一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站。一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，包括傳感器、電子羅盤、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處理儀、顯示屏、照相機(jī)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)處理儀設(shè)有若干信號端，傳感器及電子羅盤的信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)采集儀的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理儀的第一個(gè)信號端雙向連接顯示屏；數(shù)據(jù)處理儀的第二個(gè)信號端雙向連接照相機(jī)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，校園自動(dòng)氣象觀測站通過高性能處理器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌電子羅盤來快速測定子午線，實(shí)現(xiàn)快速精確定位；自帶的觸摸液晶屏可以完整的顯示氣象九要素；內(nèi)置照相功能，可以與氣象信息同步保存。
【專利說明】—種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的校園氣象自動(dòng)觀測站采用了傳感器技術(shù)，但氣象百葉箱沒有對應(yīng)的顯示設(shè)備，所以無法滿足學(xué)生現(xiàn)場氣象要素記錄觀測和歷史數(shù)據(jù)查詢，無法同步繪制多組氣象參數(shù)曲線。在移動(dòng)測量時(shí)，無電子羅盤裝置，往往無法快速正確的測定子午線位置，給氣象要素精確測量帶來了誤差。氣象數(shù)據(jù)采集儀采用單片機(jī)設(shè)計(jì)，只能滿足簡單的數(shù)據(jù)采集，只有簡單的LED數(shù)碼管顯示功能，只能顯示單一的數(shù)字，顯示形式單一。無照相功能，不能同步保存氣象數(shù)據(jù)與照片信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)長期科研積累和對教育教學(xué)的理解，研制開發(fā)了基于電子羅盤基礎(chǔ)上的校園自動(dòng)氣象觀測站。校園自動(dòng)氣象觀測站通過高性能處理器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌電子羅盤來快速測定子午線，實(shí)現(xiàn)快速精確定位。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，包括傳感器、電子羅盤、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處理儀、顯示屏、照相機(jī)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理儀設(shè)有若干信號端，傳感器及電子羅盤的信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)采集儀的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理儀的第一個(gè)信號端雙向連接顯示屏；數(shù)據(jù)處理儀的第二個(gè)信號端雙向連接照相機(jī)。
[0005]所述的傳感器包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、雨量傳感器、氣壓傳感器、太陽輻射傳感器、紫外線指數(shù)傳感器及土壤溫度傳感器。
[0006]所述的數(shù)據(jù)處理儀的第三個(gè)信號端雙向連接Wifi模塊或者3G模塊。
[0007]所述的數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)至少設(shè)有I個(gè)數(shù)據(jù)總線，所述的數(shù)據(jù)總線為485數(shù)據(jù)總線。
[0008]所述的顯示屏為觸摸式顯示屏。
[0009]軟件處理流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)采集儀將電子羅盤及傳感器中的數(shù)據(jù)采集并保存；
(b)數(shù)據(jù)處理儀將數(shù)據(jù)采集儀中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、校正；
(c)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)并結(jié)合照相機(jī)中的照片保存并上傳至顯示屏中進(jìn)行顯不O
[0010]所述的數(shù)據(jù)采集的工作流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)采集儀加載傳感器信息；
(b)數(shù)據(jù)采集儀判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)，是則采集數(shù)據(jù)樣本并保存至內(nèi)存緩沖區(qū)，否則重新判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)。
[0011]所述的數(shù)據(jù)校正的工作流程如下: (a)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取電子羅盤的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算并生成圖像式的子午線；
(b)數(shù)據(jù)處理儀根據(jù)子午線與從數(shù)據(jù)采集儀中讀取的風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對比；
(C)數(shù)據(jù)處理儀判斷風(fēng)向傳感器的指針方向與電子羅盤的子午線方向是否相同，是則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相加，否則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相減；
Cd)人工判斷采取自動(dòng)校正方式或者手動(dòng)校正方式，若選擇自動(dòng)校正方式，則自動(dòng)校正并保存校正方式；若選擇手動(dòng)校正方式，則手動(dòng)校正并保存校正方式及校正角度；
Ce)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
[0012]所述的數(shù)據(jù)上傳的工作流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)；
(b)數(shù)據(jù)處理儀判斷數(shù)據(jù)是否保存，是則保存至存儲器中，否則判斷是否將數(shù)據(jù)上傳是顯示屏上；
(C)數(shù)據(jù)處理儀判斷是否將數(shù)據(jù)上傳至顯示屏上，是則將數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列，否則重新從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)；
Cd)數(shù)據(jù)處理儀將數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列后，繼續(xù)從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)。
