专利名称：便携式森林防火智能气象监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属森林防火技术领域，具体涉及一种森林气象监测仪器。
背景技术：
根据调查可知中国目前的森林火险气象监测只设立在国家林业局防火中心，而且只是利用国家气象局的卫星遥感技术对火险进行宏观监测，对于不同林区、不同植被进行微观的精细管理还相差的很远。中国绝大部分林区和各级林业管理部门没有火险气象监测预警系统和GIS下的预报功能。建立定点自动气象数据采集、数据传输、火险等级自动生成和发布森林气象监测预警的系统，实现森林防火的现代化的管理技术和管理办法是研发该设备的工作目的。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种调试和数据处理智能化程度高的便携式森林防火智能气象监测仪。
以下结合附图对本实用新型进行描述本实用新型由传感器组件A、气象仪器主机B和三角支撑架1组成，其中三角支撑架1上部与传感器组件A中的手柄沈下部连接，气象仪器主机B中的通信电缆13 —端与传感器组件A中的气象元素采集器的传感器输出线连接。传感器组件A由风速传感器14、风速轴承I 15、永磁铁16、风速测试仪主轴17、风速轴承1118、上防尘罩19、风向尾翼20、下防尘罩21、风道网22、轴流风机23、风道M、风道托25、手柄沈、湿度传感器27、温度传感器观、传感器轴承座29、电位器30、风向电位器31、 配重球32、风向套33、风速测试仪帽34、风速测试仪压盖35组成，其中手柄沈、风道托25、 传感器轴承座29、电位器30、外部套有风向套33的风向电位器31、风速测试仪帽34和风速测试仪压盖35顺序连接；手柄沈下部与三角支撑架1上部连接；风向套33外部两侧分别设有配重球32和风向尾翼20 ；风道M固接于风道托25，风道M —侧置有风道网22，风道 24还固接有湿度传感器27、温度传感器28和轴流风机23 ；电位器30下端和风向电位器31 上端分别固接有下防尘罩21和上防尘罩19 ；风速测试仪帽34外部设有风速传感器14 ；风速测试仪帽34下端与传感器轴承座四上端之间设有永磁铁16 ；风速轴承I 15和风速轴承1118外圈分别与风速测试仪帽34下部和传感器轴承座四中心管上端过盈配合，风速轴承I 15和风速轴承1118内圈与风速测试仪主轴17下端过盈配合；风速测试仪主轴17上端穿过风速测试仪帽34的中心孔，与风速测试仪压盖35固接。气象仪器主机B外部由电源电缆2、电源插头3、电源电缆插头4、液晶显示屏5、计算机接口插头6、通信电缆7、键盘8、主机9、指示灯10、通信电缆插头11、信号电缆插头12 和通信电缆13组成，其中电源插头3经电源电缆2与固接于主机9的电源电缆插头4连接； 计算机接口插头6经通信电缆7与固接于主机9的通信电缆插头11连接；通信电缆13 — 端与固接于主机9的信号电缆插头12连接，通信电缆13另一端与传感器组件A的气象元
3素采集器的传感器输出线连接；液晶显示屏5、键盘8和指示灯10置于主机9正面；气象仪器主机B内部为包含数据采集器的仪用放大器、气象信息数据存储器、显示控制器、实时钟电路和芯片的单片机，且都与微机接口 ；数据采集器设计有传感器测量驱动用蓄电池，蓄电池与传感器组件A中各气象元素测试传感器连接；显示控制器设有自带程序存储器、具有两个串行接口的单片机、数据存储模块和液晶显示器；数据采集器经通信电缆7与固接于主机9的通信电缆插头11连接。数据处理器采用单片机接收经过“数据采集器”预处理后的实时气象数据，进行计算、显示、存储和输出。“数据处理器”可通过键盘进行各种参数设置，包括(1)设置测站高程(海拔高度)和磁座偏角；(2)设置测量数据显示格式(常规气象参数、地面气象诸元)；(3)设置测量数据实时传输功能开启与关闭；(4)设置键盘操作按键蜂鸣声开启与关闭；(5)调整日期与时间；(6)设置风向数据显示单位为度或密位；(7)设置气压数据显示单位为百帕或毫米汞柱；(8)设置测量数据存储周期；(9)设置测量数据更新周期；(10)设置传感器检定订正参数。本实用新型的气象采集单元对大气温度、相对湿度、大气压力、风速、风向、指北传感器进行控制、采集。并计算出露点温度、平均风速、平均风向。可以用显示控制器来设定采集器的工作方式、日期、时间和修正参数。采集器连续工作时，按照设定的输出周期发送一组气象数据到显示控制器，并按照设定的储存周期，定时向采集器内存储一组气象数据。采集器内配置有单片机、实时时钟电路、高精度宽温的A/D转换电路、频率计数器电路、RS-485接口电路。实时时钟电路负责单片机的走时和实时控制等；高精度宽温的A/ D转换电路是将各传感器的模拟信号转换成数字信号；RS-485接口电路使采集器与显示控制器相互通讯；采集器配备有看门狗电路以保证观测仪的连续可靠的运行。