应急北斗气象站及采集气象数据的方法
【专利摘要】本发明涉及一种应急北斗气象站及采集气象数据的方法，包括数据采集器、能伸缩的中空管、三通中空管、支撑杆、定位指北模块，数据采集器设置在中空管顶端，中空管底端通过三通中空管与支撑杆连接，三通中空管另一端连接定位指北模块，支撑杆上安装电池供电系统模块和系统箱，系统箱上端安装DTU发射天线和Wifi发射天线，支撑杆设置若干个固定装置，将气象站通过固定装置固定在汽车或船的杆件上，打开电源，对装置上电，系统即进入初始化阶段，后配置外围传感器设备和数据自动发送通道，使用PC端与数据采集器进行数据交换等方法，解决了北斗气象站不能移动、携带起来不方便和灾害气象发生导致的网络中断数据不能及时传输的问题。
【专利说明】应急北斗气象站及采集气象数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应急北斗气象站及采集气象数据的方法，属于气象监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，国内的气象观测主要依靠气象观测站以及小部分气象观测车，气象观测站一般分布在地势平坦，且经济发达的地区，而地势复杂且经济落后的山区等，由于布线困难，建造成本高昂等原因，气象观测站数量相对较少，布局也很稀疏，严重影响了气象预报的精细化程度和实时性，而且气象观测站位置固定，灵活性差。气象观测车虽然解决了气象观测站的移动性差、灵活性低的问题，其装载的各项观测设备体积大，造价较高，普及率也较低，因此当前的气象数据采集一直存在着数据覆盖范围有限，实时性不高的缺陷。因此，近年来车/船载式天气雷达在气象保障服务，特别是人工影响天气工作中发挥着重要作用，在应急使用时显得尤为必要。
[0003]气象数据对于轮船的运输安全有着非常重要的作用，现阶段，往往采用远程传输卫星天气数据来保障轮船的行驶安全，但是该方法传输的气象数据具有一定的延迟性，而且还不够精准，不能够迅速反映出船舶航行地域的现实数据，对于现有的轮船运输安全航行造成一定的影响。
[0004]近些年来，我国的气象灾害越来越严重，气象灾害的直接影响会导致现有的通信传输的手段完全失效，在灾害发生时，气象数据不能够实时的传输，会对灾害的防治和救援工作产生巨大不利影响。
[0005]目前国内的气象站主要采用的是固定式的气象采集站，其中，以三脚架作为气象站的支撑最为常见，三脚架的好处是可以稳定的固定在平坦的地面，以及不会发生变动的坡面，但是对气象灾害导致气象站所在的地点地形发生变化时，现有的气象站往往会因为地形原因导致失效，造成重大损失。而且现有的气象站是固定的不能移动的，携带起来也不方便。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种应急北斗气象站及采集气象数据的方法，该应急北斗气象站及采集气象数据的方法解决了北斗气象站不能移动、携带起来不方便和灾害气象发生导致的网络中断数据不能及时传输的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明的应急北斗气象站包括数据采集器、能伸缩的中空管、三通中空管、支撑杆、定位指北模块，数据采集器设置在中空管顶端，中空管底端通过三通中空管与支撑杆连接，三通中空管另一端连接定位指北模块，支撑杆上安装电池供电系统模块和系统箱，系统箱上端安装DTU发射天线和Wifi发射天线，支撑杆设置若干个固定装置，所述固定装置包括通过螺栓连接构成的两个半圆形结构，数据采集器、定位指北模块、电池供电系统模块分别通过电线与系统箱连接。
[0008]所述支撑杆包括若干根支撑杆段，每个支撑杆段之间可拆卸连接。
[0009]所述定位指北模块通过连接杆与三通中空管连接，定位指北模块包括北斗/GPS双模用户机和电子罗盘。
[0010]所述电池供电系统模块包括普通充电器加锂电池组。
[0011]所述电池供电系统模块还包括太阳能供电板。
[0012]所述的应急北斗气象站及采集气象数据的方法包括如下步骤:
步骤一，将应急北斗气象站通过固定装置固定在汽车或者船的杆件上；
步骤二，打开应急北斗气象站装置的电源按钮，装置上电，系统即进入初始化阶段；
步骤三，配置外围传感器设备，包括配置北斗/GPS双模用户机通信协议，配置数据采集器中的通信协议、风信息更新速率、风信息平均时间；
步骤四，配置数据自动发送通道；
