一种微型无线气象监测系统的制作方法

本发明属于气象监控技术领域。

背景技术：

天气预报对现代社会是很重要的，为了能够准确的预报天气，很重要的环节就是测量和搜集大量的气象数据、气象资料。所以气象仪是比不可少的测量仪器，但是现有技术中的气象仪，不是体积较大，就是测量数据单一，不方便使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种微型无线气象监测系统，解决了传统气象仪体积大，采集数据单一的问题，实现了通过无线互联网实时采集多种气象数据。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微型无线气象监测系统，包括微型测量装置和PC上位机，微型测量装置与PC上位机通过无线互联网通信；

微型测量装置包括底座盒、三个风勺，转动帽、槽型光耦传感器、挡板、测量杆、空心筒、屏蔽线、嵌入式电路板、信号排线和外部接口，底座盒内设有嵌入式电路板，底座盒的前侧面上设有外部接口，外部接口与嵌入式电路板之间通过信号排线连接，底座盒的上侧设有竖直的空心筒，空心筒的上侧设有转动帽，转动帽的下侧固定设有测量杆，测量杆向下伸入空心筒内，空心筒的内壁设有槽型光耦传感器，槽型光耦传感器上设有一个凹口，测量杆上固定设有从所述凹口中穿过的挡板，围绕转动帽的外圈间隔均布设有所述三个风勺，槽型光耦传感器通过屏蔽线连接嵌入式电路板；

空心筒上还设有风向标传感器；底座盒的上表面设有光照度传感器；风向标传感器通过第一导线连接嵌入式电路板，光照度传感器通过第二导线连接嵌入式电路板；

所述嵌入式电路板包括ARM控制器、风速传感器接口、温湿度传感器、雨量传感器接口、气压传感器、电源模块、USB模块和USB接口，ARM控制器设有第一IO口、第二IO口、第三IO口、第四IO口和第一串口，风速传感器接口连接所述第一IO口，温湿度传感器连接所述第二IO口，雨量传感器接口连接所述第三IO口，气压传感器连接所述第四IO口，USB模块连接所述第一串口，USB接口连接所述USB模块，电源模块为ARM控制器、风速传感器接口、温湿度传感器、雨量传感器接口、气压传感器、槽型光耦传感器和USB模块供电；

风向标传感器连接ARM控制器，光照度传感器连接ARM控制器；

所述屏蔽线连接风速传感器接口。

所述温湿度传感器的型号为BHT11，所述气压传感器的型号为BMP180。

所述ARM控制器的型号为mini2440；所述USB模块的型号为CH340G。

所述外部接口包括USB插接口、电源接口和两芯接线端子，USB插接口通过所述信号排线连接所述USB接口，电源接口通过所述信号排线连接电源模块，两芯接线端子通过所述信号排线连接所述雨量传感器接口。

所述PC上位机为电脑或智能手机。

所述光照度传感器的型号为NHZD10CR。

本发明所述的一种微型无线气象监测系统，解决了传统气象仪体积大，采集数据单一的问题，实现了通过无线互联网实时采集多种气象数据，使监控人员的活动区域不再局限于很小的范围，并可以将监控器安置于人力不易触及的区域，更方便，更安全的获取气象数据。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的微型测量装置的原理图框图；

图中：底座盒1、三个风勺2，外部接口3、转动帽4、槽型光耦传感器5、挡板6、测量杆7、空心筒8、屏蔽线9、嵌入式电路板10、信号排线11、温湿度传感器12、雨量传感器接口13、气压传感器14、ARM控制器15、USB接口16、USB模块17、风速传感器接口18、电源模块19。

