专利名称：一种天气雷达远程控制报警系统的制作方法
技术领域：
本发明属于天气雷达远程控制技术领域，具体涉及一种天气远程控制报警系统。
背景技术：
目前全国已建新一代天气雷达150余部，新一代天气雷达网的组建丰富了天气预报服务的手段，极大地提高了气象部门天气预报的准确率。在新一代天气雷达网的组建过程中，考虑到雷达的使用效率及对人们生产生活的影响，绝大部分天气雷达都建在地势较高、远离生活区的偏远地区。因为雷达机房噪声较大，不适合观测人员长期坚守，所以我国的天气雷达站普遍采取观测室与机房分离的办法，这样就导致观测人员无法实时了解机房的全部信息，更无法对雷达机房内的设备进行远程控制。天气雷达在设计阶段，研发人员对雷达的很多状态进行了监控，但这些状态信息只是传送到了信息部门和管理部门的数据库，无法及时的让值班人员获悉。新一代天气雷达系统对运行环境的温湿度大小很敏感，在雷达塔楼的建设中，虽然设置了降温除湿设备，但对雷达机房内的温、湿度大小及相关设备的好坏无法检测。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种天气远程控制报警系统，具有准确率高，可实现机房内的温度、湿度数据的远程监控的特点。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种天气远程控制报警系统，包括有数据采集控制板I的网络端与网络接口板2相连，数据采集控制板的传感器端连有钼电阻温度传感器、电容湿度传感器、交流变送器、中间继电器和时间继电器，交流变送器分别与市电电压、UPS电压及发电机电压相连，中间继电器和时间继电器均与大容量继电器相连，大容量继电器与发射机、接收机、伺服及雷达数据询问单元RDA相连；
所述的数据采集控制板采用型 号为PIC16F877A的单片机。所述的数据采集控制板的包括有中央控制单元，中央控制单元一端与RS485隔离接口相连，中央控制单元的数模转换端与通过数模转换单元与恒流源、遥测接口相连；中央控制单元的通过状态转换单元与遥信接口相连；中央控制单元的的输出控制单元与遥控接口相连；
所述的RS485隔离接口采用6N137隔离芯片。所述的6N137隔离芯片的电路包括隔离电源，隔离电源分别与输入高速隔离电路、输出高速隔离电路及输入输出控制隔离电路相连，输入高速隔离电路一端与数字输入缓冲电路相连，另一端与差分电路相连；输出高速隔离电路与数字输出缓冲电路相连；输入输出控制隔离电路与差分电路相连。所述的数据采集控制板与16路开关量接口相连，16路开关量接口分别与发射机状态电路、接收机状态电路、伺服状态电路、RDA状态电路、UPS相序状态电路、发电机相序状态电路、空气压缩机状态电路及七路备份电路相连。
所述的采集控制板通过控制电路发出8路控制信号。所述的控制电路包括有遥控输出接口，遥控输出接口分别与发射机控制接口、接收机控制接口、伺服控制接口、RDA控制接口及四路备份电路相连。所述的交流变压器一端与供电电路相连，另一端通过绝对值电路与平方器电路相连，平方器电路通过均方器电路与有效值输出电路相连，供电电路还与绝对值电路、平方器电路及均方器电路相连。所述的遥测接口包括有遥测量输入电路，遥测量输入电路通过模拟信号缓冲电路与A/D变换器相连，A/D变换器与数字量输出电路相连。本发明的有益效果是:
截止目前，我国气象部门现在已建设新一代天气雷达256部，总投资达100亿元人民币左右，按照规划还将建设100部左右.受工作原理及探测方式的影响，几乎所有雷达均建设在地理位置较高的地方，远离市区，交通不便.目前雷达的主要运行方式是值班人员驻站保障，因为新一代天气雷达属于高科技设备，维修费用很高，这给全国的保障工作带来了很大压力。每部新一代天气雷达雷达每年的维持费大约80万，其中有50万左右用于设备维修及人员驻站开销。根据经验，造成雷达故障的主要原因是机房环境的变化，因为新一代天气雷达的运行对机房的温度、湿度要求较为严格，按照技术手册，机房温度不能超过25度，机房相对湿度不能超过70%，一旦超标，将会造成严重故障，造成重大经济损失，我国新一代天气雷达机房的温湿度控制主要靠机房安装的空调，因为雷达机房辐射强、噪音大，对人体有很大危害，因此平常值班人员一般都不在机房作长时间停留，因此，一旦空调发生故障，很快造成机房温湿度超标，从而导致雷达故障。另一方面，本发明对供电质量要求严格，市电电压的变动幅度超过阈值，也会造成设备的损坏。本发明的实现，能够很好的解决以上问题，对机房温湿度、市电进行实时在线监控，能够在最短的时间内发现机房环境的变化，通过本发明的远程开关机操作，可以迅速的将设备关机，避免发生重大故障。另外，本发明实现的是远程监控、控制，雷达保障人员在办公室就可以对雷达进行监控、操作，避免了长时间在雷达站的驻守和奔波，节省了大量人力物力。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明数据采集控制板的结构示意图。图3为本发明RS485隔离接口电路框图。图4为本发明16路开关量接口电路框图。图5为本发明控制电路的结构框图。图6为本发明交流变送器的连接电路框图。图7为本发明遥测接口的电路框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，一种天气远程控制报警系统，包括有数据采集控制板I的网络端与网络接口板2相连，数据采集控制板I的传感器端连有钼电阻温度传感器3、电容湿度传感器4、交流变送器5、中间继电器6和时间继电器7，交流变送器5分别与市电电压8、UPS电压9及发电机电压10相连，中间继电器6和时间继电器7均与大容量继电器11相连，大容量继电器11与发射机12、接收机13、伺服14及雷达数据询问单元RDA15相连；