显示控制器单元采用单片机控制。可实时显示气象数据及相应的时间，显示的方式分为单点显示和循环显示。还带有RS-485和RS-232串行接口各一个，经过RS-485串行接口与采集器通讯，相互交换信息，参数与周期的设定和时钟的校准，接收采集器发来的气象信息；查询历史的气象数据；并可将采集器内存储的数据下载到显示控制器内；经过 RS-232串行接口可将接收来的气象数据，传送给上位微机，也可将下载的的数据传送给上位微机。本实用新型的积极效果在于智能化检测与数据处理能力强，在森林防火监控中可测量地面风向、风速、气温、空气湿度和气压，且能自动预警，使用方便、体积小、重量轻、 便于携带。
图1为便携式森林防火智能气象监测仪的总体结构示意图图2为传感器组件结构示意图
4[0025]图3为显示器示意图其中A.传感器组件 B.气象仪器主机 1.三角支撑架 2.电源电缆 3.电源插头4.电源电缆插头 5.液晶显示屏 6.计算机接口插头 7.通信电缆 8.键盘 9.主机10.指示灯11.通信电缆插头12.信号电缆插头13.通信电缆14.风速传感器15.风速轴承I 16.永磁铁17.风速测试仪主轴18.风速轴承II 19.上防尘罩 20.风向尾翼21.下防尘罩 22.风道网 23.轴流风机24.风道25.风道托26.手柄 27.湿度传感器28.温度传感器 29.传感器轴承座 30.电位器 31.风向电位器 32.配重球33.风向套34.风速测试仪帽35.风速测试仪压盖
具体实施方式
本实用新型中三角支撑架1上部与传感器组件A中的手柄沈下部连接，气象仪器主机B中的通信电缆13 —端与传感器组件A中的气象元素采集器的传感器输出线连接。传感器组件A中手柄沈、风道托25、传感器轴承座29、电位器30、外部套有风向套 33的风向电位器31、风速测试仪帽34和风速测试仪压盖35顺序连接；手柄沈下部与三角支撑架1上部连接；风向套33外部两侧分别设有配重球32和风向尾翼20 ；风道M固接于风道托25，风道M —侧置有风道网22，风道M还固接有湿度传感器27、温度传感器28和轴流风机23 ；电位器30下端和风向电位器31上端分别固接有下防尘罩21和上防尘罩19 ； 风速测试仪帽34外部设有风速传感器14 ；风速测试仪帽34下端与传感器轴承座四上端之间设有永磁铁16 ；风速轴承I 15和风速轴承II 18外圈分别与风速测试仪帽34下部和传感器轴承座四中心管上端过盈配合，风速轴承I 15和风速轴承II 18内圈与风速测试仪主轴17下端过盈配合；风速测试仪主轴17上端穿过风速测试仪帽34的中心孔，与风速测试仪压盖35固接。气象仪器主机B外部的电源插头3经电源电缆2与固接于主机9的电源电缆插头4连接；计算机接口插头6经通信电缆7与固接于主机9的通信电缆插头11连接；通信电缆13 —端与固接于主机9的信号电缆插头12连接，通信电缆13另一端与传感器组件A 的气象元素采集器的传感器输出线连接；液晶显示屏5、键盘8和指示灯10置于主机9正面；气象仪器主机B内部为包含数据采集器的仪用放大器、气象信息数据存储器、存储信息的显示控制器、实时钟电路和芯片的单片机，且都与微机接口 ；数据采集器设计有传感器测量驱动用12V10AH蓄电池，蓄电池具有恒流源和电压源，与传感器组件A中各气象元素测试传感器连接；显示控制器设有自带程序存储器、具有两个串行接口的单片机、数据存储模块和液晶显示器，液晶显示屏5采用图形点阵液晶显示器；数据采集器经通信电缆7与固接于主机9的通信电缆插头11连接，测量数据可通过接口自动传输给指挥终端计算机。风速传感器14将采集单元合为一体，风向的转换采用电位器技术，风速采用光电转换方法，结构上以采集器外壳为支撑；湿度传感器27采用薄膜湿敏电容集成器件；温度传感器28采用PtlOO精密钼电阻测温器件。本实用新型的气象仪器主机3采用集成电路技术数据采集器的信号采用Σ AD变换技术，将AD变换器，仪用放大器，量程切换，通道控制信号集成在一个芯片内。采集器上设计有传感器测量驱动用的高精度的恒流源和电压源，使传感器直接与采集器接口。系统的硬件实时钟电路本身带有后备电源，在系统停电后仍能维持走时，每次投电后无需对时。气象仪器主机3采用自带程序存储器和内部RAM容量较大的，并具有两个串口的单片机。 气象仪器主机3系统中采用SPI、I2C总线技术的串行接口总线技术。气象仪器主机3采用 AD变换器、实时钟电路、E2PR0M数据存储器都与微机接口相连。本产品采用DC/DS变换器来隔离电源，同时采用隔离型的串行接口芯片。采用RS-485接口技术。数据存储(64K字节)通过I2C总线与气象仪器主机3接口，它总共可以连续存储1000组采集的数据，能使气象采集单元独立工作，在无人照料的情况下，将气象数据存储下来，以供事后下载作数据分析。