具体实施方式

一种微型无线气象监测系统，包括微型测量装置和PC上位机，微型测量装置与PC上位机通过无线互联网通信；

微型测量装置包括底座盒1、三个风勺2，转动帽4、槽型光耦传感器5、挡板6、测量杆7、空心筒8、屏蔽线9、嵌入式电路板10、信号排线11和外部接口3，底座盒1内设有嵌入式电路板10，底座盒1的前侧面上设有外部接口3，外部接口3与嵌入式电路板10之间通过信号排线11连接，底座盒1的上侧设有竖直的空心筒8，空心筒8的上侧设有转动帽4，转动帽4的下侧固定设有测量杆7，测量杆7向下伸入空心筒8内，空心筒8的内壁设有槽型光耦传感器5，槽型光耦传感器5上设有一个凹口，测量杆7上固定设有从所述凹口中穿过的挡板6，围绕转动帽4的外圈间隔均布设有所述三个风勺2，槽型光耦传感器5通过屏蔽线9连接嵌入式电路板10；

空心筒8上还设有风向标传感器20；底座盒1的上表面设有光照度传感器21；风向标传感器20通过第一导线23连接嵌入式电路板10，光照度传感器21通过第二导线22连接嵌入式电路板10；

所述嵌入式电路板10包括ARM控制器15、风速传感器接口18、温湿度传感器12、雨量传感器接口13、气压传感器14、电源模块19、USB模块17和USB接口16，ARM控制器15设有第一IO口、第二IO口、第三IO口、第四IO口和第一串口，风速传感器接口18连接所述第一IO口，温湿度传感器12连接所述第二IO口，雨量传感器接口13连接所述第三IO口，气压传感器14连接所述第四IO口，USB模块17连接所述第一串口，USB接口16连接所述USB模块17，电源模块19为ARM控制器15、风速传感器接口18、温湿度传感器12、雨量传感器接口13、气压传感器14、槽型光耦传感器5和USB模块17供电；

风向标传感器20连接ARM控制器15，光照度传感器21连接ARM控制器15；

所述屏蔽线9连接风速传感器接口18。

所述温湿度传感器12的型号为BHT11，所述气压传感器14的型号为BMP180。

所述ARM控制器15的型号为mini2440；所述USB模块17的型号为CH340G。

所述外部接口3包括USB插接口、电源接口和两芯接线端子，USB插接口通过所述信号排线11连接所述USB接口16，电源接口通过所述信号排线11连接电源模块19，两芯接线端子通过所述信号排线11连接所述雨量传感器接口13。

所述PC上位机为电脑或智能手机。

所述光照度传感器21的型号为NHZD10CR。

工作时，将微型测量装置放置在气象测量点，将雨量计的信号输出端连接在所述两芯接线端子上，将一个USB无线网卡插接在USB插接口上。

当风推动三个风勺2转动时，转动帽4随之转动，转动帽4带动测量杆7转动，挡板6随测量杆7的转动做圆周运动，每次挡板6通过槽型光耦传感器5上的凹口时，槽型光耦传感器5就被触发一次断开信号，ARM控制器15记录槽型光耦传感器5的断开信号，从而得知转动帽4转动了一圈，ARM控制器15根据转动帽4在一定时间内转动的圈数计算出转动帽4的转速，从而计算出风速。

ARM控制器15根据温湿度传感器12、雨量传感器接口13和气压传感器14采集的信号来记录现场的气象信息，并记录气象信息。

当PC上位机想调取微型测量装置几率的气象信息时，PC上位机通过无线网络与微型测量装置通信，从而调取ARM控制器15中记录的气象信息。

气象员可以通过自己的手机上无线网络，并通过无线网络调取微型测量装置中的气象信息。

本发明通过结构简单的微型测量装置采集温度、湿度、风速和雨量等气象要素的变化信息，使人们可以简单的观察掌握其变化，并记录下来，以便查询，本发明具有良好的人机交互功能，并且通过无线传输可以实现远距离监测可以将监控范围扩大，使监控人员的活动区域不再局限于很小的范围，并可以将监控器安置于人力不易触及的区域，例如高空等人们无法到达的地域，可以更方便、更安全的获取气象数据。本发明可以用于检测较为危险区域的气象信息，同时因为是无线传输，不仅可以减少材料与预算，也可以减少因为有线传输中，因损耗产生的偏差。本发明可以用于对数值的准确性要求比较严格的检测工作，对于实现气象测量的实用、专业、便携提供了坚实保障。