本发明涉及路况气象数据采集技术领域，具体而言，涉及一种气象数据采集装置和系统。
背景技术
路况气象检测对于道路交通方面具有重大的应用价值，如驾驶员因不能及时了解道路危险气象而引起的交通事故频繁发生。因此，经发明人研究发现，当前的路况气象数据采集主要存在如下不足：道路局部地区的气象状况与气象台采集的气象数据信息存在较大差异，使得气象台所发布的气象信息与路况存在误差，且气象台采集的数据需要一定时间才能将气象数据传送给驾驶员，无法确保数据采集和传输过程的及时性、精确性。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供一种气象数据采集装置和系统，能有效解决上述问题。
一方面，本发明较佳实施例提供一种气象数据采集装置，所述装置包括支架，安装于所述支架上的传感器组、微处理器、通信模块和供电单元；
所述传感器组、所述通信模块和所述供电单元分别与所述微处理器连接，所述微处理器用于接收所述传感器组中各传感器采集到的气象数据信息进行处理，将处理结果通过所述通信模块发送给外部设备，所述供电单元用于为所述微处理器和所所述传感器组的各传感器的正常工作提供电能供给。
在本发明较佳实施例的选择中，所述传感器组包括能见度传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、翻斗式雨量传感器中的一种或多种，所述能见度传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、翻斗式雨量传感器分别与所述微处理器连接。
在本发明较佳实施例的选择中，所述风速传感器、所述风向传感器、所述温度传感器、湿度传感器分别通过rs485接口与所述微处理器连接，所述能见度传感器通过rs232接口与所述微处理器连接。
在本发明较佳实施例的选择中，所述支架包括支撑杆、第一横杆和第二横杆，所述第二横杆安装于所述支撑杆的一端，所述第一横杆设置于所述支撑杆且靠近所述第二横杆的位置处，所述温度传感器和所述湿度传感器分别设置于所述第一横杆的一端，所述翻斗式雨量传感器设置于所述第一横杆的另一端，所述能见度传感器设置于所述第二横杆的一端，所述风速传感器和所述风向传感器设置于所述第二横杆的另一端。
在本发明较佳实施例的选择中，所述第一横杆和所述第二横杆在长度方向分别与所述支撑杆在长度方向垂直，所述第一横杆在长度方向和所述第二横杆在长度方向垂直。
在本发明较佳实施例的选择中，所述气象数据采集装置还包括百叶箱，所述百叶箱设置于所述第一横杆的一端，所述温度传感和所述湿度传感器位于所述百叶箱的内部。
在本发明较佳实施例的选择中，所述气象数据采集装置还包括控制箱，所述控制箱设置于所述支撑杆，所述微处理器、所述供电单元和所述通信模块位于所述控制箱内。
在本发明较佳实施例的选择中，所述气象数据采集装置还包括定位设备，所述定位设备与所述微处理器连接并位于所述控制箱内。
在本发明较佳实施例的选择中，所述气象数据采集装置还包括图像采集设备，所述图像采集设备设置于所述支架，且与所述微处理器连接。
另一方面，本发明较佳实施例还提供一种气象数据采集系统，所述气象数据采集系统包括管理服务器、车辆和多个上述的所述气象数据采集装置；
各所述气象数据采集装置通过通信模块与所述管理服务器、所述车辆分别连接，所述管理服务器和所述车辆连接，其中，所述管理服务器和所述车辆用于接收各所述气象数据采集装置发送的气象数据信息，所述管理服务器还用于将对接收到的气象数据信息的处理结果发送给所属车辆。
与现有技术相比，本发明实施例提供一种气象数据采集装置和系统，其中，通过该气象数据采集装置能够实现对不同路况下的气象数据的实时采集、传输，保证气象数据采集和传输过程的及时性和精确性。同时，本发明中给出的气象数据采集装置结构简单，可应用于不同路段的不同位置，且结构简单。
进一步地，本发明还通过给出的气象数据采集系统使得车辆或管理服务器及时根据接收到的气象数据信息了解当前路况，以通知驾驶员进行对应的路线的调整，确保车辆行驶安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的气象数据采集装置的方框结构示意图。
图2为图1中所示的传感器组的方框结构示意图。
图3为本发明实施例提供的气象数据采集装置的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的气象数据采集系统的方框结构示意图。
