CN106291774A - 一种便携式自动气象站校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式自动气象站校验装置，该装置中信息采集主机、手持校验分机相互独立，每个手持校验分机能够单独使用，可同时对多个分采集器、传感器进行校验，提高了校验效率；手持校验分机与信息采集主机无线连接，方便对离气象站较远的气象传感器进行校验；手持校验分机可对五种信号类型的气象传感器进行校验，可校验的气象传感器种类全面；信息采集主机采用触摸液晶显示屏，操作方便，存储器采用大容量的SD卡可保存大量的校验数据，USB‑host端口接USB无线网卡可将校验数据实时发送给服务器、外设控制终端；信息采集主机和手持校验分机设置在拉杆箱或背包等便携储物装置中，便捷易携带。

Description

一种便携式自动气象站校验装置

技术领域

本发明涉及自动气象站校验技术领域，尤其涉及一种便携式自动气象站校验装置。

背景技术

众所周知，气象预报对农业、工业生产及人们工作出行非常重要。随着社会发展和技术的进步，自动气象站开始出现，自动气象站是一种能够自动地观测和存储气象观测数据的设备，其能实现对通用气象要素如太阳辐射、湿度、蒸发、温度、风速、风向、雨量等参数的自动化数据测量。通过大量的自动气象站为灾害性天气***的监测、服务和预报提供有力的基础数据支撑，同时提高了地面气象观测业务水平及区域性灾害性天气预警能力。然而，自动气象站在工作一段时间后往往会出现数据采集通道不准确的情况，这时就需要对自动气象站的数据采集情况进行校验。但是，传统校验装置目前还存在如下不足：一、结构复杂，体积大，不易携带；二、整个校验设备是一体式结构，在对自动气象站进行校验时需要依次对自动气象站的每个分采集器进行校验，而不能同时校验，操作繁琐，耗时长，效率低；三、校验时人工手动记录校验相关数据，无法实时显示校验结果，智能化程度低，人机交互效果差。

发明内容

本发明的目的在于通过一种便携式自动气象站校验装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种便携式自动气象站校验装置，其包括信息采集主机和N个手持校验分机，N为正整数；所述信息采集主机包括处理器、两个RS232接口、Zigbee无线模块、USB-host端口、存储器、USB接口及显示屏，所述USB-host端口接USB无线网卡，所述存储器采用SD卡，两个RS232接口、Zigbee无线模块、USB-host端口、存储器、USB接口及显示屏均连接处理器；所述手持校验分机包括微控制器、显示屏、RS232调试接口、Zigbee无线模块、信号发生器及信号分采集器，显示屏、RS232调试接口、Zigbee无线模块、信号发生器及信号分采集器均连接微控制器；所述N个手持校验分机的结构相同但信号发生器及信号分采集器根据自身测量信号的类型配置相应的电路；所述信息采集主机与自动气象站中气象站主采集器的传感器接口和校准接口连接，并通过USB无线网卡与外设控制终端通信连接，通过Zigbee无线模块与N个手持校验分机无线连接；所述N个手持校验分机与自动气象站中的分采集器连接，所述分采集器连接相应的气象传感器。

特别地，所述信息采集主机和N个手持校验分机设置在同一便携储物装置中；所述便携储物装置包括但不限于拉杆箱、背包。

特别地，所述信息采集主机中的显示屏选用触摸液晶显示屏；所述手持校验分机中的显示屏选用液晶显示屏。

特别地，所述外设控制终端可采用但不限于智能手机、平板电脑。

特别地，所述气象传感器包括但不限于太阳辐射传感器、湿度传感器、蒸发传感器、热电阻传感器、风速传感器、风向传感器及雨量传感器。

本发明提出的便携式自动气象站校验装置中信息采集主机、N个手持校验分机相互独立，每个手持校验分机均能够单独使用，从而可以同时对多个分采集器、传感器进行校验，易于操作，提高了校验效率；N个手持校验分机与信息采集主机采用Zigbee无线通讯连接，通信距离可达一百米，方便对离气象站较远的分采集器及气象传感器进行校验；N个手持校验分机可对应给电压型信号输出、低电压信号输出、电流型信号输出、温度型信号输出、数字信号输出的气象传感器进行校验，可校验的气象传感器种类全面；信息采集主机采用触摸液晶显示屏，显示清楚，操作方便，易于野外工作，存储器采用大容量的SD卡可保存大量的校验数据，USB-host端口接USB无线网卡可将校验数据实时发送给服务器、外设控制终端，智能化程度高；所述信息采集主机和N个手持校验分机设置在拉杆箱或背包等便携储物装置中，结构简单，便捷易携带。

