校园气象环境监测系统的制作方法

本发明涉及一种在气象情况下使用的监测系统。更具体地说，本发明涉及一种用在校园气象监测情况下的校园气象环境监测系统。

背景技术：

自动气象站系统是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测、校园知识科普和其它专业领域都有广泛的用途。

校园自动气象站系统专为校园气象观测开发设计的自动观测气象站。可以为校园师生提供实时的温度、湿度、气压、风速、风向、雨量、辐射、紫外线等气象信息。气象数据可以通过户外LED显示屏显示，也可通过计算机在LED屏上发布气象信息。通常来说，监测系统由气象传感器、气象数据采集仪、计算机气象软件、供电系统、数据传输系统、支架等几部分组成。

但现有的气象支架，通常采用不锈钢材料或钢板材料制成，但因其所处的环境位置不同，其需要监测的相对高度和绝对高度存在差异，当其需要较高的监测高度时，现有的支架在抗风、抗形变能力方面就略显不足，而为了提高其抗风、抗形变的能力通常的做法是增加其自重，这又使其安装和移动不方便，而校园气象监测在其实际运用中，其有可能需要对其监测位进行变换，其自重使得移动、安装、维护的便利性显著减小。

且现有的支架的安装方式，通常是在安装位通过水泥混合物构建一安装台，其稳定性通常依赖于安装位及其二者的结合方式，故其检修和移动通常需要通过对支架等结构的拆装以完成，其便利性不幅度减小。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种校园气象环境监测系统，其通过对套接的多级支撑杆的独特结构设计，使得其自重减小的同时，其抗形变能力得到提升，同时其安装台的设计，使得监测装置可根据需要进行移动，以配合不同位置的安装、测量需要，以及后期的维护。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种校园气象环境监测系统，包括：

相互套接以实现长度调整的多级支撑杆；

设置在多级支撑杆上以对气象环境数据进行采集的传感器单元；

设置在多级支撑杆上并与所述传感器单元通信连接的气象数据采集仪；

其中，各级所述支撑杆的内侧壁上均设置有蜂窝结构，且截面呈环状的柔性填充层，在所述柔性填充层内侧的长度方向上，间隔预设距离设置有多个导向条，各级所述支撑杆的内部，以可拆卸的方式设置有一伸缩导向杆；

与多级支撑杆一端可拆卸连接，并与安装位相配合的安装台，所述安装台的底部设置有多个万向轮，以及与万向轮相配合的容纳腔；

所述安装台底部中心位置设置有一可沿预定方向伸出，且高于万向轮所在高度的凸台，所述凸台通过设置在安装台内部的动力机构进而执行相应的伸缩动作。

优选的是，其中，位于顶部及中间的各级支撑杆两端均具有一锥形过渡部；

各级所述支撑杆的内侧壁在相邻的两个导向条之间设置有走线槽；

其中，所述走线槽被配置为弧形结构，其内部通过多个柔性间隔片划分出多个线槽，各线槽内部侧壁上填充有柔性层；

各级支撑杆在走线槽底部均设置有可伸缩的线缆组件。

优选的是，其中，还包括一与各级支撑杆处于完全展开状态相配合的绝缘杆；

所述绝缘杆包括一合金材料制成的套筒，以及分别设置在套筒内、外侧的绝缘层；

其中，所述绝缘层通过设置套筒两端的绝缘卡件进而封闭。

优选的是，其中，所述伸缩导向杆外部设置有绝缘机构，所述多级支撑杆上设置有连接至伸缩导向杆的避雷针，所述安装台上设置有与伸缩导向杆相配合的导电组件；

所述导电组件包括一伸缩导向杆相配合的环状导电体，所述环状导电体的周向上设置有多个可伸出安装台侧壁的第一导电引线；

所述安装位上分别设置有与第一导电引线相配合以连接至大地的第二导电引线。

优选的是，其中，所述安装位在与各第二导电引线相配合的位置上设置有凸块，所述安装台上设置有与凸块相配合的凹槽；

其中，所述凸块上设置有一与第二导电引线连接的第一弹性导电片，所述凹槽内设置有与第一导电引线连接的第二弹性导电片，所述第二弹性导电片在与安装位相接触的位置上设置有绝缘涂层。

