一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天文和氣象領域內的全天信息采集設備，具體是一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前國內及國際上還沒有一款產品設備能夠同時滿足天文或氣象領域對于全天信息的集中采集需求，這些信息包括:全天云圖、全天云量、天光背景、天空亮度、天空溫度、地表溫度、降水/雪等。目前市場上在售的相關產品都是針對其中的一項或多項數(shù)據(jù)進行采集。例如:SBIG的ALLSKY 340只是對全天云圖的采集；英美等國銷售的云量傳感器只是針對全天云量和天空溫度的采集；氣象站只是針對地表溫度和降水降雪的采集；這些產品都是不同的公司開發(fā)的，很難將其集成在一起，且售價偏高，安裝和使用起來都很不方便，尤其是對于基礎條件較差的監(jiān)測地點，例如:我國的西部天文選址、南極站點監(jiān)測等。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]—種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，包括箱體，以及設置在箱體內的電源、工控機、溫度計、云量計、全天相機、天光計、加熱器和散熱風扇，所述工控機通過RJ45接口與天光計相連，工控機通過串口和云量計相連，工控機通過USB接口與全天相機和溫度計相連，工控機、云量計、全天相機和天光計均通過變壓器電連接電源的輸出端，電源的輸出端電連接加熱器和散熱風扇。
[0006]作為本實用新型進一步的方案:所述電源的輸入端連接市電，即220V交流電輸入線。
[0007]作為本實用新型再進一步的方案:工控機通過網線連接到外部交換機或路由器上。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0009]I，整個系統(tǒng)體積小巧，便于攜帶；
[0010]2，集成了幾乎所有的天文或氣象領域關心的全天信息的采集功能，便于使用；
[0011]3，穩(wěn)定可靠，適應性強，完全自主運行，無需人工操作；
[0012]4，方便定制，以滿足不同的需求。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015]請參閱圖1，本實用新型實施例中，一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，包括箱體，以及設置在箱體內的電源、工控機、溫度計、云量計、全天相機、天光計、加熱器和散熱風扇，所述工控機通過RJ45接口與天光計相連，獲取天光背景信息；工控機通過串口和云量計相連，獲取天空溫度，地表溫度，降水，天空亮度等信息；工控機通過USB接口與全天相機和溫度計相連，全天相機來控制和獲取全天圖像，溫度計獲取密封箱內部和外部的溫度信息。
[0016]工控機、云量計、全天相機和天光計均通過變壓器電連接電源的輸出端，電源的輸出端電連接加熱器和散熱風扇，電源向工控機提供12V直流電，向天光計提供5V直流電，向全天相機提供7.4V直流電，向云量計提供12V直流電，向加熱器提供220V交流電，向散熱風扇提供12V直流電。
[0017]所述電源的輸入端連接市電，即220V交流電輸入線，工控機通過網線連接到外部交換機或路由器上，實現(xiàn)其網絡功能。
[0018]該系統(tǒng)的使用需要具備一定的外部條件。理想的運行條件包括:1、220V交流電；2、具備網絡設備，能提供上網功能。最低運行條件是具備220V交流電即可。在沒有網絡的條件下，可以采用網線互連的形式，間隔一段時間將系統(tǒng)內部采集的數(shù)據(jù)集中備份出來。另夕卜，對于安裝地點和安裝支架也有一定的要求，必須是開闊地帶，能夠牢固放置或固定在架子上，保持底部散熱部分區(qū)域通風，保持系統(tǒng)和外界的空氣流通通暢。
[0019]本實用新型的工作原理為:
[0020]由工控機來統(tǒng)一采集、處理、存儲和發(fā)布所有數(shù)據(jù)，同時各采集設備之間也是一個相互共享數(shù)據(jù)的關系，例如，利用全天相機部分在執(zhí)行圖像采集的時候，需要獲取天光背景或天空亮度的信息，根據(jù)這些信息就可以更加合理的設置相機拍攝參數(shù)，獲取高品質的全天云圖圖像。
[0021]對于全天云量的數(shù)值，是通過獲取天空溫度和地表溫度的差值，以及該差值與實際的天空云量覆蓋的一一對應關系獲得的。其具體原理是:不論白天或黑夜，云在紅外都具有相同的紅外輻射特性，因此可利用紅外成像儀對天空云量進行監(jiān)測。而大氣的溫度主要來自于地面的長波輻射，大地吸收了太陽的熱量，然后向周圍的空氣中散發(fā)，因此，天空的溫度是自下而上逐漸變冷的。天空中云量越多，吸收的地面溫度越多(溫度保持性越好)，這樣天空溫度和地表溫度的差值越小，反之越大。因此通過該差值就可以表征天空中云量的多少。
