一种便携式全天信息采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种天文和气象领域内的全天信息采集设备，具体是一种便携式全天信息采集系统。
【背景技术】
[0002]目前国内及国际上还没有一款产品设备能够同时满足天文或气象领域对于全天信息的集中采集需求，这些信息包括:全天云图、全天云量、天光背景、天空亮度、天空温度、地表温度、降水/雪等。目前市场上在售的相关产品都是针对其中的一项或多项数据进行采集。例如:SBIG的ALLSKY 340只是对全天云图的采集；英美等国销售的云量传感器只是针对全天云量和天空温度的采集；气象站只是针对地表温度和降水降雪的采集；这些产品都是不同的公司开发的，很难将其集成在一起，且售价偏高，安装和使用起来都很不方便，尤其是对于基础条件较差的监测地点，例如:我国的西部天文选址、南极站点监测等。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种便携式全天信息采集系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]—种便携式全天信息采集系统，包括箱体，以及设置在箱体内的电源、工控机、温度计、云量计、全天相机、天光计、加热器和散热风扇，所述工控机通过RJ45接口与天光计相连，工控机通过串口和云量计相连，工控机通过USB接口与全天相机和温度计相连，工控机、云量计、全天相机和天光计均通过变压器电连接电源的输出端，电源的输出端电连接加热器和散热风扇。
[0006]作为本实用新型进一步的方案:所述电源的输入端连接市电，即220V交流电输入线。
[0007]作为本实用新型再进一步的方案:工控机通过网线连接到外部交换机或路由器上。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0009]I，整个系统体积小巧，便于携带；
[0010]2，集成了几乎所有的天文或气象领域关心的全天信息的采集功能，便于使用；
[0011]3，稳定可靠，适应性强，完全自主运行，无需人工操作；
[0012]4，方便定制，以满足不同的需求。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]请参阅图1，本实用新型实施例中，一种便携式全天信息采集系统，包括箱体，以及设置在箱体内的电源、工控机、温度计、云量计、全天相机、天光计、加热器和散热风扇，所述工控机通过RJ45接口与天光计相连，获取天光背景信息；工控机通过串口和云量计相连，获取天空温度，地表温度，降水，天空亮度等信息；工控机通过USB接口与全天相机和温度计相连，全天相机来控制和获取全天图像，温度计获取密封箱内部和外部的温度信息。
[0016]工控机、云量计、全天相机和天光计均通过变压器电连接电源的输出端，电源的输出端电连接加热器和散热风扇，电源向工控机提供12V直流电，向天光计提供5V直流电，向全天相机提供7.4V直流电，向云量计提供12V直流电，向加热器提供220V交流电，向散热风扇提供12V直流电。
[0017]所述电源的输入端连接市电，即220V交流电输入线，工控机通过网线连接到外部交换机或路由器上，实现其网络功能。
[0018]该系统的使用需要具备一定的外部条件。理想的运行条件包括:1、220V交流电；2、具备网络设备，能提供上网功能。最低运行条件是具备220V交流电即可。在没有网络的条件下，可以采用网线互连的形式，间隔一段时间将系统内部采集的数据集中备份出来。另夕卜，对于安装地点和安装支架也有一定的要求，必须是开阔地带，能够牢固放置或固定在架子上，保持底部散热部分区域通风，保持系统和外界的空气流通通畅。
[0019]本实用新型的工作原理为:
[0020]由工控机来统一采集、处理、存储和发布所有数据，同时各采集设备之间也是一个相互共享数据的关系，例如，利用全天相机部分在执行图像采集的时候，需要获取天光背景或天空亮度的信息，根据这些信息就可以更加合理的设置相机拍摄参数，获取高品质的全天云图图像。