[0013]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)長期科研積累和對教育教學(xué)的理解，研制開發(fā)了基于電子羅盤基礎(chǔ)上的校園自動(dòng)氣象觀測站。校園自動(dòng)氣象觀測站通過高性能處理器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌電子羅盤來快速測定子午線，實(shí)現(xiàn)快速精確定位。自帶的觸摸液晶屏可以完整的顯示氣象九要素；內(nèi)置照相功能，可以與氣象信息同步保存。觀測者可以通過左右劃屏來查詢歷史數(shù)據(jù)，獨(dú)創(chuàng)的不同數(shù)據(jù)曲線組合顯示，便于多組數(shù)據(jù)對比，獨(dú)有的歷史數(shù)據(jù)與對應(yīng)照片同步顯示，使查詢的數(shù)據(jù)更具真實(shí)性和可讀性，同時(shí)也是一份珍貴的歷史資料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明硬件連接示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明軟件流程圖。
[0016]圖3為本發(fā)明模塊線路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0018]如圖1所示，數(shù)據(jù)處理儀為高性能數(shù)據(jù)處理儀，型號為ANJ-MP的數(shù)據(jù)處理儀，采用嵌入式四核ARM處理器芯片，該芯片支持寬溫為-10°C至+65°C，數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)處理器采用RS232串口通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，數(shù)據(jù)處理儀設(shè)有若干信號端，傳感器及電子羅盤的信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)采集儀的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理儀的第一個(gè)信號端雙向連接顯示屏；數(shù)據(jù)處理儀的第二個(gè)信號端雙向連接照相機(jī)，照相機(jī)內(nèi)設(shè)置高清晰攝像頭，可以即時(shí)抓拍天氣圖像，抓拍的圖像可以與氣象采集數(shù)據(jù)同步。
[0019]傳感器包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、雨量傳感器、氣壓傳感器、太陽輻射傳感器、紫外線指數(shù)傳感器及土壤溫度傳感器。
[0020]數(shù)據(jù)處理儀的第三個(gè)信號端雙向連接Wifi模塊或者3G模塊，自帶wifi模塊或3G模塊，可實(shí)現(xiàn)包括由局域網(wǎng)、城域網(wǎng)在內(nèi)的信息傳輸，方便與信息采集服務(wù)器、移動(dòng)平板、手機(jī)互聯(lián)；可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從被動(dòng)的推送到主動(dòng)的獲取。
[0021]數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)至少設(shè)有I個(gè)數(shù)據(jù)總線，所述的數(shù)據(jù)總線為485數(shù)據(jù)總線。
[0022]顯示屏為觸摸式顯示屏，內(nèi)置9.7寸觸摸液晶屏，可以實(shí)現(xiàn)氣象參數(shù)的即時(shí)顯示，歷史參數(shù)的繪制，照片與氣象數(shù)據(jù)合成顯示等，數(shù)據(jù)顯示可以是數(shù)字的，也可以是仿真儀表式。
[0023]如圖2所示，軟件處理流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)采集儀將電子羅盤及傳感器中的數(shù)據(jù)采集并保存；
(b)數(shù)據(jù)處理儀將數(shù)據(jù)采集儀中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、校正；
(c)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)并結(jié)合照相機(jī)中的照片保存并上傳至顯示屏中進(jìn)行顯不O
[0024]數(shù)據(jù)采集的工作流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)采集儀加載傳感器信息；
(b)數(shù)據(jù)采集儀判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)，是則采集數(shù)據(jù)樣本并保存至內(nèi)存緩沖區(qū)，否則重新判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)。
[0025]數(shù)據(jù)校正的工作流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取電子羅盤的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算并生成圖像式的子午線；
(b)數(shù)據(jù)處理儀根據(jù)子午線與從數(shù)據(jù)采集儀中讀取的風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對比；
(C)數(shù)據(jù)處理儀判斷風(fēng)向傳感器的指針方向與電子羅盤的子午線方向是否相同，是則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相加，否則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相減；
Cd)人工判斷采取自動(dòng)校正方式或者手動(dòng)校正方式，若選擇自動(dòng)校正方式，則自動(dòng)校正并保存校正方式；若選擇手動(dòng)校正方式，則手動(dòng)校正并保存校正方式及校正角度；
Ce)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
[0026]數(shù)據(jù)上傳的工作流程如下:
Ca)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)；
(b)數(shù)據(jù)處理儀判斷數(shù)據(jù)是否保存，是則保存至存儲器中，否則判斷是否將數(shù)據(jù)上傳是顯示屏上；
(C)數(shù)據(jù)處理儀判斷是否將數(shù)據(jù)上傳至顯示屏上，是則將數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列，否則重新從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)；
Cd)數(shù)據(jù)處理儀將數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列后，繼續(xù)從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)。