优选的是，其中，所述安装位被配置为采用水泥混合物制成，且所述安装位的两侧分别枢接有一门体，所述门体在与多级支撑杆相配合的位置上设置有开口，所述开口上设置有相配合的密封塞。

优选的是，其中，所述多级支撑杆底部通过三个可沿预定方向偏转预定角度的支撑腿进而设置在安装位上。

优选的是，其中，所述传感器单元包括用以对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度、PM2.5、能见度相关气象数据进行获取的空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、雨量传感器、风速传感器、风向传感器、空气压力传感器、太阳辐射传感器、日照时数传感器、蒸发传感器、光照传感器、紫外线传感器、空气质量传感器、二氧化碳传感器、噪音传感器、雨雪传感器；

所述数据采用采集仪通过一防风、防雨、防腐蚀的防护箱进而设置在多级支撑杆上。

优选的是，其中，所述数据采集仪通过RS232数据接口、RS485数据接口和/或无线通信模块进而与远端气象终端构成有线和/或无线通信连接；

所述数据采集仪通过其上设置的DC 12～36V电源模块、AC 220V电源模块，和/或设置在多级支撑杆上的太阳能电池实现供电动作；

所述多级支撑杆上设置有与数据采集仪通信连接的LCD或LED显示屏。

优选的是，其中，所述线缆组件包括：一具有转轮的线盒，所述数据线缆绕设在转轮上，所述线盒相对应的两端分别设置有线缆出口，所述出口上设置有在一预定作用力下可沿预定方向滑动的止动片，所述止动片通过一弹性元件进而与线盒内侧壁连接，所述止动片在与线缆接触的端部上设置有与线缆伸出方向相配合的弧形过渡部，所述弧形过渡部上设置有柔性防滑层；

所述传感器单元的各传输线缆均被配置为预设在多级支撑杆内的线槽中，所述各传输线缆的两端均通过相应的电连接头进而与传感器、气象数据采集仪通信连接。

本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明通过对套接的多级支撑杆的独特结构设计，使得其自重减小的同时，其抗形变能力得到提升，同时其安装台的设计，使得监测装置可根据需要进行移动，以配合不同位置的安装、测量需要，以及后期的维护。

其二，本发明通过对监测装置的防雷击设计，使得产品的安全系数更高，稳定性更好。

其三，本明对传感器线缆连接的设计，使得其便于连接的同时，稳定性能更好。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中校园气象环境监测系统的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中多级支撑杆的截面结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中安装台与多级支撑杆装配后的截面结构示意图；

图4为本发明的另一个实施例中绝缘杆的截面结构示意图；

图5为本发明的另一个实施例中线缆组件的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本发明的一种校园气象环境监测系统的实现形式，其中包括：

相互套接以实现长度调整的多级支撑杆1，其采用套接的可伸缩结构设计，可只在级与级的抵紧处通过相配合的卡止结构对其位置进行限位，使其相对于现在技术而言，其安装方便，拆装方便；

设置在多级支撑杆上以对气象环境数据进行采集的传感器单元2；

设置在多级支撑杆上并与所述传感器单元通信连接的气象数据采集仪3，气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、气象数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能，采集仪主机箱内带LCD显示屏，可实时的显示测量数据；

其中，各级所述支撑杆的内侧壁上均设置有蜂窝结构，且截面呈环状的柔性填充层10，其用于减少支撑杆的自重的同时，提供一弹性回复力，使其在支撑本体较高或风力较大时，其发生形变的系数进一步减小，同时相对于现有的技术能进一步的减小其自重，以便于安装和移动，所述柔性填充层内侧的长度方向上，间隔预设距离设置有多个导向条11，其用于对多级支撑杆的伸缩进行导向，各级所述支撑杆的内部，以可拆卸的方式设置有一伸缩导向杆12，其用于保证多级支撑杆稳定性的同时，对其伸缩动作进行导向，以使其伸缩自如；

