應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法，包括數(shù)據(jù)采集器、能伸縮的中空管、三通中空管、支撐桿、定位指北模塊，數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在中空管頂端，中空管底端通過三通中空管與支撐桿連接，三通中空管另一端連接定位指北模塊，支撐桿上安裝電池供電系統(tǒng)模塊和系統(tǒng)箱，系統(tǒng)箱上端安裝DTU發(fā)射天線和Wifi發(fā)射天線，支撐桿設(shè)置若干個(gè)固定裝置，將氣象站通過固定裝置固定在汽車或船的桿件上，打開電源，對裝置上電，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化階段，后配置外圍傳感器設(shè)備和數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送通道，使用PC端與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等方法，解決了北斗氣象站不能移動(dòng)、攜帶起來不方便和災(zāi)害氣象發(fā)生導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳輸?shù)膯栴}。
【專利說明】應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法，屬于氣象監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)的氣象觀測主要依靠氣象觀測站以及小部分氣象觀測車，氣象觀測站一般分布在地勢平坦，且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，而地勢復(fù)雜且經(jīng)濟(jì)落后的山區(qū)等，由于布線困難，建造成本高昂等原因，氣象觀測站數(shù)量相對較少，布局也很稀疏，嚴(yán)重影響了氣象預(yù)報(bào)的精細(xì)化程度和實(shí)時(shí)性，而且氣象觀測站位置固定，靈活性差。氣象觀測車雖然解決了氣象觀測站的移動(dòng)性差、靈活性低的問題，其裝載的各項(xiàng)觀測設(shè)備體積大，造價(jià)較高，普及率也較低，因此當(dāng)前的氣象數(shù)據(jù)采集一直存在著數(shù)據(jù)覆蓋范圍有限，實(shí)時(shí)性不高的缺陷。因此，近年來車/船載式天氣雷達(dá)在氣象保障服務(wù)，特別是人工影響天氣工作中發(fā)揮著重要作用，在應(yīng)急使用時(shí)顯得尤為必要。
[0003]氣象數(shù)據(jù)對于輪船的運(yùn)輸安全有著非常重要的作用，現(xiàn)階段，往往采用遠(yuǎn)程傳輸衛(wèi)星天氣數(shù)據(jù)來保障輪船的行駛安全，但是該方法傳輸?shù)臍庀髷?shù)據(jù)具有一定的延遲性，而且還不夠精準(zhǔn)，不能夠迅速反映出船舶航行地域的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，對于現(xiàn)有的輪船運(yùn)輸安全航行造成一定的影響。
[0004]近些年來，我國的氣象災(zāi)害越來越嚴(yán)重，氣象災(zāi)害的直接影響會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的通信傳輸?shù)氖侄瓮耆В跒?zāi)害發(fā)生時(shí)，氣象數(shù)據(jù)不能夠?qū)崟r(shí)的傳輸，會(huì)對災(zāi)害的防治和救援工作產(chǎn)生巨大不利影響。
[0005]目前國內(nèi)的氣象站主要采用的是固定式的氣象采集站，其中，以三腳架作為氣象站的支撐最為常見，三腳架的好處是可以穩(wěn)定的固定在平坦的地面，以及不會(huì)發(fā)生變動(dòng)的坡面，但是對氣象災(zāi)害導(dǎo)致氣象站所在的地點(diǎn)地形發(fā)生變化時(shí)，現(xiàn)有的氣象站往往會(huì)因?yàn)榈匦卧驅(qū)е率?，造成重大損失。而且現(xiàn)有的氣象站是固定的不能移動(dòng)的，攜帶起來也不方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法，該應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法解決了北斗氣象站不能移動(dòng)、攜帶起來不方便和災(zāi)害氣象發(fā)生導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳輸?shù)膯栴}。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的應(yīng)急北斗氣象站包括數(shù)據(jù)采集器、能伸縮的中空管、三通中空管、支撐桿、定位指北模塊，數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在中空管頂端，中空管底端通過三通中空管與支撐桿連接，三通中空管另一端連接定位指北模塊，支撐桿上安裝電池供電系統(tǒng)模塊和系統(tǒng)箱，系統(tǒng)箱上端安裝DTU發(fā)射天線和Wifi發(fā)射天線，支撐桿設(shè)置若干個(gè)固定裝置，所述固定裝置包括通過螺栓連接構(gòu)成的兩個(gè)半圓形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集器、定位指北模塊、電池供電系統(tǒng)模塊分別通過電線與系統(tǒng)箱連接。
[0008]所述支撐桿包括若干根支撐桿段，每個(gè)支撐桿段之間可拆卸連接。