雷达机房数据采集控制板将机房环境监测量温湿度模拟量采集至遥测0和遥测1，市电电压、UPS电压、发电机电压等采集至其它遥测端，烟感、门禁机房环境状态量接至数据采集控制板遥信端，同时雷达设备状态量也接至遥信端，数据采集控制板遥控端分别接至雷达发射机、接收机、伺服、RDA (雷达数据询问单元)电源控制端。根据机房需要，遥控端也可控制机房空调及照明。数据采集控制板将这些模拟量、状态量上传至网络接口单元，通过公共网络把数据交给监控中心，同时监控中心把相关控制命令(打开雷达相关设备和相关附属单元空调、照明)经网络发送至数据采集控制板，数据采集控制板予以执行。监控中心由数据服务器、GPS时钟服务器、手持式终端如移动终端，无线数据和短信接口。雷达机房数据存储于数据服务器，予以查询和显示，GPS时钟服务器同步整个网络时钟，确保信息时间准确及时。当雷达机房信息状态异常时，数据通过无线数据接口和短信接口发送至相关人员移动终端。参见图2，图2为本发明数据采集控制板的电路图。所述的数据采集控制板采用型号为PIC16F877A的单片机。所述的数据采集控制板的包括有中央控制单元16，中央控制单元16 —端与RS485隔离接口 17相连，中央控制单元16的数模转换端与通过数模转换单元18与恒流源19、遥测接口 20相连；中央控制单元16的通过状态转换单元41与遥信接口 21相连；中央控制单元16的的输出控制单元52与遥控接口 22相连；
所述的RS485隔离接口 17采用6N137隔离芯片。模拟量温湿度及市电、UPS、发电机电压量送至数据采集控制板的遥测端口，遥测端口主要由运放构成的缓冲电路，2.5mA电流源、A/D变换器组件，共有8路模拟接口。状态量接至遥信端口，遥信端口主要由光耦组成的隔离接口，共有16路状态接口。遥控接口由小型继电器组成的输出接口，可提供8路遥控接口。采集器输出采用RS485隔离接口。当数据采集量较多时，一个数据采集控制板不能胜任时，可通过RS485总行扩展多个数据采集控制板。参见图3，图3为本发明网络接口的电路图，所述的数据采集控制板与16路开关量接口相连，16路开关量接口分别与发射机状态电路30、接收机状态电路31、伺服状态电路32、RDA状态电路33、UPS相序状态电路34、发电机相序状态电路35、空气压缩机状态电路36及七路备份电路37相连。网络数据通过RJ45端口与RTL8019网络接口芯片交换，数据交换后送至单片机STC12C2052,同时单片机将相关数据通过RS485端口发送至数据采集器，网络接口板同时也将数据采集板的数据予以打包通过网络发送。参见图4，所述的数据采集控制板与16路开关量接口相连，16路开关量接口分别与发射机状态电路30、接收机状态电路31、伺服状态电路32、RDA状态电路33、UPS相序状态电路34、发电机相序状态电路35、空气压缩机状态电路36及七路备份电路37相连。
参见图5，所述的数据采集控制板通过控制电路发出8路控制信号。所述的控制电路包括有遥控输出接口，遥控输出接口分别与发射机控制接口 38、接收机控制接口 39、伺服控制接口 40、RDA控制接口 41及四路备份电路53相连。参见图6，所述的交流变压器一端与供电电路42相连，另一端通过绝对值电路43与平方器电路44相连，平方器电路44通过均方器电路45与有效值输出电路46相连，供电电路42还与绝对值电路、平方器电路及均方器电路相连。参见图7，所述的遥测接口包括有遥测量输入电路47，遥测量输入电路47通过模拟信号缓冲电路48与A/D变换器49相连，A/D变换器49与数字量输出电路50相连。由于雷达机房附属设备种类较多，如UPS、发电机、市电设备、空调、照明系统，各站相关设备不一致，监测量也不相同，需对各站相关需要监测的量进行分类，如电压量，当UPS三相电压、市电三相电压和发电机三相电压需要同时测量时，可扩展数据采集控制板，形成RS485串行网络。可根据用户需求扩展其它信息如UPS电池电压监测、室内视频监测。各种监测信息均由现场具体而定。本发明的工作原理是:
