用于地面气象站的采集通道的制作方法

本实用新型涉及通讯领域，具体地涉及一种用于地面气象站的采集通道。

背景技术：

随着气象探测技术的进步和现代气象预报向着精细化方向发展，我公司充分调研国内外气象装备技术和军事气象需求，为实现气象强国和强军目标，替代国外进口高精度、高可靠性自动气象站，尤其是为适应先进军事装备对气象保障的要求，适度超前自主研制了自定义多要素的地面智能气象观测系统。

地面智能气象观测系统是一种能观测和存储气象观测数据的自动气象站。本系统采集器对各传感器的数据进行采集、解析和处理后得到多个气象要素值，再由通讯系统将气象要素数据包通过有线或无线方式传输方式传送给用户端的监控显示终端软件，监控显示终端软件对数据包进行解析、处理、质控，然后进行多要素显示、存储、数据分享等。数据采集器可暂存一定量的数据。自动气象站可全天候、连续、自动观测多个气象信息，其提高了观测时效,消除了传统人工百叶箱读数误差、减轻了观测人员的劳动强度。该设备的应用,为地面气象观测自动化奠定了基础。自动气象站在气象、农牧业、林业、航海、工业现场、航空、环境保护以及科学实验等多个领域有广泛应用。

本系统气象站可根据需求的测量要素灵活搭配各种传感器，具有探测要素全、智能程度高、探测精度高、功耗低、抗强磁干扰、防水、防腐蚀、体积小等优点。

地面气象观测系统一般采用“应用终端+数据采集器+总线+传感器+配套设备”的结构方式。数据采集器安装于采集箱内。目前市场上有多家公司具备研制多要素自定义的地面气象观测系统的能力，其各个公司的采集箱均有多路采集通道，用于采集多个气象传感器数据。根据市场调研了解到，具备研制多要素自定义地面气象观测系统的其他几家公司的采集箱虽采用多通道，但各采集通道都对应唯一个传感器，一个采集通道“绑定”唯一的一种传感器，每种传感器只能连接到有对应标识的唯一通道才能被采集到数据，传感器和采集通道“固定死的1对1”的关系存在一定局限性：

维修麻烦。现有采集通道技术每个采集通道只能连接唯一一种传感器，举例来说，如果通道一(风向采集通道)发生故障，那么风向数据将无法被采集到，就会丢失风向传感器数据。要维修的话很麻烦，需要拆开机箱，测试采集通道各个点，来判断是否采集通道存在故障。而且当风向采集通道发生故障时，也不好判断是采集通道发生故障了，还是传感器发生故障了。一旦出现风向数据丢失缺测故障，维护维修很麻烦，检修周期拖长。

不灵活、不通用、易插错：现有采集通道技术每个通道在出厂时就被唯一化了，被贴上了唯一的“标签”，只有连上唯一的某一种传感器，该通道才能发挥作用。这就使得风速传感器只能连风速采集通道接口，才能工作，如果连到了湿度采集通道，那就不能正常工作，就会缺失风速数据。采集通道都被出厂固化、贴上唯一标签，不但不灵活、不通用，如用户对采集通道不熟悉的话，误将风速传感器连接到了湿度采集通道，还会造成因为误插导致的风速数据缺失。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种多通道智能采集系统，其结构简单，维修方便，使用灵活。

具体地，本实用新型提供一种用于地面气象站的采集通道，其包括中央数据采集器、译码器、多路复用器、多个采集通道以及多个传感器，所述任意一个传感器能够与任意一个采集通道连接，所述中央数据采集器通讯连接有远程监控终端，

所述中央数据采集器通过数据线与所述译码器通讯连接并能够向所述译码器发送一组BCD码，所述译码器与采集通道通讯连接并能够在接收到中央数据采集器发送的一组BCD码后向任意一个采集通道发送控制信号使该采集通道接通，并借助于多路复用器连接与该采集通道对应的传感器，

所述采集通道包括滤波电路、防雷电路、信号转换电路以及通信接口，所述通信接口包括第一通信接口以及第二通信接口，所述第一通信接口连接所述传感器，用于将所述传感器采集的电路传输至所述滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端连接所述信号转换电路的输入端，所述信号转换电路的输出端连接所述第二通信接口，所述信号转换电路的配置用于将输入的差分信号转换为TTL电平信号传输至所述第二通信接口及将TTL电平信号转换为差分信号传输至所述第一通信接口，

所述防雷电路包括防雷管、瞬态抑制二极管以及电阻，防雷管与瞬态抑制二极管连接在通讯线路与地之间，当通讯线路上的电压高于额定电压时，防雷管与瞬态抑制二极管会吸收过高电压与浪涌，电阻串联在通讯线路中，所述电阻的配置用于进行分压保护。