附图说明

图1为本发明实施例提供的便携式自动气象站校验装置结构图；

图2为本发明实施例提供的信息采集主机结构图；

图3为本发明实施例提供的手持校验分机结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的便携式自动气象站校验装置结构图。

本实施例中便携式自动气象站校验装置包括信息采集主机101、N个手持校验分机102，N为正整数。如图2所示，所述信息采集主机101包括处理器201、RS232接口202、RS232接口203、Zigbee无线模块204、USB-host端口205、存储器206、USB接口207及显示屏208，所述USB-host端口205接USB无线网卡，所述存储器206采用SD卡，RS232接口202、RS232接口203、Zigbee无线模块204、USB-host端口205、存储器206、USB接口207及显示屏208均连接处理器201。在本实施例中所述处理器201为ARM9处理器，其中，ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器。所述ARM9处理器的***板上引出3个USART通信口，用于RS232接口202、RS232接口203、Zigbee无线模块204的通信，Zigbee无线模块204采用CC2530小板。USB接口207可以模拟成U盘读取SD卡中的历史文件。所述显示屏208选用触摸液晶显示屏，为了在野外方便读取，字体清楚，尺寸大小可选7寸，但不局限于此，可灵活定制。如图3所示，所述N个手持校验分机102的结构相同，其包括微控制器301、显示屏302、RS232调试接口303、Zigbee无线模块304、信号发生器305及信号分采集器105306，显示屏302、RS232调试接口303、Zigbee无线模块304、信号发生器305及信号分采集器105306均连接微控制器301。在本实施例中所述微控制器301选用STM32芯片，STM32芯片引出一路USART用于RS232调试接口303，一路USART用于Zigbee无线模块304。其中，所述N个手持校验分机102除了信号发生器305和信号分采集器105306需要根据自身测量信号的类型配置相应的电路外，其它硬件构成相同。所述信息采集主机101通过USB无线网卡与外设控制终端103通信连接，信息采集主机101与自动气象站中气象站主采集器104的传感器接口和校准接口连接，通过Zigbee无线模块204与N个手持校验分机102无线连接；所述N个手持校验分机102分别与自动气象站中的分采集器105连接，分采集器105连接相应的气象传感器。值得一提的是，一个所述手持校验分机102可以连接一个分采集器105，也可以与多个分采集器105连接。

所述信息采集主机101和N个手持校验分机102设置在同一便携储物装置中，所述便携储物装置包括但不限于拉杆箱、背包等，结构简单，便捷易携带。所述外设控制终端103可采用但不限于智能手机、平板电脑。所述气象传感器包括但不限于太阳辐射传感器、湿度传感器、蒸发传感器、热电阻传感器、风速传感器、风向传感器及雨量传感器。自动气象站包括气象站主采集器104、分采集器105以及与各分采集器105相连接的气象传感器，与各分采集器105相连接的气象传感器分布的范围可能比较分散，各分采集器105可以收集各气象传感器的信息。

在对自动气象站的数据采集通道进行校验时，可以通过外设控制终端103无线发送校验指令给信息采集主机101，信息采集主机101输出预设的标准传感信号给气象站主采集器104，并通过Zigbee无线模块204发送校验指令给N个手持校验分机102；N个手持校验分机102收到校验指令后输出预设的标准传感信号给分采集器105；信息采集主机101通过气象站主采集器104的校准接口读取自动气象站主采集器104、分采集器105测量得到各个通道的测量值；信息采集主机101将所述测量值存储在SD卡中，并通过显示屏208显示，同时可将预设的标准传感信号和测量值无线发送给外设控制终端103，外设控制终端103将各通道的预设标准传感信号与相应的测量值对比，获得自动气象站的每个通道的测量偏差值，当偏差值大于预设阈值时，提示工作人员进行校验操作。需要说明的是，本发明提供的便携式自动气象站校验装置不仅可以对自动气象站的数据采集通道进行校验，还可以测量气象传感器的输出值用于校准参考。N个手持校验分机102具有标准信号输出端和采集端，输出端可以模拟成气象传感器连接到气象站采集通道输入端，采集端可以连接气象传感器读取数值。