[0009]所述定位指北模塊通過連接桿與三通中空管連接，定位指北模塊包括北斗/GPS雙模用戶機(jī)和電子羅盤。
[0010]所述電池供電系統(tǒng)模塊包括普通充電器加鋰電池組。
[0011]所述電池供電系統(tǒng)模塊還包括太陽能供電板。
[0012]所述的應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法包括如下步驟:
步驟一，將應(yīng)急北斗氣象站通過固定裝置固定在汽車或者船的桿件上；
步驟二，打開應(yīng)急北斗氣象站裝置的電源按鈕，裝置上電，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化階段；
步驟三，配置外圍傳感器設(shè)備，包括配置北斗/GPS雙模用戶機(jī)通信協(xié)議，配置數(shù)據(jù)采集器中的通信協(xié)議、風(fēng)信息更新速率、風(fēng)信息平均時(shí)間；
步驟四，配置數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送通道；
步驟五，根據(jù)選擇的數(shù)據(jù)交換通道，使用PC端與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
步驟六，通過數(shù)據(jù)采集器提供的接口按鈕，實(shí)現(xiàn)本地LCD顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新顯示。
[0013]步驟七，關(guān)閉電源按鈕，系統(tǒng)斷電，設(shè)備停止工作。
[0014]采用這種應(yīng)急北斗氣象站及采集氣象數(shù)據(jù)的方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1、機(jī)動(dòng)性好，使用時(shí)通過自帶固定裝置將所述氣象站與汽車或者船上的桿件固定在一起就可以使用了 ；2、數(shù)據(jù)采集及分析方便，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)箱進(jìn)行現(xiàn)場分析，并通過Wifi發(fā)射天線將所述數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到隨帶的計(jì)算機(jī)上，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理及分析；3、靈活性好，如果需要移動(dòng)方位或者校對方向，可以通過固定裝置輕松拆裝；4、采用雙模定位，使得定位數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確，適用于各種災(zāi)害環(huán)境，使得該裝置的適用面更加的廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]圖1是本發(fā)明應(yīng)急北斗氣象站的主視圖。
[0017]圖2是本發(fā)明應(yīng)急北斗氣象站的后視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明應(yīng)急北斗氣象站的左視圖。
[0019]圖4是本發(fā)明應(yīng)急北斗氣象站的俯視圖。
[0020]其中有:1.數(shù)據(jù)采集器；2.中空管；3.三通中空管；4.支撐桿；5.連接桿；6.北斗/GPS雙模用戶機(jī)；7.電子羅盤；8.電池供電系統(tǒng)模塊；9.系統(tǒng)箱；10.DTU發(fā)射天線；11.Wifi發(fā)射天線；12.固定裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1、圖2、圖3、圖4所示應(yīng)急北斗氣象站，包括數(shù)據(jù)采集器1、能伸縮的中空管2、三通中空管3、支撐桿4、定位指北模塊，數(shù)據(jù)采集器I設(shè)置在中空管2頂端，中空管2底端通過三通中空管3與支撐桿4連接，三通中空管3另一端連接定位指北模塊，支撐桿4上安裝電池供電系統(tǒng)模塊8和系統(tǒng)箱9，系統(tǒng)箱9上端安裝DTU發(fā)射天線10和Wifi發(fā)射天線11，支撐桿4設(shè)置若干個(gè)固定裝置12，所述固定裝置12包括通過螺栓連接構(gòu)成的兩個(gè)半圓形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集器1、定位指北模塊、電池供電系統(tǒng)模塊8分別通過電線與系統(tǒng)箱9連接。北斗氣象站與船舶的電腦之間進(jìn)行無線通信數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)顯示船舶所在地的氣象信息，讓船長進(jìn)行航向以及輪船的相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)整，吃水量等等。氣象站的系統(tǒng)箱9每隔一個(gè)時(shí)間間隔還可以將采集到的數(shù)據(jù)通過無線的方式傳輸?shù)捷喆谙蛔?，通過將氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷喆谙蛔?，使得在輪船發(fā)生事故后，能夠根據(jù)氣象數(shù)據(jù)找到事發(fā)原因。
[0022]采用這種固定裝置12結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)性好，使用時(shí)通過自帶固定裝置將所述氣象站與汽車或者船上的桿件固定在一起就可以使用了，如果需要移動(dòng)方位或者校對方向，可以通過固定裝置輕松拆裝。