[0021]对于全天云量的数值，是通过获取天空温度和地表温度的差值，以及该差值与实际的天空云量覆盖的一一对应关系获得的。其具体原理是:不论白天或黑夜，云在红外都具有相同的红外辐射特性，因此可利用红外成像仪对天空云量进行监测。而大气的温度主要来自于地面的长波辐射，大地吸收了太阳的热量，然后向周围的空气中散发，因此，天空的温度是自下而上逐渐变冷的。天空中云量越多，吸收的地面温度越多(温度保持性越好)，这样天空温度和地表温度的差值越小，反之越大。因此通过该差值就可以表征天空中云量的多少。
[0022]天光背景的数值也是通过亮度传感器来获取的，然后归算成天文学上常用的星等每平方角秒来表征。天光的亮度越低，其对应的天光背景数值越大。
[0023]便携式全天信息采集系统采集到的各种数据通过相应的通信协议(TCP/IP协议，RS232协议，USB协议)被工控机所获取，然后经过初步的处理后保存到硬盘。最后，通过HTML、PHP语言编写的程序将这些获取的最新的数据实时显示在网页上，便于使用者通过网络浏览器进行查询。
[0024]本实用在不同领域对于该系统的具体使用:
[0025]1，气象部门使用该系统，可以不包含天光背景信息部分，因为天光背景是天文领域常用的，气象领域很少用到。主要是采集全天云量信息和全天图像信息还有天空亮度信息，这些信息和气象六要素信息一样都是气象部门很关心的数据信息。
[0026]2，天文台站使用该系统，需要包含所有的信息。不论是天文候选台址还是固定的天文台址都需要获取全天信息采集系统提供的所有信息，因为这些信息是衡量一个天文台址观测条件好坏的重要依据之一。其中，天光背景信息是评价一个天文台址可观测极限星等的重要依据，全天云量信息是获取当地晴天数的最有效依据，另外通过全天相机拍摄的全天图像可以知道云量的分布情况，为天文观测提供极大的便利。
[0027]3，南极等极寒冷地区使用该系统，就要注意本系统的最低工作温度-45度，当然可以根据用户具体的低温要求，设计实现一套最低工作温度更低的全天信息采集系统。同时对于极寒冷地区工作时，对于该系统的温控系统主要将是加热部分，而制冷部分无需使用。
[0028]4，军事部门使用该系统，除了对系统的稳定性要求更高以外，更关心的可能是全天相机拍摄图片的质量，这个可以根据具体需求更换更好的相机设备满足高要求。关于更高的稳定性上，可以从分立采集设备(天光背景计，云量计，温度计等)进一步集成入手，这将是下一代便携式全天信息采集系统设计的方向。
[0029]5，普通民用使用该系统，可能主要使用其全天相机的功能，这个便携式系统可以简化成一个功能单一的全天相机系统，以更低的价位满足普通需求。
[0030]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0031]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种便携式全天信息采集系统，包括箱体，以及设置在箱体内的电源、工控机、温度计、云量计、全天相机、天光计、加热器和散热风扇，其特征在于，所述工控机通过RJ45接口与天光计相连，工控机通过串口和云量计相连，工控机通过USB接口与全天相机和温度计相连，工控机、云量计、全天相机和天光计均通过变压器电连接电源的输出端，电源的输出端电连接加热器和散热风扇。2.根据权利要求1所述的一种便携式全天信息采集系统，其特征在于，所述电源的输入端连接市电，即220V交流电输入线。3.根据权利要求1所述的一种便携式全天信息采集系统，其特征在于，工控机通过网线连接到外部交换机或路由器上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式全天信息采集系统，包括箱体，以及设置在箱体内的电源、工控机、温度计、云量计、全天相机、天光计、加热器和散热风扇，所述工控机通过RJ45接口与天光计相连，工控机通过串口和云量计相连，工控机通过USB接口与全天相机和温度计相连，工控机、云量计、全天相机和天光计均通过变压器电连接电源的输出端，电源的输出端电连接加热器和散热风扇。本实用新型整个系统体积小巧，便于携带。集成了几乎所有的天文或气象领域关心的全天信息的采集功能，便于使用。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204904036
【申请号】CN201520686520
【发明人】辛玉新, 范玉峰, 伦宝利, 王传军, 常亮, 白金明
【申请人】中国科学院云南天文台
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月7日