优选地，所述传感器与所述中央数据采集器之间通过RS485总线连接。

优选地，所述滤波电路为低通滤波电路，其配置用于抑制高频信号，滤除突变的高频干扰。

优选地，中央数据采集器借助于通信终端连接所述远程监控终端。

优选地，所述采集通道设置有十二个。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单，相比于现有采集通道，具有维护维修方便、灵活、通用、防插错、智能化的优点。受中心数据采集系器的控制，当通道被使能允许打开后，传感器数据或命令经过通信接口输入，然后经低通滤波电路、防雷电路、信号转换电路，最后经通信接口送出。低通滤波电路起高频信号进行抑制，避免高频信号干扰的作用。防雷电路起防止雷击或市电不稳引起的浪涌冲击损害。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型提供一种用于地面气象站的采集通道，如附图1及附图2所示，其包括中央数据采集器1、译码器2、多路复用器3、多个采集通道4以及多个传感器5，任意一个传感器5能够与任意一个采集通道4连接，中央数据采集器1通讯连接有远程监控终端11。

中央数据采集器1通过数据线与译码器通讯连接并能够向译码器2发送一组BCD码，译码器2与采集通道4通讯连接并能够在接收到中央数据采集器发送的一组BCD码后向任意一个采集通道4发送控制信号使该采集通道接通，并借助于多路复用器3连接与该采集通道4对应的传感器5。

采集通道4包括滤波电路6、防雷电路7、信号转换电路8以及通信接口，通信接口包括第一通信接口91以及第二通信接口92，第一通信接口91连接传感器5，用于将传感器探测的数据传输至滤波电路6的输入端，滤波电路6的输出端连接信号转换电路8的输入端，信号转换电路8的输出端连接第二通信接口92，信号转换电路8的配置用于将输入的差分电信号转换为TTL电平信号传输至第二通信接口92，以及将输入的TTL电平信号转换为差分信号传输至第一通信接口91。

防雷电路7包括防雷管、瞬态抑制二极管以及电阻，防雷管与瞬态抑制二极管连接在通讯线路与地之间，当通讯线路上的电压高于额定电压时，防雷管与瞬态抑制二极管会吸收过高电压与浪涌，电阻串联在通讯线路中，电阻的配置用于进行分压保护后级。

优选地，传感器5与中央数据采集器1之间通过RS485总线连接。

优选地，滤波电路6为低通滤波电路，其配置用于抑制高频信号，滤除突变的高频干扰。

优选地，采集通道设置有十二个。

如附图2所示，采集通道4主要是各传感器数据进行传送的通道，工作原理如下：受中心数据采集器1的智能控制，当某个采集通道被使能允许打开后，传感器数据或命令经过第一通信接口91输入，然后经低通滤波电路、防雷电路、信号转换电路，最后经第二通信接口送出。低通滤波电路起对高频信号进行抑制，避免高频信号干扰的作用。防雷电路起防止雷击或市电不稳引起的浪涌冲击损害。信号转换电路起到将TTL电平信号和RS485信号进行相互转换的作用。

如附图3所示，本多通道智能采集系统，具有12个气象传感器采集通道(图中省略了通道六～通道十二)，传感器5和采集通道4间不再是1对1的关系，而是多对多的关系，1种传感器对应多个采集通道，一个采集通道又对应多种传感器，所有12个采集通道都是“通用通道”。任何一种传感器接入采集通道一到采集通道十二中的任意一个通道，会被智能识别、解析，都可以正常工作。此时，采集通道变得灵活通用，在某种传感器数据出现缺测丢失时，比如风向传感器数据丢失，可将风传感器接入一个新的采集通道(这个采集通道连别的传感器，正常工作，不存在数据缺测丢失)，就可以快速判断是风传感器故障，还是风传感器所连的原采集通道故障，维修维护方便了很多。

另一方面，由于十二个采集通道是通用的，用户定制的传感器要素少于十二种的话，采集通道就有多出的可作为备用，比如风传感器所连的采集通道出现故障，可以直接将风传感器换到备用的采集通道上去，可继续正常工作，不会缺测丢失风向数据，这就在一定程度上延长了系统维修间隔期。如果扩展采集通道数量，可将“智能通道”数量扩展到十二个以上，这不仅延长了系统维修间隔期，备份通道在一定程度上降低了用户维护维修成本，还提高了可靠性。通用通道，还可智能识别出传感器所连接到的具体通道，并上传信息给实时监控显示终端软件，还具有防插错的优势。

中央数据采集器1借助于通信终端10连接远程监控终端11，可以进行远程监控。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单，相比于现有采集通道，具有维护维修方便、灵活、通用、防插错、智能化的优点。受中心数据采集系器的控制，当通道被使能允许打开后，传感器数据或命令经过通信接口输入，然后经低通滤波电路、防雷电路、信号转换电路，最后经通信接口送出。低通滤波电路起高频信号进行抑制，避免高频信号干扰的作用。防雷电路起防止雷击或市电不稳引起的浪涌冲击损害。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。