步骤五，根据选择的数据交换通道，使用PC端与数据采集器进行数据交换；
步骤六，通过数据采集器提供的接口按钮，实现本地LCD显示系统进行数据刷新显示。
[0013]步骤七，关闭电源按钮，系统断电，设备停止工作。
[0014]采用这种应急北斗气象站及采集气象数据的方法具有以下优点:1、机动性好，使用时通过自带固定装置将所述气象站与汽车或者船上的杆件固定在一起就可以使用了 ；2、数据采集及分析方便，采集后的数据经过系统箱进行现场分析，并通过Wifi发射天线将所述数据及时传送到随带的计算机上，可以对数据进行收集、处理及分析；3、灵活性好，如果需要移动方位或者校对方向，可以通过固定装置轻松拆装；4、采用双模定位，使得定位数据更加的准确，适用于各种灾害环境，使得该装置的适用面更加的广。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]图1是本发明应急北斗气象站的主视图。
[0017]图2是本发明应急北斗气象站的后视图。
[0018]图3是本发明应急北斗气象站的左视图。
[0019]图4是本发明应急北斗气象站的俯视图。
[0020]其中有:1.数据采集器；2.中空管；3.三通中空管；4.支撑杆；5.连接杆；6.北斗/GPS双模用户机；7.电子罗盘；8.电池供电系统模块；9.系统箱；10.DTU发射天线；11.Wifi发射天线；12.固定装置。
【具体实施方式】
[0021]图1、图2、图3、图4所示应急北斗气象站，包括数据采集器1、能伸缩的中空管2、三通中空管3、支撑杆4、定位指北模块，数据采集器I设置在中空管2顶端，中空管2底端通过三通中空管3与支撑杆4连接，三通中空管3另一端连接定位指北模块，支撑杆4上安装电池供电系统模块8和系统箱9，系统箱9上端安装DTU发射天线10和Wifi发射天线11，支撑杆4设置若干个固定装置12，所述固定装置12包括通过螺栓连接构成的两个半圆形结构，数据采集器1、定位指北模块、电池供电系统模块8分别通过电线与系统箱9连接。北斗气象站与船舶的电脑之间进行无线通信数据传输，实时显示船舶所在地的气象信息，让船长进行航向以及轮船的相关数据调整，吃水量等等。气象站的系统箱9每隔一个时间间隔还可以将采集到的数据通过无线的方式传输到轮船黑匣子，通过将气象数据传输到轮船黑匣子，使得在轮船发生事故后，能够根据气象数据找到事发原因。
[0022]采用这种固定装置12结构机动性好，使用时通过自带固定装置将所述气象站与汽车或者船上的杆件固定在一起就可以使用了，如果需要移动方位或者校对方向，可以通过固定装置轻松拆装。
[0023]所述支撑杆4包括若干根支撑杆段，每个支撑杆段之间可拆卸连接。采用这种结构可以根据实际情况来调节支撑杆4的长度，可拆卸连接方式可以采用螺纹连接。
[0024]所述定位指北模块通过连接杆5与三通中空管3连接，定位指北模块包括北斗/GPS双模用户机6和电子罗盘7。采用双模定位，使得定位数据更加的准确，适用于各种灾害环境，使得该装置的适用面更加的广。
[0025]所述电池供电系统模块8优选包括太阳能供电板、普通充电器加锂电池组。采用这种设计以后，在气象站进入工作环境，可以先进行充电操作，这样使得气象站在进入工作状态时即使工作环境没有阳光，也能让气象站正常工作，采用锂电池设计，使得太阳能供电板在供电给气象站工作的同时，为锂电池充电，使气象站工作的时间更加长。
[0026]所述数据采集器I由六种气象数据监测复试的气象站组成。采用这种设计以后，气象站可实现对气象六要素的实时采集。可以同时对风速、风向、雨量、温度、湿度、气压等同时采集。
[0027]所述的系统箱9由数据处理模块和数据传输模块组成，所述的数据处理模块采用单片机，所述的数据传输模块由DTU发射天线10和北斗/GPS双模用户机6组成。采用这种设计以后，把数据采集器I采集的数据、北斗/GPS双模用户机6的定位数据，授时数据，报文功能、电子罗盘7的指北数据、电池充放电数据输入单片机的整合数据并通过网络、RS232/485、USB、蓝牙等数据格式输出。其中RS232/485输出的数据提供给GPRS传输模块，其数据格式需要满足中国气象局规定的格式。通过网络、USB数据传输给本地计算机，通过计算机的软件实现气象数据的读取，北斗/GPS双模用户机6的定位数据，授时数据的读取，北斗报文发送的操作，电子罗盘7的指北数据的读取，电池充放电数据的读取。蓝牙将数据传输到平板和手机的手掌终端上。
