气象站的除冰装置、方法及气象站与流程

本发明涉及除冰技术领域，尤其是涉及一种气象站的除冰装置、方法及气象站。

背景技术：

我国南方地区的山区冬季低温多雨，气温在零度左右时，易形成冻雨，冰雨附着在气象站上形成覆冰，严重损坏气象站设备的电气、机械性能，是威胁风力发电安全生产最主要的自然灾害之一。

目前，现有气象站除冰技术主要采用热力除冰和蒸汽融冰两类，然而上述除冰技术不能只针对气象站出现覆冰的地方进行有效除冰，因此，降低了用户的使用体验。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气象站的除冰装置、方法及气象站，以缓解上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种气象站的除冰装置，其中，该除冰装置包括：控制器，以及与控制器连接的温度采集单元、摄像头和红外辐射器；温度采集单元用于采集当前环境的温度参数，并将温度参数发送至控制器；控制器用于当温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令，并发送至摄像头；摄像头用于根据第一启动指令采集气象站的图像信息，并将采集到的图像信息发送至控制器；控制器还用于在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令，并发送至红外辐射器；红外辐射器用于根据第二启动指令对气象站进行除冰。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该除冰装置还包括转动基台，转动基台包括安装平台和带动安装平台转动的电机，摄像头和红外辐射器安装在安装平台上；电机与控制器连接，控制器还用于触发电机带动安装平台进行转动，以使摄像头对气象站进行图像信息的采集；以及，使红外辐射器对准覆冰所在位置对气象站进行除冰。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，摄像头设置在红外辐射器的外表面，且，摄像头的拍摄区域与红外辐射器的辐射区对应。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，红外辐射器包括由石英管制作而成的红外激发器；红外激发器用于当红外辐射器根据第二启动指令启动后产生热量，以对气象站进行除冰。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，红外辐射器还包括散热单元；其中，散热单元连接红外激发器和转动基台，用于将红外激发器的热量传递至转动基台。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该除冰装置还包括与控制器连接的交互模块，交互模块包括操作单元；操作单元用于接收用户的操作指令，并将操作指令发送至控制器；控制器还用于根据操作指令对摄像头、红外辐射器和/或转动基台进行控制。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，交互模块还包括显示单元；显示单元用于对图像信息进行显示。

第二方面，本发明实施例还提供一种气象站的除冰方法，其中，该气象站的除冰方法应用于上述的除冰装置，该方法包括：温度采集单元用于采集当前环境的温度参数，并将温度参数发送至控制器；控制器用于当温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令，并发送至摄像头；摄像头用于根据第一启动指令采集气象站的图像信息，并将采集到的图像信息发送至控制器；控制器还用于在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令，并发送至红外辐射器；红外辐射器用于根据第二启动指令对气象站进行除冰。

第三方面，本发明实施例还提供一种气象站，其中，该气象站配置有上述的除冰装置。

第四方面，本发明实施例还提供一种控制器，其中，该控制器包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述的气象站的除冰方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种气象站的除冰装置、方法及气象站，能够通过温度采集单元将采集到的当前环境的温度参数发送至控制器后，控制器当判断出温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令发送至摄像头，摄像头根据第一启动指令采集气象站的图像信息发送至控制器，控制器在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令发送至红外辐射器，红外辐射器根据第二启动指令对气象站进行除冰，上述除冰装置有效对气象站覆冰位置进行自动除冰，从而，提高了用户的使用体验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种气象站的除冰装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种气象站的除冰装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种气象站的除冰装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种气象站的除冰方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种控制器的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

目前，气象站电力系统融冰现有技术主要有热力除冰和蒸汽融冰两类，前者是通过加热覆冰部件本体或附近空气融化冰层，后者是利用高温饱和蒸汽融化或蒸发冰层。

现有采用热力除冰有两种方案，一是采用电阻丝或电磁波加热气象站设备本体，利用本体材质的热传导将热量传递到覆冰部件尖端，将冰融化；此方案能量利用率不高，且依赖设备本体传递热量融冰，可能形成冰盖“罩”在气象站上，严重影响设备的测量效果；另一种方案是使用长绝缘热风管来实现远距离的除冰工作，虽然融冰虽然也能取得较好效果，但该方案需要高压空气泵，体积大，对狭小空间的适应能力不强，并且喷出的高压蒸气本身就对设备的测量产生干扰。

进一步，上述除冰技术不能只针对气象站出现覆冰的地方进行有效除冰，因此，降低了用户的使用体验，基于此，本发明实施例提供的一种气象站的除冰装置、方法及气象站，可以缓解上述技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种气象站的除冰装置进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种气象站的除冰装置，如图1所示的一种气象站的除冰装置的结构示意图，该除冰装置包括：控制器100，以及与控制器100连接的温度采集单元101、摄像头102和红外辐射器103；温度采集单元用于采集当前环境的温度参数，并将温度参数发送至控制器；控制器用于当温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令，并发送至摄像头；摄像头用于根据第一启动指令采集气象站的图像信息，并将采集到的图像信息发送至控制器；控制器还用于在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令，并发送至红外辐射器；红外辐射器用于根据第二启动指令对气象站进行除冰。

具体实现时，上述温度采集单元可以为温度计，温度采集单元将采集到的当前环境的温度参数发送至控制器，如果控制器判断出温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令发送至摄像头，启动摄像头采集预设气象站的图像信息，并将采集到的图像信息发送至控制器，控制器利用深度学习算法对图像信息进行识别，如果没有识别出图像信息包括覆冰信息时，温度采集单元会在预设的时间间隔再次将采集到的当前环境的温度参数发送至控制器；当识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令发送至红外辐射器，启动红外辐射器开始对气象站具有覆冰的地方进行除冰。