[0023]所述支撐桿4包括若干根支撐桿段，每個(gè)支撐桿段之間可拆卸連接。采用這種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)節(jié)支撐桿4的長度，可拆卸連接方式可以采用螺紋連接。
[0024]所述定位指北模塊通過連接桿5與三通中空管3連接，定位指北模塊包括北斗/GPS雙模用戶機(jī)6和電子羅盤7。采用雙模定位，使得定位數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確，適用于各種災(zāi)害環(huán)境，使得該裝置的適用面更加的廣。
[0025]所述電池供電系統(tǒng)模塊8優(yōu)選包括太陽能供電板、普通充電器加鋰電池組。采用這種設(shè)計(jì)以后，在氣象站進(jìn)入工作環(huán)境，可以先進(jìn)行充電操作，這樣使得氣象站在進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)即使工作環(huán)境沒有陽光，也能讓氣象站正常工作，采用鋰電池設(shè)計(jì)，使得太陽能供電板在供電給氣象站工作的同時(shí)，為鋰電池充電，使氣象站工作的時(shí)間更加長。
[0026]所述數(shù)據(jù)采集器I由六種氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測復(fù)試的氣象站組成。采用這種設(shè)計(jì)以后，氣象站可實(shí)現(xiàn)對氣象六要素的實(shí)時(shí)采集?？梢酝瑫r(shí)對風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度、氣壓等同時(shí)采集。
[0027]所述的系統(tǒng)箱9由數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成，所述的數(shù)據(jù)處理模塊采用單片機(jī)，所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊由DTU發(fā)射天線10和北斗/GPS雙模用戶機(jī)6組成。采用這種設(shè)計(jì)以后，把數(shù)據(jù)采集器I采集的數(shù)據(jù)、北斗/GPS雙模用戶機(jī)6的定位數(shù)據(jù)，授時(shí)數(shù)據(jù)，報(bào)文功能、電子羅盤7的指北數(shù)據(jù)、電池充放電數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)的整合數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)、RS232/485、USB、藍(lán)牙等數(shù)據(jù)格式輸出。其中RS232/485輸出的數(shù)據(jù)提供給GPRS傳輸模塊，其數(shù)據(jù)格式需要滿足中國氣象局規(guī)定的格式。通過網(wǎng)絡(luò)、USB數(shù)據(jù)傳輸給本地計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的讀取，北斗/GPS雙模用戶機(jī)6的定位數(shù)據(jù)，授時(shí)數(shù)據(jù)的讀取，北斗報(bào)文發(fā)送的操作，電子羅盤7的指北數(shù)據(jù)的讀取，電池充放電數(shù)據(jù)的讀取。藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡桨搴褪謾C(jī)的手掌終端上。
[0028]所述的單片機(jī)為意法半導(dǎo)體推出的STM32F107芯片。采用這種芯片，主要原因在于其擁有豐富的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)接口，特別是其所包含的10個(gè)定時(shí)器，兩個(gè)12位1-Msample/sAD (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，五個(gè)USART接口，一路全速USB (OTG)接口，以及以太網(wǎng)10/100 MAC模塊，可以很好滿足氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)對各外圍傳感器數(shù)據(jù)的讀取、解析和發(fā)送。芯片內(nèi)部定時(shí)器，保證了對數(shù)據(jù)處理時(shí)序的有效控制；AD實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，通過其獲取供電系統(tǒng)電量；豐富的USART接口，提供了外接各傳感器設(shè)備的接口，使氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊可掛接更多的外圍設(shè)備；USB接口和以太網(wǎng)10/100 MAC模塊則分別提供了 USB和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交互通道。
[0029]所述的應(yīng)急北斗氣象站采集氣象數(shù)據(jù)的方法包括如下步驟:
步驟一，將應(yīng)急北斗氣象站通過固定裝置12固定在汽車或者船的桿件上，若供電系統(tǒng)電量不足此時(shí)可連接供電系統(tǒng)自帶的太陽能電池板或電源適配器，然后上電；
