一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气象环境监测技术，特别是属于一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备及方法。
【背景技术】
[0002]传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制以供其他设备进行接收和使用等要求。
[0003]在水文气象环境监测系统中，最经常使用的为温度传感器、雨量传感器和风速传感器；其中，温度传感器用于感知外界温度信号；雨量传感器用于感知雨量桶雨量信息，进而可以做到遥测液体降水量、降水强度、降水起止时间；风速传感器用于感知外界风速信号，监测风速及风量大小。
[0004]现有的气象环境系统监测方法中，无法做到传感器工作过程中监测数据的实时传输，大多数情况下采取的做法是:首先将监测数据存储到存储设备，然后拿到监控中心再进行读取分析的，整个过程不能实现数据实时传输，进而无法做到系统的实时监控。
[0005]传统传感器的数据传输还存在着数据传输不可靠的缺点，传统传感器通过有线或者蓝牙、红外等短距离无线传输的方式进行数据传输，数据传输不够稳定可靠，易被干扰，且传输距离有限。
[0006]此外，传统的气象环境测量法中的测量工作，因为需要使用的传感器种类繁多，各个传感器无法被统一、集中的管理和收集测量数据，因此会存在监测工作量繁重、线路布局复杂等缺陷；而且传感器需要人工读取，会存在误差，进而导致测量数据准确度不高。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备及方法，以达到实现气象环境实时监控、数据实时传输、数据准确传输、使用简单方便以及减轻人工工作量强度的目的。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]本发明提供了一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备，包括气象监测单元、预处理单元、数据处理单元及数据传输单元；
[0010]所述气象监测单元，用于检测当前环境以得到监测信号，并将所述监测信号发送至所述预处理单元；
[0011]所述预处理单元，用于对所述监测信号进行放大处理及模数转换处理，得到监测数据；
[0012]所述数据处理单元，用于根据所述监测数据，计算得到当前环境的气象环境数据，并确定所述气象环境数据的传输配置信息；
[0013]其中，所述气象环境数据至少包括以下中的一种或多种:温度、雨量和风速数据；
[0014]所述数据传输单元，用于通过移动通信模块和/或北斗通信模块，按照所述传输配置信息对所述气象环境数据进行实时传输。
[0015]所述数据处理单元包括微控制单元MCU和与所述微控制单元MCU连接的中央处理器CPU，其中，所述CPU连接有存储模块、SIM卡和/或北斗卡；所述的存储模块，包括SRAM (Static Random Access Memory，静态高速缓存)和 FLASH 内存；
[0016]所述微控制单元MCU，用于接收所述监测数据，根据所述监测数据计算得到所述气象环境数据，将所述气象环境数据发送至所述CPU，并接收、解析和传递所述CPU发过来的指令；
[0017]所述CPU读取预设的配置文件，确定气象环境数据的传输配置信息，并将所述气象环境数据存入缓存；其中所述传输配置信息包括发送方式、发送时间和发送频率。
[0018]所述的气象监测单元包括温度传感器、雨量传感器和风速传感器中的至少一种。
[0019]所述预处理单元包括信号放大器、A/D转换器，所述信号放大器与所述气象检测单元以及A/D转换器相连接。
[0020]所述的CPU还设置有管理接口 ；所述的管理接口，用于提供对外的通信接口。
[0021]所述的移动通信模块包括:移动通信基带处理芯片、D/A模块、移动通信射频芯片和移动通?目天线；
[0022]其中，所述移动通信基带处理芯片与CPU相连接；所述D/A模块分别与移动通信基带处理芯片、移动通信射频芯片相连接；
[0023]所述的北斗通信模块具有BD基带处理芯片、D/A模块、射频芯片模块和北斗天线；
[0024]其中，所述BD基带处理芯片与CPU相连接，所述D/A模块分别与BD基带处理芯片、射频芯片模块相连接；
[0025]所述的射频芯片模块，包括北斗一代射频芯片和北斗二代射频芯片；所述的射频芯片模块通过功分器与北斗天线相连接。
[0026]优选地，所述的基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备，还具有:输入单元;
[0027]所述的输入单元，用于使用者输入对整个装置进行预先设定的配置文件，输入单元与数据处理单元的CPU相连接；
[0028]所述的配置文件存储在存储模块的FLASH内存中。
[0029]本发明还提供了一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测方法，包括以下步骤:
[0030]检测当前环境以得到监测信号，并将所述监测信号发送至所述预处理单元；
[0031]对所述监测信号进行放大处理及模数转换处理，得到监测数据；
[0032]根据所述监测数据，计算得到当前环境的气象环境数据，并确定所述气象环境数据的传输配置信息；
[0033]其中，所述气象环境数据至少包括以下中的一种或多种:温度、雨量和风速数据；
[0034]按照所述传输配置信息，通过移动通信模块和/或北斗通信模块对所述气象环境数据进行实时传输。
[0035]具体的，如果配置文件中的配置信息设定的是需要通过北斗通信模块传输，则将气象环境数据传递给北斗通信模块，由北斗通信模块传输；
[0036]如果是需要通过移动通信模块传输，则将气象环境数据传传递至移动通信模块，由移动通信模块进行传输。
[0037]所述的通过北斗通信模块对所述气象环境数据进行实时传输，具体包括，
[0038]将所述气象环境数据传递给BD基带处理芯片；
[0039]BD基带处理芯片将气象环境数据处理成符合北斗卫星传输协议的信息，然后将数据信息传递给D/A模块，D/A模块进行信号转换，并将信号传递给射频芯片模块；
[0040]射频芯片模块将信号以无线信号的方式通过北斗天线传输出去；
[0041]所述的通过移动通信模块对所述气象环境数据进行实时传输，具体包括，
[0042]将所述气象环境数据传传递至移动通信基带处理芯片；
[0043]移动通信基带处理芯片将气象环境数据处理成符合移动通信协议的信息，然后将数据信息传递给D/A模块，通过D/A模块进行信号转换，并将信号传递给移动通信射频芯片；
[0044]移动通信射频芯片将信号以无线信号的方式通过移动通信天线发射出去。
[0045]本发明所提供的一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备，采用北斗卫星通信传输和移动数据通信传输互为备选的方式进行传输，保证了数据信息传输的实时、连续、稳定传输；具有自动化程度高、数据实时传输稳定可靠、使用简单便捷、减轻人工测量工作强度的积极效果。
【附图说明】
[0046]图1为本发明实施例一提供的整体结构示意图；
[0047]图2为本发明实施例一提供的结构示意图；
[0048]图3为本发明实施例一提供的一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测方法流程示意图。
[0049]附图标记说明:
[0050]110、气象监测单元；111温度传感器；112、雨量传感器；113、风速传感器；120、预处理模块；121、信号放大器；122、A/D转换器；130、数据传输单元；131、移动通信基带处理芯片；132、移动通信射频芯片；133、移动通信天线；134、BD基带处理芯片；135、功分器；136、北斗天线；137、北斗二代射频芯片；138、北斗一代射频芯片；140、数据处理单元；141、微控制单元 MCU (Micro Control Unit) ; 142、CPU (Central Processing Unit) ;143、SRAM (Static Random Access Memory，静态高速缓存)；144、FLASH 内存；145、北斗卡；146、S頂卡;147、管理接口 ；150、输入单元。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0052]如图1所示，本发明所提供的一种基于北斗卫星和移动通信的气象环境监测设备，包括气象监测单元110、预处理单元120、数据处理单元140及数据传输单元130 ；
[0053]其中，所述气象监测单元110，用