基于复杂台风天气环境下的监测预警系统

1.本发明涉及台风灾害风险预警技术领域，具体涉及基于复杂台风天气环境下的监测预警系统。


背景技术：

2.台风是产生于热带洋面上的一种强烈的热带气旋，我国作为世界上受台风灾害影响最严重的国家之一，历年来我国东南部沿海地区都会因为台风灾害造成重大的伤亡和经济损失；台风登陆后会给沿海地区带来台风暴雨、大风以及风暴潮等灾害性天气，而且当台风深入到内陆或者是重新入海后，都会进一步造成损害。
3.现有台风洪涝灾害风险评估方法通常对台风的风速、风力进行分析，以达到预警的效果，但滨海城市部分区域存在地形地貌复杂、小流域多以及山塘水库多的要素情境，会导致这些区域面对台风更易出现洪涝灾害。
4.由于台风环境危险，地点众多，难以安排人员实地监测，为了监测这些复杂地形的天气状态，一般需要设置小型远程监测装置。现有远程监测装置存在的问题是：为了保证设备持续运行，一般设置蓄电池组和太阳能供电系统，在台风降临时，这些外置的设备和监测装置本身，极容易受到强风、落石的冲击损伤，导致装置失联，财产损失。因此，需要应对台风的防护结构。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述技术的不足，提供了基于复杂台风天气环境下的监测预警系统。
6.本发明的技术方案：基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，包括支架、太阳能供电系统、蓄电池、gprs/gsm通信模块、控制芯片、及气象传感器组，所述支架包括与地面固定的底座、及与底座铰链连接的立杆，该底座设有与立杆联动配合的第一旋转电机，该第一旋转电机驱动立杆围绕铰接点由0
°
至90
°
间旋转；所述监测预警系统还包括防护机构，该防护机构包括包覆支架的折叠罩、及第二旋转电机，所述折叠罩包括外膜、不动骨架及活动骨架，该不动骨架与地面固定，并与活动骨架铰链配合，所述不动骨架、活动骨架分别与外膜的两个端部固定连接，所述第二旋转电机与活动骨架联动配合，驱动活动骨架围绕铰接点由0
°
至180
°
间旋转，所述第一旋转电机、第二旋转电机均与控制芯片信号连接。
7.采用上述技术方案，为了避免植物遮挡，太阳能板、气象传感器需要设置一定高度，均安装在立杆上，但立杆的问题在于，遇到台风天气时，极为危险。因此，通过将立杆与底座铰链连接，使立杆由第一旋转电机控制，可以围绕铰接点由0
°
至90
°
间旋转，呈竖立和放平两个状态切换。
8.当气象传感器组监测到气象逐渐恶劣时，控制立杆带着各器件放平，减少风阻和受冲击目标。同时控制第二旋转电机，驱动防护机构展开。
9.防护机构由外膜、不动骨架、活动骨架组装，不动骨架与地面固定，第二旋转电机
22上，但立杆22的问题在于，遇到台风天气时，极为危险。因此，通过将立杆22与底座 21铰链连接，使立杆22由第一旋转电机23控制，可以围绕铰接点由0
°
至90
°
间旋转，呈竖立和放平两个状态切换。
26.当气象传感器组12监测到气象逐渐恶劣时，控制立杆22带着各器件放平，减少风阻和受冲击目标。同时控制第二旋转电机31，驱动防护机构展开。
27.防护机构由外膜32、不动骨架33、活动骨架34组装，不动骨架33与地面固定，第二旋转电机31驱动活动骨架34，由0
°
至180
°
间旋转，带动外膜32，由收缩到包覆整个支架的伸展，两个状态切换，在立杆22放平后，外膜32随活动支架包覆住整个支架，进行保护。
28.所述防护机构还包括若干个气囊41及充气泵42，该若干个气囊41设置于外膜32与支架之间，并与外膜32固定连接，所述充气泵42与若干个气囊41连通，并与控制芯片信号连接。
29.在外膜32包覆支架后，充气泵42对外膜32与支架之间的若干个气囊41鼓气，形成缓冲气囊41，防止台风带来的异物冲击元器件。
30.所述外膜32相对不动骨架33、活动骨架34之间还设有若干支撑骨架35，该支撑骨架35与外膜32固定连接，并与活动骨架34的铰接点铰接。
31.设置的支撑骨架35随外膜32展开而展开，进一步加强外膜32的支撑结构。
32.所述底座21设有插入地面的锚钉23。
33.加强底座21的稳固性。
34.所述气象传感器组12包括雨量计、风速测量仪、温湿度传感器。
35.气象传感器组12可以根据设置常见的气象监测传感器，并不限于罗列，收集的信息由gprs/gsm通信模块11上传指预警平台。
36.所述太阳能供电系统包括太阳能板24及充电控制器。


技术特征：
1.基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，包括支架、太阳能供电系统、蓄电池、gprs/gsm通信模块、控制芯片、及气象传感器组，其特征在于：所述支架包括与地面固定的底座、及与底座铰链连接的立杆，该底座设有与立杆联动配合的第一旋转电机，该第一旋转电机驱动立杆围绕铰接点由0
°
至90
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间旋转；所述监测预警系统还包括防护机构，该防护机构包括包覆支架的折叠罩、及第二旋转电机，所述折叠罩包括外膜、不动骨架及活动骨架，该不动骨架与地面固定，并与活动骨架铰链配合，所述不动骨架、活动骨架分别与外膜的两个端部固定连接，所述第二旋转电机与活动骨架联动配合，驱动活动骨架围绕铰接点由0
°
至180
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间旋转，所述第一旋转电机、第二旋转电机均与控制芯片信号连接。2.根据权利要求1所述的基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，其特征在于：所述防护机构还包括若干个气囊及充气泵，该若干个气囊设置于外膜与支架之间，并与外膜固定连接，所述充气泵与若干个气囊连通，并与控制芯片信号连接。3.根据权利要求2所述的基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，其特征在于：所述外膜相对不动骨架、活动骨架之间还设有若干支撑骨架，该支撑骨架与外膜固定连接，并与活动骨架的铰接点铰接。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，其特征在于：所述底座设有插入地面的锚钉。5.根据权利要求4所述的基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，其特征在于：所述气象传感器组包括雨量计、风速测量仪、温湿度传感器。6.根据权利要求5所述的基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，其特征在于：所述太阳能供电系统包括太阳能板及充电控制器。

技术总结
基于复杂台风天气环境下的监测预警系统，包括支架、太阳能供电系统、蓄电池、GPRS/GSM通信模块、控制芯片、及气象传感器组，所述支架包括与地面固定的底座、及与底座铰链连接的立杆，该底座设有与立杆联动配合的第一旋转电机，该第一旋转电机驱动立杆围绕铰接点由0


技术研发人员：徐刚 徐登财 郭为人 陈温清 周明浪 胡坤霖 章豪 朱安峰 徐海燕 陈杰 张轶 范全龙 苏宗奎
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021/9/3