步驟二，打開應(yīng)急北斗氣象站裝置的電源按鈕，裝置上電，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化階段； 步驟三，配置外圍傳感器設(shè)備，包括配置北斗/GPS雙模用戶機(jī)6通信協(xié)議，配置數(shù)據(jù)采集器I中的通信協(xié)議、風(fēng)信息更新速率、風(fēng)信息平均時(shí)間(本階段僅需配置一次，之后再次重新上電使用無需配置)；
步驟四，配置數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送通道，如地面GPRS網(wǎng)、北斗通道、wifi/以太網(wǎng)通道；
步驟五，根據(jù)選擇的數(shù)據(jù)交換通道，使用PC端與數(shù)據(jù)采集器I進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，默認(rèn)狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集器I以一定的時(shí)間間隔向PC端發(fā)送指定格式數(shù)據(jù)；
步驟六，通過數(shù)據(jù)采集器I提供的接口按鈕，實(shí)現(xiàn)本地LCD顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新顯
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[0030]步驟七，關(guān)閉電源按鈕，系統(tǒng)斷電，設(shè)備停止工作。
[0031]本申請中沒有詳細(xì)說明的技術(shù)特征為現(xiàn)有技術(shù)。上述實(shí)施例僅例示性說明本申請的原理及其功效，而非用于限制本申請。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本申請的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本申請所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本申請的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)急北斗氣象站，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集器(I)、能伸縮的中空管(2)、三通中空管(3)、支撐桿(4)、定位指北模塊，數(shù)據(jù)采集器(I)設(shè)置在中空管(2)頂端，中空管(2)底端通過三通中空管(3)與支撐桿(4)連接，三通中空管(3)另一端連接定位指北模塊，支撐桿(4)上安裝電池供電系統(tǒng)模塊(8)和系統(tǒng)箱(9)，系統(tǒng)箱(9)上端安裝DTU發(fā)射天線(10)和Wifi發(fā)射天線(11)，支撐桿(4)設(shè)置若干個(gè)固定裝置(12)，所述固定裝置(12)包括通過螺栓連接構(gòu)成的兩個(gè)半圓形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集器(I)、定位指北模塊、電池供電系統(tǒng)模塊(8)分別通過電線與系統(tǒng)箱(9)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的應(yīng)急北斗氣象站，其特征在于:所述支撐桿(4)包括若干根支撐桿段，每個(gè)支撐桿段之間可拆卸連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的應(yīng)急北斗氣象站，其特征在于:所述定位指北模塊通過連接桿(5)與三通中空管(3)連接，定位指北模塊包括北斗/GPS雙模用戶機(jī)(6)和電子羅盤(7)。
4.按照權(quán)利要求1所述的應(yīng)急北斗氣象站，其特征在于:所述電池供電系統(tǒng)模塊(8)包括普通充電器加鋰電池組。
5.按照權(quán)利要求4所述的應(yīng)急北斗氣象站，其特征在于:所述電池供電系統(tǒng)模塊(8)還包括太陽能供電板。
6.一種應(yīng)急北斗氣象站采集氣象數(shù)據(jù)的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一，將應(yīng)急北斗氣象站通過固定裝置(12)固定在汽車或者船的桿件上； 步驟二，打開應(yīng)急北斗氣象站裝置的電源按鈕，裝置上電，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化階段； 步驟三，配置外圍傳感器設(shè)備，包括配置北斗/GPS雙模用戶機(jī)(6)通信協(xié)議，配置數(shù)據(jù)采集器(I)中的通信協(xié)議、風(fēng)信息更新速率、風(fēng)信息平均時(shí)間； 步驟四，配置數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送通道； 步驟五，根據(jù)選擇的數(shù)據(jù)交換通道，使用PC端與數(shù)據(jù)采集器(I)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 步驟六，通過數(shù)據(jù)采集器(I)提供的接口按鈕，實(shí)現(xiàn)本地LCD顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新顯/Jn ο
7.步驟七，關(guān)閉電源按鈕，系統(tǒng)斷電，設(shè)備停止工作。
【文檔編號】G01W1/18GK104181616SQ201410438178
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】鞠正鋒, 馬巍巍, 孫俊, 湯磊 申請人:南京中網(wǎng)衛(wèi)星通信股份有限公司