本實(shí)用新型具體涉及一種基于4G技術(shù)的集約型無人自動(dòng)氣象站。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今投入使用的自動(dòng)氣象站，包括實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站和非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站兩大類。實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站又包括有人值守實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站和無人值守實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站。有人值守實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站使用的是有線技術(shù)，及采集數(shù)據(jù)通過光纖等傳輸；無人值守實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站和非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象通過無線通訊，如3G網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星等手段向中心站傳輸實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)。

如實(shí)用新型專利《基于2.4G無線傳輸?shù)姆植际阶詣?dòng)氣象站》，公開了一種基于2.4G無線傳輸?shù)姆植际阶詣?dòng)氣象站，包括采集器和若干個(gè)智能傳感器，主采集器和智能傳感器之間使用2.4G無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述的智能傳感器由傳感模塊、處理與通信模塊和傳感器電源模塊構(gòu)成，采集器由處理與通信模塊、本地通信接口模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和采集器電源模塊構(gòu)成。本實(shí)用新型的采用標(biāo)準(zhǔn)的2.4G無線通信傳輸方式，提高了自動(dòng)氣象站部署的靈活性，節(jié)省了電纜，還避免了因電纜老化帶來的干擾和故障。

現(xiàn)今投入使用的無人值守實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站和非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站，使用的是2.4G或3G技術(shù)，然而面對(duì)精細(xì)化預(yù)報(bào)及日益提高的實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量并保證傳輸速度的要求來說，傳統(tǒng)的無線技術(shù)顯然已經(jīng)不能滿足日益上漲的氣象數(shù)據(jù)傳輸需求；而現(xiàn)有的自動(dòng)氣象站依托的2.4G或3G技術(shù)有以下諸多不足：

(1) 2.4G 及3G 缺乏全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；

(2) 2.4G 及3G所采用的語音交換架構(gòu)仍承襲了2G系統(tǒng)的電路交換，而不是純IP的方式；

(3) 2.4G 及3G的業(yè)務(wù)提供和業(yè)務(wù)管理不夠靈活；

(4) 2.4G 及3G的高速數(shù)據(jù)傳輸不成熟，接入速率有限，上傳下載速度有限。

并且目前無人自動(dòng)氣象站的太陽能板和雨量筒都獨(dú)立于主采集箱和三腳架。因此如何更加節(jié)省自動(dòng)氣象站本身的材料（不銹鋼板，導(dǎo)線等）、減少安裝自動(dòng)氣象站的前期工作（預(yù)埋件等）、和提高氣象數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)乃俣鹊瘸蔀樨酱鉀Q的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于4G技術(shù)的集約型無人自動(dòng)氣象站，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料成本，并且采用4G無線技術(shù)，傳輸速度快，符合新技術(shù)發(fā)展需要。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于4G技術(shù)的集約型無人自動(dòng)氣象站，包括構(gòu)成十字架的豎桿與橫桿，豎桿的底端通過三角支架與地面固定連接，三角支架的其中一個(gè)支架底部上設(shè)有雨量器；豎桿的頂端連接有主采集箱，主采集箱內(nèi)設(shè)有主采集器、后備電源和氣壓傳感器；橫桿的一端安裝有百葉箱，另一端上安裝有風(fēng)向風(fēng)速傳感器；百葉箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器；

其中主采集器包括主控制器、4G通信模塊、CAN總線接口模塊及存儲(chǔ)模塊；

后備電源提供工作電源至主控制器，4G通信模塊、CAN總線接口模塊及存儲(chǔ)模塊均與主控制器連接；主控制器通過4G通信模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心連接通信；

溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、氣壓傳感器及雨量器均通過CAN總線接口模塊與主采集器中主控制器連接通信；

各傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過CAN總線上傳至主控制器中，主控制器將數(shù)據(jù)通過4G通信模塊上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

進(jìn)一步的，后備電源為太陽能電池，太陽能電池板分布在主采集箱的表面。

進(jìn)一步的，主采集箱通過螺栓與豎桿的頂端活動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，三角支架的底端通過角鐵與地面緊固連接。

進(jìn)一步的，豎桿為可伸縮的三節(jié)桿。

進(jìn)一步的，豎桿與橫桿通過連接套管連接，連接套管包括套裝在豎桿上的第一螺母套和套裝在橫桿上的第二螺母套，第一螺母套和第二螺母套垂直焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：本實(shí)用新型自動(dòng)氣象站中，將太陽能電池板直接作為主采集箱的箱正面，大大節(jié)省了不銹鋼、導(dǎo)線相關(guān)材料，增加了所述無人自動(dòng)氣象站的集約性；雨量筒固定于三腳支架上，既節(jié)省了預(yù)埋件、導(dǎo)線等相關(guān)材料，又增加了所述無人自動(dòng)氣象站的集約性；主采集器的通訊模塊為4G通訊模塊，傳輸速度遠(yuǎn)大于現(xiàn)有氣象站的2.4G/3G無線傳輸速度。