本发明实施例提供的一种气象站的除冰装置，能够通过温度采集单元将采集到的当前环境的温度参数发送至控制器后，控制器当判断出温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令发送至摄像头，摄像头根据第一启动指令采集气象站的图像信息发送至控制器，控制器在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令发送至红外辐射器，红外辐射器根据第二启动指令对气象站覆冰位置进行除冰，上述除冰装置有效对气象站覆冰位置进行自动除冰，从而，提高了用户的使用体验。

通常，上述控制器通常是整个气象站的除冰装置的中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，可以配置相应的操作系统，以及控制接口等，具体地，可以是单片机、dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)、arm(advancedriscmachines，arm处理器)等能够用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载到内存进行储存与执行，同时，可以内置cpu指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元，具体可以根据实际使用情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

具体地，图2示出了另一种气象站的除冰装置的结构示意图，如图2所示，该除冰装置还包括转动基台200，转动基台包括安装平台201和带动安装平台转动的电机202，摄像头和红外辐射器安装在安装平台上；电机与控制器连接，控制器还用于触发电机带动安装平台进行转动，以使摄像头对气象站进行图像信息的采集；以及，使红外辐射器对准覆冰所在位置对气象站进行除冰。

为了便于说明，图3示出了另一种气象站的除冰装置的结构示意图，如图3所示，摄像头102和红外辐射器103都安装在安装平台201上，且，摄像头设置在红外辐射器的外表面，摄像头的拍摄区域与红外辐射器的辐射区对应，在本实施例中，为了使得摄像头能够更好的对气象站300进行图像信息采集，可以将摄像头设置在红外辐射器外表面的上面。

具体实现时，当控制器将生成的第一启动指令发送至摄像头的同时，控制器生成第一转动指令发送至电机，电机根据第一转动指令带动安装平台上的摄像头进行转动，并根据预先设定的图像采集范围开始对气象站300进行图像信息的采集；当控制器将生成的第二启动指令发送至红外辐射器的同时，控制器生成携带有所述覆冰位置信息的第二转动指令发送至电机，电机根据第二转动指令带动安装平台上的红外辐射器对准覆冰所在位置进行除冰。

进一步，上述红外辐射器包括由石英管制作而成的红外激发器；红外激发器用于当红外辐射器根据第二启动指令启动后产生热量，以对气象站进行除冰。

优选地，石英管是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，是一种非常优良的基础材料，由于石英管具有一系列优良的物理、化学性能，因此，被常用于电火桶，电烤火炉，电取暖器等设备起发热作用。在本实施例中，红外激发器利用石英管制作而成，当红外辐射器根据第二启动指令启动时，红外激发器能够产生热量实现对气象站进行除冰。

通常，红外辐射器还包括散热单元；其中，散热单元连接红外激发器和转动基台，用于将红外激发器的热量传递至转动基台。

具体实现时，由于红外激发器是把金属隔绝空气加热到1000多摄氏度，因此，会有一些余热散发在红外辐射器的外壳上，在实际使用时，上述散热单元可为由氧化镁材料制作成的散热片，将散热片裹着红外激发器，并将散热片与转动基台连接，以使红外辐射器的余热导出至转动基台，有效防止转动基台被冻住。

具体地，如图2所示，该除冰装置还包括与控制器连接的交互模块203，交互模块包括操作单元204；操作单元用于接收用户的操作指令，并将操作指令发送至控制器；控制器还用于根据操作指令对摄像头、红外辐射器和/或转动基台进行控制。

在实际应用时，用户还可以通过交互模块中的操作单元实现对摄像头、红外辐射器和/或转动基台的控制，具体地，用户可以手动远程控制除冰装置，利用摄像头观察气象站覆冰情况，并可通过对操作单元的操作来控制转动基台转动到气象站覆冰位置启动红外辐射器进行融冰。

进一步，上述交互模块还包括显示单元205；显示单元用于对图像信息进行显示。

具体地，为了便于用户更好的了解气象站的覆冰情况，在实际使用时，控制器还可以将摄像头采集到的图像信息发送至显示单元进行显示，上述显示单元可以为crt(cathoderaytube，阴极射线管)显示屏或lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示器)显示屏。

实施例二：

进一步，本发明实施例还提供了一种气象站的除冰方法，该气象站的除冰方法应用于上述的除冰装置，如图4所示的一种气象站的除冰方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤s402，温度采集单元用于采集当前环境的温度参数，并将温度参数发送至控制器；

步骤s404，控制器用于当温度参数低于预设温度阈值时生成第一启动指令，并发送至摄像头；

步骤s406，摄像头用于根据第一启动指令采集气象站的图像信息，并将采集到的图像信息发送至控制器；

步骤s408，控制器还用于在识别出图像信息包括覆冰信息时，生成携带有覆冰位置信息的第二启动指令，并发送至红外辐射器；

步骤s410，红外辐射器用于根据第二启动指令对气象站进行除冰。

本发明实施例提供的气象站的除冰方法，与上述实施例提供的气象站的除冰装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供一种气象站，其中，该气象站配置有上述的除冰装置。

进一步，本发明实施例还提供一种控制器，其中，该控制器包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述的气象站的除冰方法。

参见图5所示的一种控制器的结构框图，包括：处理器700，存储器701，总线702和通信接口703，所述处理器700、通信接口703和存储器701通过总线702连接；处理器700用于执行存储器701中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器701可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口703(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线702可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器700可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器700中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器700可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器701，处理器700读取存储器701中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的气象站的除冰装置、方法及气象站的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法和系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。