在本实施例中所述N个手持校验分机102中可检测的信号类型包括：一、电压型信号输出与传感器检测：可输出和检测0—5V电压信号，可输出湿度传感器电压信号、太阳辐射传感器电压信号；接入和检测湿度传感器、太阳辐射传感器等；二、低电压信号输出与传感器检测：可输出和检测0—30mV电压信号，可输出蒸发传感器电流信号；接入和检测蒸发传感器；三、电流型信号输出与传感器检测：可输出和检测0—20mA电流信号，可输出蒸发传感器电流信号；接入和检测蒸发传感器；四、温度型信号输出与传感器检测：输出4线制电阻信号；接入和检测PT100热电阻传感器；五、数字信号信号输出与传感器检测：可对频率，脉冲，格雷码等数字信号进行检测和输出。接风速传感器、风向传感器及雨量传感器。

值得一提的是，本发明的技术方案不仅适用于自动气象站，还可以应用于水文自动监测站、大气环境自动监测站、水质自动监测站等监测领域。

本发明的技术方案中信息采集主机101、N个手持校验分机102相互独立，每个手持校验分机102均能够单独使用，从而可以同时对多个分采集器105、传感器进行校验，易于操作，提高了校验效率；N个手持校验分机102与信息采集主机101采用Zigbee无线通讯连接，通信距离可达一百米，方便对离气象站较远的分采集器105及气象传感器进行校验；N个手持校验分机102可对应给电压型信号输出、低电压信号输出、电流型信号输出、温度型信号输出、数字信号输出的气象传感器进行校验，可校验的气象传感器种类全面；信息采集主机101采用触摸液晶显示屏，显示清楚，操作方便，易于野外工作，存储器206采用大容量的SD卡可保存大量的校验数据，USB-host端口205接USB无线网卡可将校验数据实时发送给服务器、外设控制终端103，智能化程度高；所述信息采集主机101和N个手持校验分机102设置在拉杆箱或背包等便携储物装置中，结构简单，便捷易携带。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种便携式自动气象站校验装置，其特征在于，包括信息采集主机和N个手持校验分机，N为正整数；所述信息采集主机包括处理器、两个RS232接口、Zigbee无线模块、USB-host端口、存储器、USB接口及显示屏，所述USB-host端口接USB无线网卡，所述存储器采用SD卡，两个RS232接口、Zigbee无线模块、USB-host端口、存储器、USB接口及显示屏均连接处理器；所述手持校验分机包括微控制器、显示屏、RS232调试接口、Zigbee无线模块、信号发生器及信号分采集器，显示屏、RS232调试接口、Zigbee无线模块、信号发生器及信号分采集器均连接微控制器；所述N个手持校验分机的结构相同但信号发生器及信号分采集器根据自身测量信号的类型配置相应的电路；所述信息采集主机与自动气象站中气象站主采集器的传感器接口和校准接口连接，并通过USB无线网卡与外设控制终端通信连接，通过Zigbee无线模块与N个手持校验分机无线连接；所述N个手持校验分机与自动气象站中的分采集器连接，所述分采集器连接相应的气象传感器。

2.根据权利要求1所述的便携式自动气象站校验装置，其特征在于，所述信息采集主机和N个手持校验分机设置在同一便携储物装置中；所述便携储物装置包括但不限于拉杆箱、背包。

3.根据权利要求1所述的便携式自动气象站校验装置，其特征在于，所述信息采集主机中的显示屏选用触摸液晶显示屏；所述手持校验分机中的显示屏选用液晶显示屏。

4.根据权利要求1所述的便携式自动气象站校验装置，其特征在于，所述外设控制终端可采用但不限于智能手机、平板电脑。

5.根据权利要求1至4之一所述的便携式自动气象站校验装置，其特征在于，所述气象传感器包括但不限于太阳辐射传感器、湿度传感器、蒸发传感器、热电阻传感器、风速传感器、风向传感器及雨量传感器。