气象仪器主机3采用宽温的电路芯片，高稳定度的参考信号，自校准的技术。显示控制器由单片机，两个串行接口，数据存储模块，液晶显示器等部分组成，在不同的数据处理系统结构中起到不同的作用。本实用新型的主要技术指标a.气象测量要素大气温度(_50°C +50°C 士0. 3°C)；大气湿度(0 100 % 士 5%)；地表湿度(0 100% 士 5%)；风速(0 40m/s 士 0. 3 匪)；风向(0 360° 士 5° )。b.工作环境温度-40 +50°C ；湿度10% 100% RH。c.系统可靠性MTBF 彡 5000h。
权利要求1.一种便携式森林防火智能气象监测仪，其特征在于由传感器组件(A)、气象仪器主机(B)和三角支撑架(1)组成，其中三角支撑架(1)上部与传感器组件(A)中的手柄(26) 下部连接，气象仪器主机(B)中的通信电缆(13) —端与传感器组件(A)中的气象元素采集器的传感器输出线连接。
2.按权利要求1所述的便携式森林防火智能气象监测仪，其特征在于所述的传感器组件㈧由风速传感器(14)、风速轴承I (15)、永磁铁(16)、风速测试仪主轴(17)、风速轴承 II (18)、上防尘罩(19)、风向尾翼(20)、下防尘罩(21)、风道网(22)、轴流风机(23)、风道 (24)、风道托(25)、手柄(26)、湿度传感器(27)、温度传感器(28)、传感器轴承座(29)、电位器(30)、风向电位器(31)、配重球(32)、风向套(33)、风速测试仪帽(34)风速测试仪压盖 (35)组成，其中手柄(26)、风道托(25)、传感器轴承座(29)、电位器(30)、外部套有风向套 (33)的风向电位器(31)、风速测试仪帽(34)和风速测试仪压盖(35)顺序连接；手柄(26) 下部与三角支撑架(1)上部连接；风向套(33)外部两侧分别设有配重球(32)和风向尾翼 (20)；风道(24)固接于风道托(25)，风道(24) —侧置有风道网(22)，风道(24)还固接有湿度传感器(27)、温度传感器(28)和轴流风机(23)；电位器(30)下端和风向电位器(31) 上端分别固接有下防尘罩(21)和上防尘罩(19)；风速测试仪帽(34)外部设有风速传感器 (14)；风速测试仪帽(34)下端与传感器轴承座(29)上端之间设有永磁铁(16)；风速轴承 1(15)和风速轴承II (18)外圈分别与风速测试仪帽(34)下部和传感器轴承座(29)中心管上端过盈配合，风速轴承1(15)和风速轴承11(18)内圈与风速测试仪主轴(17)下端过盈配合；风速测试仪主轴(17)上端穿过风速测试仪帽(34)的中心孔，与风速测试仪压盖 (35)固接。
3.按权利要求1所述的便携式森林防火智能气象监测仪，其特征在于所述的气象仪器主机⑶外部由电源电缆(2)、电源插头(3)、电源电缆插头(4)、液晶显示屏(5)、计算机接口插头(6)、通信电缆(7)、键盘(8)、主机(9)、指示灯(10)、通信电缆插头(11)、信号电缆插头(12)和通信电缆(13)组成，其中电源插头(3)经电源电缆(2)与固接于主机(9)的电源电缆插头(4)连接；计算机接口插头(6)经通信电缆(7)与固接于主机(9)的通信电缆插头(11)连接；通信电缆(13) —端与固接于主机(9)的信号电缆插头(12)连接，通信电缆 (13)另一端与传感器组件(A)的气象元素采集器的传感器输出线连接；液晶显示屏(5)、键盘(8)和指示灯(10)置于主机(9)正面；气象仪器主机(B)内部为包含数据采集器的仪用放大器、气象信息数据存储器、显示控制器、实时钟电路和芯片的单片机，且都与微机接口 ； 数据采集器设计有传感器测量驱动用蓄电池，蓄电池与传感器组件(A)中各气象元素测试传感器连接；显示控制器设有自带程序存储器、具有两个串行接口的单片机、数据存储模块和液晶显示器；数据采集器经通信电缆(7)与固接于主机(9)的通信电缆插头(11)连接。
专利摘要便携式森林防火智能气象监测仪属森林防火技术领域，本实用新型中的三角支撑架上部与传感器组件中的手柄下部连接，气象仪器主机中的通信电缆一端与传感器组件中的气象元素采集器的传感器输出线连接；本实用新型的积极效果在于智能化检测与数据处理能力强，在森林防火监控中可测量地面风向、风速、气温、空气湿度和气压，且能自动预警，使用方便、体积小、重量轻、便于携带。
文档编号G01W1/02GK201945695SQ20102065108
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者付宁, 刘利明, 王铁辉, 郭丕杰, 陈晓华, 陈晓强 申请人:长春天信气象仪器有限公司