与多级支撑杆一端可拆卸连接，并与安装位相配合的安装台4，所述安装台的底部设置有多个万向轮40，其用于方便对气象监测装置的移动，以及与万向轮相配合的容纳腔41，其用于在安装时对万向轮进行收纳，以保证其安装的稳定性；

所述安装台底部中心位置设置有一可沿预定方向伸出，且高于万向轮所在高度的凸台42，其用于在需要对监测装置进行安装时，通过其伸出对监测装置进行固定，以便于万向轮的收纳，所述凸台通过设置在安装台内部的动力机构43进而执行相应的伸缩动作。采用这种方案的监测系统还包括终端，计算机气象软件、供电系统、数据传输系统等，系统内置大容量FLASH存储芯片可存储一年以上的气象数据；多种通讯接口(RS232/RS485/USB)可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，其上配置的GPRS无线通讯模块还可实现气象设备与计算机监控中心的远程无线连接，以在预定位置的显示屏上对气象数据进行显示，使得校园气象站可以通过遥测手段将风速、风向、温度、湿度、气压、雨量、辐射、紫外线、PM2.5等气象要素的全天候自动记录并输入计算机，每分钟汇报一次，还可以通过特制软件与校园网联机。通过人工观测能直接获取最高温度、最低温度、干湿球温度、气压、雨量、蒸发等天气要素准确资料，可以查阅全年、全月、全天任何时间的气象资料，能作出单站气象预报和绘制天气图，可以批量接纳学生群体的学习和探究，能定期对学生群体进行气象科普教育，具有成本可控，可实施效果好，其在减小自重的同时，其抗形变的能力提高，且便于根据需要对其进行移动，维护方便的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2、5所示，在另一种实例中，位于顶部及中间的各级支撑杆两端均具有一锥形过渡部(未示出)，其用于在对支撑杆进行收纳动作时，能对其各级支撑杆起到导向作用；

各级所述支撑杆的内侧壁在相邻的两个导向条之间设置有走线槽13，其用于对传感器及采集仪的各种数据线进行预埋，以使其在安装时只需要通过接口连接就行，节约安装时间的同时，可以对各数据线起到保护作用；

其中，所述走线槽被配置为弧形结构，其内部通过多个柔性间隔片14划分出多个线槽15，其用于将各数据线分别划分一容纳空间，便于后期的维护管理，各线槽内部侧壁上填充有柔性层，其用于对数据线进行限位保护；

各级支撑杆在走线槽底部均设置有可伸缩的线缆组件16，其使各级支撑杆在处于不同工作状态时，其数据线都可以对其工作状态进行适应。采用这种方案对支撑杆内的各部件进行细化，以对于支撑杆处于不同工作状态时的稳定性进行限定，同时对数据线缆进行布局定位，以使其安装方便的同时，与支撑杆的工作状态相配合，具有可实施效果好，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图5所示，在另一种实例中，还包括一与各级支撑杆处于完全展开状态相配合的绝缘杆5，其用于套设在展开后的多级支撑杆外部，对其进行绝缘保护，提高其安全系数；

所述绝缘杆包括一合金材料制成的套筒50，其用于保证产品的刚度和稳定性，同时其一体化的设计，对于内部套接的多级支撑杆可起到保护的作用，以及分别设置在套筒内、外侧的绝缘层51，其用于对设备进行绝缘保护，防止抗雷击时的电流外泄；

其中，所述绝缘层通过设置套筒两端的绝缘卡件52进而封闭，其用于防止电流的从两端外泄引起的触电事件。采用这种方案以对雷雨天气的气象现场观测进行保护，防止雷雨天气中支撑杆导电引起的安装事故，具有可实施效果好，可操作性强，安全系数高，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图1所示，在另一种实例中，所述伸缩导向杆外部设置有绝缘机构(未示出)，其可以绝缘涂层或绝缘橡胶做的绝缘套杆，所述多级支撑杆上设置有连接至伸缩导向杆的避雷针6，其用于适应不同安装环境中对设备保护的需要，所述安装台上设置有与伸缩导向杆相配合的导电组件，其用于将伸缩导向杆做为导体，不需要另外增加设备，通过与伸缩导向杆连接的导电组件，将雷电引导流入大地；