[0028]所述的单片机为意法半导体推出的STM32F107芯片。采用这种芯片，主要原因在于其拥有丰富的标准外设接口，特别是其所包含的10个定时器，两个12位1-Msample/sAD (模数转换器)，五个USART接口，一路全速USB (OTG)接口，以及以太网10/100 MAC模块，可以很好满足气象数据采集系统模块实现对各外围传感器数据的读取、解析和发送。芯片内部定时器，保证了对数据处理时序的有效控制；AD实现了模数转换功能，通过其获取供电系统电量；丰富的USART接口，提供了外接各传感器设备的接口，使气象数据采集系统模块可挂接更多的外围设备；USB接口和以太网10/100 MAC模块则分别提供了 USB和以太网数据交互通道。
[0029]所述的应急北斗气象站采集气象数据的方法包括如下步骤:
步骤一，将应急北斗气象站通过固定装置12固定在汽车或者船的杆件上，若供电系统电量不足此时可连接供电系统自带的太阳能电池板或电源适配器，然后上电；
步骤二，打开应急北斗气象站装置的电源按钮，装置上电，系统即进入初始化阶段； 步骤三，配置外围传感器设备，包括配置北斗/GPS双模用户机6通信协议，配置数据采集器I中的通信协议、风信息更新速率、风信息平均时间(本阶段仅需配置一次，之后再次重新上电使用无需配置)；
步骤四，配置数据自动发送通道，如地面GPRS网、北斗通道、wifi/以太网通道；
步骤五，根据选择的数据交换通道，使用PC端与数据采集器I进行数据交换，默认状态下，数据采集器I以一定的时间间隔向PC端发送指定格式数据；
步骤六，通过数据采集器I提供的接口按钮，实现本地LCD显示系统进行数据刷新显
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[0030]步骤七，关闭电源按钮，系统断电，设备停止工作。
[0031]本申请中没有详细说明的技术特征为现有技术。上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种应急北斗气象站，其特征在于:包括数据采集器(I)、能伸缩的中空管(2)、三通中空管(3)、支撑杆(4)、定位指北模块，数据采集器(I)设置在中空管(2)顶端，中空管(2)底端通过三通中空管(3)与支撑杆(4)连接，三通中空管(3)另一端连接定位指北模块，支撑杆(4)上安装电池供电系统模块(8)和系统箱(9)，系统箱(9)上端安装DTU发射天线(10)和Wifi发射天线(11)，支撑杆(4)设置若干个固定装置(12)，所述固定装置(12)包括通过螺栓连接构成的两个半圆形结构，数据采集器(I)、定位指北模块、电池供电系统模块(8)分别通过电线与系统箱(9)连接。
2.按照权利要求1所述的应急北斗气象站，其特征在于:所述支撑杆(4)包括若干根支撑杆段，每个支撑杆段之间可拆卸连接。
3.按照权利要求1所述的应急北斗气象站，其特征在于:所述定位指北模块通过连接杆(5)与三通中空管(3)连接，定位指北模块包括北斗/GPS双模用户机(6)和电子罗盘(7)。
4.按照权利要求1所述的应急北斗气象站，其特征在于:所述电池供电系统模块(8)包括普通充电器加锂电池组。
5.按照权利要求4所述的应急北斗气象站，其特征在于:所述电池供电系统模块(8)还包括太阳能供电板。
6.一种应急北斗气象站采集气象数据的方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一，将应急北斗气象站通过固定装置(12)固定在汽车或者船的杆件上； 步骤二，打开应急北斗气象站装置的电源按钮，装置上电，系统即进入初始化阶段； 步骤三，配置外围传感器设备，包括配置北斗/GPS双模用户机(6)通信协议，配置数据采集器(I)中的通信协议、风信息更新速率、风信息平均时间； 步骤四，配置数据自动发送通道； 步骤五，根据选择的数据交换通道，使用PC端与数据采集器(I)进行数据交换； 步骤六，通过数据采集器(I)提供的接口按钮，实现本地LCD显示系统进行数据刷新显/Jn ο
7.步骤七，关闭电源按钮，系统断电，设备停止工作。
【文档编号】G01W1/18GK104181616SQ201410438178
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】鞠正锋, 马巍巍, 孙俊, 汤磊 申请人:南京中网卫星通信股份有限公司