将本项目分为两大块:1.雷达站硬件控制系统。2.局站远程软件控制和监控系统。雷达站硬件控制系统主要完成雷达各分系统的开关机、雷达机房UPS和市电电压的监测、温湿度的监测、机房附属相关设备的控制如空调等。雷达机房数据采集控制板将机房环境监测量温湿度模拟量采集至遥测0和遥测1，市电电压、UPS电压、发电机电压等采集至其它遥测端，烟感、门禁机房环境状态量接至数据采集控制板遥信端，同时雷达设备状态量也接至遥信端，数据采集控制板遥控端分别接至雷达发射机、接收机、伺服、RDA (雷达数据询问单元)电源控制端，数据采集控制板将这些模拟量、状态量上传至网络接口单元，通过公共网络把数据交给监控中心，同时监控中心把相关控制命令(打开雷达相关设备和相关附属单元空调、照明)经网络发送至数据采集控制板，数据采集控制板予以执行。当雷达机房信息状态异常时，数据通过无线数据接口和短信接口发送至相关人员移动终端。
权利要求
1.一种天气远程控制报警系统，其特征在于，包括有数据采集控制板(I)，数据采集控制板(I)的网络端与网络接口板(2)相连，数据采集控制板⑴的传感器端连有钼电阻温度传感器(3)、电容湿度传感器(4)、交流变送器(5)、中间继电器(6)和时间继电器(7)，交流变送器(5)分别与市电电压(8)、UPS电压(9)及发电机电压(10)相连，中间继电器(6)和时间继电器(7)均与大容量继电器(11)相连，大容量继电器(11)与发射机(12)、接收机(13)、伺服(14)及雷达数据询问单元RDA(15)相连。
2.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的数据采集控制板采用型号为PIC16F877A的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的数据采集控制板的包括有中央控制单元(16)，中央控制单元(16)—端与RS485隔离接口(17)相连，中央控制单元(16)的数模转换端与通过数模转换单元(18)与恒流源(19)、遥测接口(20)相连；中央控制单元(16)的通过状态转换单元(41)与遥信接口(21)相连；中央控制单元(16)的的输出控制单元(52)与遥控接口(22)相连。
4.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的RS485隔离接口(17)采用6N137隔离芯片。
5.根据权利要求4所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的6N137隔离芯片的电路包括隔离电源(23)，隔离电源(23)分别与输入高速隔离电路(24)、输出高速隔离电路(25)及输入输出控制隔离电路(26)相连，输入高速隔离电路(24) 一端与数字输入缓冲电路(27)相连，另一端与差分电路(28)相连；输出高速隔离电路(25)与数字输出缓冲电路(29)相连；输入输出控制隔离电路(26)与差分电路(28)相连。
6.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的数据采集控制板与16路开关量接口相连，16路开关量接口分别与发射机状态电路(30)、接收机状态电路(31)、伺服状态电路(32)、RDA状态电路(33)、UPS相序状态电路(34)、发电机相序状态电路(35)、空气压缩机状态电路(36)及七路备份电路(37)相连。
7.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的采集控制板通过控制电路发出8路控制信号，所述的控制电路包括有遥控输出接口，遥控输出接口分别与发射机控制接口(38)、接收机控制接口(39)、伺服控制接口(40)、RDA控制接口(41)及四路备份电路(53)相连。
8.根据权利要求1所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的交流变送器一端与供电电路(42 )相连，另一端通过绝对值电路(43 )与平方器电路(44 )相连，平方器电路(44)通过均方器电路(45)与有效值输出电路(46)相连，供电电路(42)还与绝对值电路、平方器电路及均方器电路相连。
9.根据权利要求3所述的一种天气远程控制报警系统，其特征在于，所述的遥测接口包括有遥测量输入电路(47)，遥测量输入电路(47)通过模拟信号缓冲电路(48)与A/D变换器(49)相连，A/D变换器(49)与数字量输出电路(50)相连。
全文摘要
一种天气远程控制报警系统，其数据采集控制板的网络端与网络接口板相连，数据采集控制板的传感器端连有铂电阻温度传感器、电容湿度传感器、交流变送器、中间继电器和时间继电器，交流变送器分别与市电电压、UPS电压及发电机电压相连，中间继电器和时间继电器均与大容量继电器相连，大容量继电器与发射机、接收机、伺服及雷达数据询问单元RDA相连；数据采集控制板将机房环境监测量温湿度模拟量采集至遥测0和遥测1，烟感、门禁机房环境状态量接至数据采集控制板遥信端，雷达设备状态量接至遥信端，数据采集控制板将数据上传至网络接口单元，通过网络交给监控中心，具有准确率高，可实现机房内的温度、湿度数据的远程监控的特点。
文档编号G05B19/418GK103116333SQ20131001161
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者白水成 申请人:陕西省大气探测技术保障中心