[0027]如圖3所示，數(shù)據(jù)采集儀采用型號為ANJ-AI的數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀中的每個(gè)485總線為單獨(dú)設(shè)置，數(shù)量根據(jù)客戶的需求及氣象觀測站的規(guī)模決定，當(dāng)其中的一根總線損壞，則可以快速進(jìn)行跟換，與傳統(tǒng)集成式的總線相比，維修更為方便、快速，提高數(shù)據(jù)采集儀的使用壽命。[0028]電子羅盤通過232總線將地理位置信息傳送到數(shù)據(jù)處理儀，由數(shù)據(jù)處理儀計(jì)算并生成圖示式子午線，數(shù)據(jù)處理儀采用型號為ANJ-MP的數(shù)據(jù)處理儀，數(shù)據(jù)處理儀獲取風(fēng)向傳感器指針位置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理儀通過運(yùn)算計(jì)算出二者之間的偏差值，若風(fēng)向傳感器的指針方向與電子羅盤的子午線方向相同，則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相加，若風(fēng)向傳感器的指針方向與電子羅盤的子午線方向相反，則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相減，并自動(dòng)保存偏差值已對后續(xù)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行自動(dòng)修正，避免人工干預(yù)造成的誤差，提高風(fēng)向的精確度。
[0029]基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站是一款針對校園教育教學(xué)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的新一代自動(dòng)氣象觀測站。采用電子羅盤來實(shí)現(xiàn)風(fēng)向偏差值的自動(dòng)校正。采用觸摸液晶屏顯示滿足了氣象觀測采用傳感器后，學(xué)生在現(xiàn)場無法讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的尷尬。采用全封閉設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集儀保證設(shè)備在各種惡劣條件下的使用。采用高性能處理器提高了多路數(shù)據(jù)并行處理能力，使查詢的數(shù)據(jù)更具真實(shí)性和可讀性，同時(shí)也是一份珍貴的歷史資料。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，包括傳感器、電子羅盤、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處理儀、顯示屏、照相機(jī)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理儀設(shè)有若干信號端，傳感器及電子羅盤的信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)采集儀的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理儀的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理儀的第一個(gè)信號端雙向連接顯示屏；數(shù)據(jù)處理儀的第二個(gè)信號端雙向連接照相機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的傳感器包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、雨量傳感器、氣壓傳感器、太陽輻射傳感器、紫外線指數(shù)傳感器及土壤溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理儀的第三個(gè)信號端雙向連接Wifi模塊或者3G模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)至少設(shè)有I個(gè)數(shù)據(jù)總線，所述的數(shù)據(jù)總線為485數(shù)據(jù)總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的顯示屏為觸摸式顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:軟件處理流程如下: Ca)數(shù)據(jù)采集儀將電子羅盤及傳感器中的數(shù)據(jù)采集并保存； (b)數(shù)據(jù)處理儀將數(shù)據(jù)采集儀中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、校正； (C)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)并結(jié)合照相機(jī)中的照片保存并上傳至顯示屏中進(jìn)行顯/Jn ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集的工作流程如下: Ca)數(shù)據(jù)采集儀加載傳感器信息； (b)數(shù)據(jù)采集儀判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)，是則采集數(shù)據(jù)樣本并保存至內(nèi)存緩沖區(qū)，否則重新判斷傳感器是否到達(dá)采集時(shí)間點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)校正的工作流程如下: (a)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取電子羅盤的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算并生成圖像式的子午線； (b)數(shù)據(jù)處理儀根據(jù)子午線與從數(shù)據(jù)采集儀中讀取的風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對比； (C)數(shù)據(jù)處理儀判斷風(fēng)向傳感器的指針方向與電子羅盤的子午線方向是否相同，是則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相加，否則將風(fēng)向傳感器的指針位置數(shù)據(jù)與電子羅盤的子午線數(shù)據(jù)相減； Cd)人工判斷采取自動(dòng)校正方式或者手動(dòng)校正方式，若選擇自動(dòng)校正方式，則自動(dòng)校正并保存校正方式；若選擇手動(dòng)校正方式，則手動(dòng)校正并保存校正方式及校正角度； Ce)數(shù)據(jù)處理儀將校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于電子羅盤的校園自動(dòng)氣象觀測站，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)上傳的工作流程如下:(a)數(shù)據(jù)處理儀從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)； (b)數(shù)據(jù)處理儀判斷數(shù)據(jù)是否保存，是則保存至存儲器中，否則判斷是否將數(shù)據(jù)上傳是顯示屏上； (c)數(shù)據(jù)處理儀判斷是否將數(shù)據(jù)上傳至顯示屏上，是則將數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列，否則重新從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)； (d)數(shù)據(jù)處理儀將 數(shù)據(jù)加入至上傳隊(duì)列后，繼續(xù)從數(shù)據(jù)采集儀中讀取數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01C17/32GK103901507SQ201410123991
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】孫飛, 吳建毅 申請人:上海安逆杰信息技術(shù)有限公司