空中气象监测系统的制作方法

本发明涉及气象监测领域，特别涉及一种空中气象监测系统。

背景技术：

大气中各个高度的气象要素数据，对于一些对环境要素较为依赖的实验，如飞机试飞试验，航天发射试验等尤为重要。现有的气象监测设备，往往只能测量临近地面或是空中单一高度的气象数据，而在实际中空中各个高度的气象数据往往存在较大差距，故单一测量无法满足上述试验对于气象数据的需求。此外，现有的气象监测系统往往需要监测人员在监测地实时查看气象数据并进行分析整理，无法远程查看气象数据或是无法及时将数据回传给需要数据的试验人员，对监测实验或是需要气象数据的其他实验带来不便。

技术实现要素：

为解决上述缺陷与不足，本发明提供了一种可以同时测量空中多个高度气象数据的气象监测系统，安装在数据接收计算机上的服务器端软件可以在连接因特网的情况下将气象数据实时推送至远端公网服务器，实验人员可使用客户端软件访问远端公网服务器，在手机上远程查看实时气象数据；在无法连接因特网的情况下，也可以采用建立局域网的方式，使用客户端软件直接访问数据计算机获取实时气象数据。

本发明的空中气象监测系统包括系留探空气球、收放机构微型自动气象站和数据接收计算机，所述系留探空气球通过牵引绳与收放机构相连，通过所述收放机构能够调整所述系留探空气球的高度，所述微型自动气象站悬挂在所述牵引绳上，所述微型自动气象站与所述数据接收计算机通过数传电台进行通信连接。

优选所述收放机构包括直流电机、调速器、减速器、连接器和卷绳筒，所述直流电机的控制端连接所述调速器，所述直流电机输出端连接所述减速器，所述减速器通过所述连接器与卷绳筒相连接，所述牵引绳缠绕于卷绳筒上。

优选所述卷绳筒上设置有手动摇把，当电机发生故障时，可断开所述连接器的连接，使用手动摇把进行系留气球的收放。

优选所采用的微型自动气象站具有标准RS485/232串口输出，能够将所测得的气象数据通过数传电台以无线的方式定时发送到数据接收计算机，同时数据接收计算机也可通过问询的方式，获得来自微型自动气象站的气象数据回馈。

优选所述微型自动气象站能够测量所处海拔高度的大气温度、大气湿度、风速、风向和气压。

优选所述数据接收计算机能够对气象数据进行实时的处理、显示和存储，并能够连接因特网，而将气象数据推送至远端公网服务器，并能够通过安装于手机上的客户端软件，访问公网服务器，远程获取并查看气象数据。优选通过建立无线局域网，采用无线路由器和大功率网桥，能够直接访问数据接收计算机，获取气象数据。

优选所述微型自动气象站根据所测高度在所述牵引绳上悬挂有多个。

本发明能够实时远程检测不同高度的气象数据并进行分析整理。

附图说明

图1为系留气球及其收放机构的结构示意图。

图2为安装于数据接收计算机上的服务器端软件通讯流程图。

图3为整体气象监测系统的服务器端与客户端的通讯示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段，达成目的和功效更加清楚，现结合附图对本发明进行进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的气象监测系统的整体机械结构主要包括系留气球7和收放机构：系留气球7通过牵引绳与收放机构相连，牵引绳缠绕于卷绳筒5上；收放机构包括直流电机1，调速器2，减速器3，连接器4，卷绳筒5和手动摇把6，收放机构的组装方式为，直流电机1的控制端接调速器2，直流电机1输出端接减速器3，再通过连接器4与卷绳筒5相接。收放机构在使用时，通过调速器调节直流电机输出转速，进而调节收放机构收放速度，当电机发生故障时，可断开连接器4的连接，使用手动摇把进行系留气球的收放。

如图1所示，微型自动气象站8悬挂于牵引绳上。在实际使用时，当系留气球还在地面附近时，可先安装一台微型自动气象站，在使用收放机构使气球上升时，可通过数据接收计算机上的服务器端软件观察气象站的上升高度，当达到所需高度后，可安装下一台气象站。重复上述步骤便可将所有气象站安装于所需高度。

如图2所示，服务器端与气象站的通讯流程为，依次向各逻辑地址不同的微型自动气象站发送询问命令，若该气象站不回馈气象数据，则继续发送，连续发送10次以上后仍不回馈气象数据就认为该气象站掉线，继续向下一台气象站发送询问命令；若回馈了气象数据，则直接向下一台气象站发送询问命令。收到的气象数据，除了在服务器端软件界面上显示，也储存于数据库中，方便日后对历史数据的查询和分析。

如图3所示，当位于地面的数据接收计算机10在连接因特网的情况下，可将数据推送至远端公网服务器11上，远端公网服务器11具有公网固定IP，安装于客户端12(客户端为手机)上的客户端软件可以访问远端公网服务器11的IP地址的端口，具体过程为：客户端软件向公网服务器11发送连接请求，公网服务器11在判断连接请求合法后，将客户端12的IP地址和端口号加入客户端列表；公网服务器11在收到数据计算机推送来的气象数据后，将气象数据再发送至客户端列表内的每一个客户端12；与此同时，客户端要每隔一定时间向公网服务器发送心跳包，证明其还在线上用以维持与公网服务器的连接，若一定时间内公网服务器未收到客户端发来的心跳包，则判断客户端掉线，将其从客户端列表上删除，不再向其发送气象数据。

本发明采用充以一定量氦气的系留气球用于悬挂若干微型自动气象站，并使用收放机构对系留气球进行收放控制，微型自动气象站可监测不同高度下的气象数据，并通过无线透传模块将气象数据传回位于地面上的数据接收计算机，数据接收计算机可将气象数据推送至远端公网服务器，供客户端软件对气象数据进行实时查询。

微型自动气象站可测量大气温度、大气湿度、风速、风向、气压、以及当前所处海拔高度，其中风速风向(绝对风向)采用超声波探头及电子罗盘进行测量。该微型自动气象站使用标准工业探头，置于辐射防护罩内，具有精度高，响应时间快的优点。此外，该微型自动气象站具有标准RS485/232串口输出，可直接连接无线透传模块，以无线方式传输气象数据。

气象监测系统的服务器端软件安装于位于地面的数据接收计算机上，具有分析、显示、储存气象数据的作用，气象数据储存于数据库中，方便日后对历史数据的查询和分析。服务器端软件在联接因特网的情况下，可将气象数据实时推送到远端公网服务器，供客户端进行查询；在无法连接因特网的情况下，可以在建立局域网后，使数据接收计算机直接作为服务器供客户端软件进行访问。所述气象监测系统的客户端软件，安装于手机上，在数据接收计算机和安装有客户端的手机联网的情况下，用户可在任何地点远程实时查看气象数据；在无法连接因特网的情况下，在建立局域网后，客户端可直接访问数据接收计算机，获得实时气象数据。