 est monté rotatif d'une part sur une des perforations inférieures 23 du profilé de fixation, et d'autre part, sur la patte 24, par exemple sur le tronçon central. Le dispositif d'écartement 26 peut par exemple être une pièce rigide de longueur variable (par exemple une pièce tubulaire télescopique) ou un câble muni d'un tendeur, de façon à pouvoir faire varier la longueur du dispositif d'écartement 26.
Il convient de noter que la position d'attache de la patte 24 et/ou du dispositif d'écartement 26 est facilement déplaçable entre l'une quelconque des perforations supérieures ou inférieures 22,23 respectivement.
La longueur variable des pattes 24, et la présence de plusieurs perforations supérieures 22 et inférieures 23 sur le profilé de fixation 21, permettent une variation nouvelle et simple d'ajuster l'inclinaison et la position des pieds 25 par rapport à la structure principale de la station, c'est-à-dire le mât 1.
En effet, faire varier l'espacement entre le point de fixation de la patte 24 et le point de fixation du dispositif d'écartement 26 permet de régler la position verticale du pied 25. De manière similaire, faire varier la longueur du dispositif d'écartement 26, permet d'ajuster la hauteur du pied 25.
Ainsi, on voit que le système de support 20 comprend de préférence trois pattes et ses parties connexes, chacune formant un triangle ensemble entre : la patte 24, le profilé de fixation 21, et le dispositif d'écartement 26. Chaque pièce formant les côtés de ce triangle est réglable en longueur indépendamment des deux autres côtés, afin d'ajuster l'étendue, la hauteur et/ou l'angle du système de support 20 et de ses parties par rapport au sol.
Il convient également de noter que selon encore une autre variante de l'invention, il est possible de prévoir au moins un dispositif de verrouillage entre le mât 1, les profilés de fixation 21, et/ou les pattes 24, afin de bloquer toute rotation des pattes 24 par rapport au mât 1 pendant l'utilisation.
Le pied 25, illustré sur une vue détaillée de côté et en coupe respectivement sur les figures 5a et 5b, est articulé à l'extrémité libre de la patte 24 autour d'un axe d'articulation 27. Chacune des extrémités libres du pied, de part et d'autre de l'axe d'articulation 26, sont munies d'un coussin 28 semi-rigide constitué soit de plaques d'élastomère (par exemple du caoutchouc néoprene), soit d'une vessie gonflable (pour des sols particulièrement meubles), afin de présenter une plus grande surface de support au sol pour la station météo. Le pied 25 est de préférence de couleur blanche ou argentée pour ne pas absorber les rayonnements solaires perturbant les mesures en augmentant la température de la structure.
Enfin, si le terrain le nécessite, une griffe 29 solidaire à l'extrémité de la patte 24, et orientée vers le bas et traversant le sol, peut être prévue afin de se planter dans des surfaces glissantes ou non stables, par exemple sur des glaciers. Grâce à toutes ces dispositions, la station météo peut être repliée dans un ensemble compact, tel qu'illustré sur la figure 6 (le dispositif d'écartement 26 n'étant pas illustré pour raison de clarté). Cela permet notamment à un utilisateur de pouvoir la porter sur son dos afin de déployer la station météo dans des lieux reculés avec accès difficile.
En son état déployé, la station météo 1 s'inscrit dans un cylindre de 1,75 m de diamètre par 2 m de hauteur (pour un volume de 3 500 litres) ; lorsqu'elle est repliée dans son état compact, la station météo s'inscrit dans un cylindre de 0,10 m de diamètre et 0,70 m de hauteur (pour un volume de 70 litres).

Claims

REVENDICATIONS
1. Station météorologique portable, comprenant:
- une structure (1), - des capteurs météorologiques (2, 3, 5, 6) disposés sur ladite structure,
- un connecteur (7) disposé sur ladite structure, ledit connecteur présentant une pluralité de broches de connexion sur lesquels sont connectés lesdits capteurs (2,3,5,6) de manière prédéterminée, et
- un contrôleur (8) fixé de manière amovible audit connecteur, et connecté de manière prédéterminée auxdites broches afin d'assurer une interconnexion électrique entre lesdits capteurs et ledit contrôleur, ledit contrôleur (8) étant apte à stocker des données reçues desdits capteurs.
2. Station météorologique selon la revendication 1, dans laquelle la structure (1) est tubulaire.
3. Station météorologique selon la revendication 2, dans laquelle la structure (1) comporte des parties télescopiques.
4. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans laquelle les capteurs (2,3, 5,6) sont connectés au connecteur (7) par l'intermédiaire de câbles électriques (9) disposés à l'intérieur de la structure tubulaire (1).
5. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un bus de terrain relie les capteurs (2,3,5,6) au contrôleur (8), les capteurs étant adaptés à transmettre des données numériques sur ledit bus de terrain avec un identifiant unique à chaque capteur.
6. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les capteurs (2,3,5,6) sont solidaires de la structure.
7. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le contrôleur (8) est disposé à une extrémité inférieure (la) de la structure (1).
8. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la structure est étanchéifiée au moins à un indice de protection IP31, et plus préférablement à un indice de protection IP64.
9. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le contrôleur comprend une batterie intégrée (12).
10. Station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le contrôleur (8) est apte à être connecté à un dispositif informatique (13) afin de modifier, analyser, ou récupérer les données stockées dans ledit contrôleur.
11. Station météorologique selon la revendication 10, dans lequel le contrôleur (8) est connecté au dispositif informatique (13) par l'intermédiaire d'un dispositif de communication, ledit dispositif de communication permettant une communication entre ledit contrôleur (8) et ledit dispositif informatique (13) par une liaison filaire, par une liaison optique, ou par une liaison radio.
12. Gamme de stations météorologiques comprenant : une station météorologique selon l'une quelconque des revendications précédentes ; au moins un dispositif météorologique comprenant :
. une structure (1) ;
. des capteurs météorologiques (2, 3, 5, 6) disposés sur ladite structure ; . un connecteur (7) disposé sur ladite structure, ledit connecteur présentant une pluralité de broches de connexion sur lesquels sont connectés lesdits capteurs (2,3,5,6) de manière prédéterminée ; le contrôleur étant adapté pour être connecté sur l'un quelconque desdits connecteurs.
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