所述导电组件包括一伸缩导向杆相配合的环状导电体44，所述环状导电体的周向上设置有多个可伸出安装台侧壁的第一导电引线45；

所述安装位上分别设置有与第一导电引线相配合以连接至大地的第二导电引线46，其通过第一导电引线与第二导电引线的电连接配合，使得电流顺利流入大地。采用这种方案具有安全系数高，设备利用率高，稳定性好，安全系数高的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图3所示，在另一种实例中，所述安装位在与各第二导电引线相配合的位置上设置有凸块(未示出)，所述安装台上设置有与凸块相配合的凹槽47，其用于凸块与凹槽的配合，完成对监测设备的限位；

其中，所述凸块上设置有一与第二导电引线连接的第一弹性导电片48，所述凹槽内设置有与第一导电引线连接的第二弹性导电片49，所述第二弹性导电片在与安装位相接触的位置上设置有绝缘涂层，其通过弹性导电片的配合设计增加其接触面积，以使其在电流传递时更加顺畅。采用这种方案具有可实施效果好，稳定性强，安全系数高的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图3所示，在另一种实例中，所述安装位被配置为采用水泥混合物制成，且所述安装位的两侧分别枢接有一门体7，所述门体在与多级支撑杆相配合的位置上设置有开口70，所述开口上设置有相配合的密封塞(未示出)。采用这种方案监测系统安装后，对其安装位进行封闭，密封塞也可以在未安装时对其封闭，防止不安全的因素产生，具有安全系数高，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述多级支撑杆底部通过三个可沿预定方向偏转预定角度的支撑腿(未示出)进而设置在安装位上。采用这种方案使得监测装置可以匹配在任意的监测环境，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图1所示，在另一种实例中，所述传感器单元包括用以对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度、PM2.5、能见度相关气象数据进行获取的空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、雨量传感器、风速传感器22、风向传感器21、空气压力传感器、太阳辐射传感器20、日照时数传感器、蒸发传感器、光照传感器、紫外线传感器、空气质量传感器、二氧化碳传感器、噪音传感器、雨雪传感器；

所述数据采用采集仪通过一防风、防雨、防腐蚀的防护箱9进而设置在多级支撑杆上。采用这种方案的防护箱采用白色喷塑专业标准规格机箱，具有IP65防护等级的防雨设计，各个传感器具有快速反应和长期在恶劣环境下工作的特点，测量精度高，存储容量大，可连续监测，性能稳定，可靠性高，免维护的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述数据采集仪通过RS232数据接口、RS485数据接口和/或无线通信模块进而与远端气象终端构成有线和/或无线通信连接，系统内置大容量存储芯片可存储一年以上的气象数据，并通过通讯接口RS232/RS485或校园网wifi可以很方便的与计算机终端建立通讯连接；

所述数据采集仪通过其上设置的DC 12～36V电源模块、AC 220V电源模块，和/或设置在多级支撑杆上的太阳能电池60实现供电动作；

所述多级支撑杆上设置有与数据采集仪通信连接的LCD或LED显示屏，其用于实时显示气象数据。采用这种方案的监测装置具有功能更多，可实施效果更好，适应性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图5所示，在另一种实例中，所述线缆组件16包括：一具有转轮160的线盒161，所述数据线缆绕设在转轮上，所述线盒相对应的两端分别设置有线缆出口162，所述出口上设置有在一预定作用力下可沿预定方向滑动的止动片163，其用于在一定的压力带动下，使得数据线可沿预定方向延展，所述止动片通过一弹性元件164进而与线盒内侧壁连接，其用于提供一弹性回复力，使得止动片在未处于工作状态时，其能提供回复力，使止动片回到预定位置，所述止动片在与线缆接触的端部上设置有与线缆伸出方向相配合的弧形过渡部165，所述弧形过渡部上设置有柔性防滑层(未示出)，其用于防止其线缆处于工作状态时，滑动引起位移时对其工作状态的影响；

所述传感器单元的各传输线缆均被配置为预设在多级支撑杆内的线槽中，所述各传输线缆的两端均通过相应的电连接头进而与传感器、气象数据采集仪通信连接，其得其安装方便。采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的校园气象环境监测系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。