附圖說明

圖1是無人自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是無人自動(dòng)氣象站的原理框圖。

附圖標(biāo)記：1、主采集箱；2、螺栓；3、百葉箱；4、風(fēng)速風(fēng)向傳感器；5、橫桿；6、豎桿；7、三角支架；8、角鐵；9、雨量器；10、連接套管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)用新型的一種基于4G技術(shù)的集約型無人自動(dòng)氣象站，如圖1和圖2所示，包括構(gòu)成十字架的豎桿6與橫桿5，豎桿6的底端通過三角支架7與地面固定連接，三角支架7的其中一個(gè)支架底部上設(shè)有雨量器9；豎桿6的頂端連接有主采集箱1，主采集箱1內(nèi)設(shè)有主采集器、后備電源和氣壓傳感器；橫桿5的一端安裝有百葉箱3，另一端上安裝有風(fēng)向風(fēng)速傳感器4；百葉箱3內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器；

其中主采集器包括主控制器、4G通信模塊、CAN總線接口模塊及存儲(chǔ)模塊；

后備電源提供工作電源至主控制器，4G通信模塊、CAN總線接口模塊及存儲(chǔ)模塊均與主控制器連接；主控制器通過4G通信模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心連接通信；

溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、氣壓傳感器及雨量器均通過CAN總線接口模塊與主采集器中主控制器連接通信；

各傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過CAN總線上傳至主控制器中，主控制器將數(shù)據(jù)通過4G通信模塊上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

本實(shí)用新型自動(dòng)氣象站中，雨量筒固定于三腳支架上，既節(jié)省了預(yù)埋件、導(dǎo)線等相關(guān)材料，又增加了所述無人自動(dòng)氣象站的集約性；主采集器的通訊模塊為4G通訊模塊，傳輸速度遠(yuǎn)大于現(xiàn)有氣象站的2.4G/3G無線傳輸速度。

實(shí)施例

本實(shí)施例中，五個(gè)傳感器單元分別為現(xiàn)有技術(shù)中帶有CAN總線接口的溫濕度傳感器、氣壓傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器及雨量傳感器?？蓽y(cè)量包括溫度，濕度，風(fēng)向，風(fēng)速，氣壓和降水量六個(gè)基本氣象要素。各傳感器通過CAN總線與主采集器相連接，以實(shí)現(xiàn)不同觀測(cè)任務(wù)或滿足不同類別氣象觀測(cè)站的需要。當(dāng)根據(jù)實(shí)際觀測(cè)需要加入其它氣象要素時(shí)，只需將相關(guān)傳感器接入到氣象站中即可。

主采集器包括主控制器、4G通信模塊、CAN總線接口模塊及存儲(chǔ)模塊，主控制器采用現(xiàn)有技術(shù)中集成4G通信模塊及CAN總線接口的SOC芯片。存儲(chǔ)模塊采用SD卡，作為擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

后備電源為自動(dòng)氣象站提供工作電源。本實(shí)施例中采用太陽能電池，太陽能電池板分布在主采集箱1的表面，參見圖1，可充分采集太陽能并將之轉(zhuǎn)換為電能為自動(dòng)氣象站供電。將太陽能電池板直接作為主采集箱的箱正面，大大節(jié)省了不銹鋼、導(dǎo)線線等相關(guān)材料，增加了所述無人自動(dòng)氣象站的集約性。主采集箱1通過螺栓2與豎桿6的頂端活動(dòng)連接，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)主采集箱的傾角以使其表面的太陽能電池板達(dá)到當(dāng)?shù)刈罴烟柛叨冉恰Ｈ侵Ъ?的底端通過角鐵8與地面緊固連接，以增強(qiáng)十字架及三角支架的穩(wěn)定性。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，豎桿6為可伸縮的三節(jié)桿，可根據(jù)豎桿的高度需要調(diào)節(jié)豎桿的長度。豎桿與橫桿通過連接套管10連接，參見圖1，連接套管10包括套裝在豎桿6上的第一螺母套和套裝在橫桿5上的第二螺母套，第一螺母套和第二螺母套垂直焊接。可旋轉(zhuǎn)豎桿或橫桿進(jìn)行調(diào)節(jié)兩者的相對(duì)位置關(guān)系。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。