[0022]天光背景的數(shù)值也是通過亮度傳感器來獲取的，然后歸算成天文學上常用的星等每平方角秒來表征。天光的亮度越低，其對應的天光背景數(shù)值越大。
[0023]便攜式全天信息采集系統(tǒng)采集到的各種數(shù)據(jù)通過相應的通信協(xié)議(TCP/IP協(xié)議，RS232協(xié)議，USB協(xié)議)被工控機所獲取，然后經過初步的處理后保存到硬盤。最后，通過HTML、PHP語言編寫的程序將這些獲取的最新的數(shù)據(jù)實時顯示在網頁上，便于使用者通過網絡瀏覽器進行查詢。
[0024]本實用在不同領域對于該系統(tǒng)的具體使用:
[0025]1，氣象部門使用該系統(tǒng)，可以不包含天光背景信息部分，因為天光背景是天文領域常用的，氣象領域很少用到。主要是采集全天云量信息和全天圖像信息還有天空亮度信息，這些信息和氣象六要素信息一樣都是氣象部門很關心的數(shù)據(jù)信息。
[0026]2，天文臺站使用該系統(tǒng)，需要包含所有的信息。不論是天文候選臺址還是固定的天文臺址都需要獲取全天信息采集系統(tǒng)提供的所有信息，因為這些信息是衡量一個天文臺址觀測條件好壞的重要依據(jù)之一。其中，天光背景信息是評價一個天文臺址可觀測極限星等的重要依據(jù)，全天云量信息是獲取當?shù)厍缣鞌?shù)的最有效依據(jù)，另外通過全天相機拍攝的全天圖像可以知道云量的分布情況，為天文觀測提供極大的便利。
[0027]3，南極等極寒冷地區(qū)使用該系統(tǒng)，就要注意本系統(tǒng)的最低工作溫度-45度，當然可以根據(jù)用戶具體的低溫要求，設計實現(xiàn)一套最低工作溫度更低的全天信息采集系統(tǒng)。同時對于極寒冷地區(qū)工作時，對于該系統(tǒng)的溫控系統(tǒng)主要將是加熱部分，而制冷部分無需使用。
[0028]4，軍事部門使用該系統(tǒng)，除了對系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求更高以外，更關心的可能是全天相機拍攝圖片的質量，這個可以根據(jù)具體需求更換更好的相機設備滿足高要求。關于更高的穩(wěn)定性上，可以從分立采集設備(天光背景計，云量計，溫度計等)進一步集成入手，這將是下一代便攜式全天信息采集系統(tǒng)設計的方向。
[0029]5，普通民用使用該系統(tǒng)，可能主要使用其全天相機的功能，這個便攜式系統(tǒng)可以簡化成一個功能單一的全天相機系統(tǒng)，以更低的價位滿足普通需求。
[0030]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0031]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，包括箱體，以及設置在箱體內的電源、工控機、溫度計、云量計、全天相機、天光計、加熱器和散熱風扇，其特征在于，所述工控機通過RJ45接口與天光計相連，工控機通過串口和云量計相連，工控機通過USB接口與全天相機和溫度計相連，工控機、云量計、全天相機和天光計均通過變壓器電連接電源的輸出端，電源的輸出端電連接加熱器和散熱風扇。2.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述電源的輸入端連接市電，即220V交流電輸入線。3.根據(jù)權利要求1所述的一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，其特征在于，工控機通過網線連接到外部交換機或路由器上。
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式全天信息采集系統(tǒng)，包括箱體，以及設置在箱體內的電源、工控機、溫度計、云量計、全天相機、天光計、加熱器和散熱風扇，所述工控機通過RJ45接口與天光計相連，工控機通過串口和云量計相連，工控機通過USB接口與全天相機和溫度計相連，工控機、云量計、全天相機和天光計均通過變壓器電連接電源的輸出端，電源的輸出端電連接加熱器和散熱風扇。本實用新型整個系統(tǒng)體積小巧，便于攜帶。集成了幾乎所有的天文或氣象領域關心的全天信息的采集功能，便于使用。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN204904036
【申請?zhí)枴緾N201520686520
【發(fā)明人】辛玉新, 范玉峰, 倫寶利, 王傳軍, 常亮, 白金明
【申請人】中國科學院云南天文臺
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月7日