图标：10-气象数据采集装置；11-支架；110-支撑杆；111-第一横杆；112-第二横杆；12-传感器组；120-能见度传感器；121-风速传感器；122-风向传感器；123-温度传感器；124-湿度传感器；125-翻斗式雨量传感器；13-微处理器；14-通信模块；15-供电单元；16-百叶箱；17-控制箱；18-定位设备；19-图像采集设备；20-管理服务器；21-车辆；22-气象数据采集系统。
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，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，本发明实施例给出的气象数据采集装置10包括支架11，安装于所述支架11上的传感器组12、微处理器13、通信模块14和供电单元15；其中，所述传感器组12、所述通信模块14和供电单元15分别与所述微处理器13连接，所述微处理器13用于接收所述传感器组12中各传感器采集到的气象数据信息进行处理，将处理结果通过所述通信模块14发送给外部设备，所述供电单元15用于为所述微处理器13和所所述传感器组12中的各传感器的正常工作提供电能供给。
本实施例中，所述气象数据采集装置10可根据实际需求设置于不同路段的不同位置处，且通过对所述气象数据采集装置10的上述设计和描述，使得该气象数据采集装置10能够实现对设置位置处的路况气象信息的实时性、精确性采集，为车辆21安全行驶提供数据指引。
请结合参阅图2，在一个实施例中，所述传感器组12包括能见度传感器120、风速传感器121、风向传感器122、温度传感器123、湿度传感器124、翻斗式雨量传感器125中的一种或多种，所述能见度传感器120、风速传感器121、风向传感器122、温度传感器123、湿度传感器124、翻斗式雨量传感器125分别与所述微处理器13连接。其中，所述温度传感器123和所述湿度传感器124可用于采集当前路况天气中的温度值和湿度值以反映路面上是否存在结冰等状况，所述能见度传感器120用于检测当前天气的能见度信息以反映当前路况是否出现大雾等；所述翻斗式雨量传感器125用于采集降雨信息以反映当前路况的降雨量等。
可选地，所述能见度传感器120可选用但不限于owi-432dsp-wivistm型传感器等；所述风速传感器121可选用但不限于gfw15型传感器、gfy15型传感器等；所述风向传感器122可选用但不限于dcf-01a/dcf-01c型传感器等；所述温度传感器123可选用但不限于、所述湿度传感器124可选用但不限于wzp-100型传感器等；所述翻斗式雨量传感器125可选用但不限于tr-yl型传感器等。可以理解的是，所述传感器组12可以包括但不限于上述的传感器类型。
实际实施时，所述风速传感器121、所述风向传感器122、所述温度传感器123、湿度传感器124可分别通过rs485接口与所述微处理器13连接，所述能见度传感器120可通过rs232接口与所述微处理器13连接。其中，进行数据信息传输时，所述温度传感器123、所述湿度传感器124的输出信号通过rs485按照modbus协议传送给所述微处理器13等。
另外，所述气象数据采集装置10还可包括图像采集设备19，所述图像采集设备19设置于所述支架11，且与所述微处理器13连接。其中，所述图像采集设备19可用于辅助所述传感器组12实现对当前天气、路况等信息的获取，并将采集的图像信息由所述微处理器13发送给外部设备，可选地，所述图像采集设备19可以是但不限于cmos图像传感器等。
进一地，由于在所述气象数据采集装置10的实际应用中，不同路段、不同位置可能安装有多个气象数据采集装置10，因此为了使外部设备能够根据接收到的气象数据信息实现对相应路段位置的准确判断，所述气象数据采集装置10还包括定位设备18，所述定位设备18用于所述气象数据采集装置10的地理位置信息，并由所述微处理器13统一发送给外部设备。可选地，所述定位设备18可以是但不限于gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)等，本实施例在此不做限制。
进一步地，所述支架11用于实现对所述气象数据采集装置10中的其他部件的支撑和固定，同时，该气象数据采集装置10还可通过所述支架11固定于地面等位置处。请结合参阅图3，在一个实施例中，所述支架11可以包括支撑杆110、第一横杆111和第二横杆112，所述第二横杆112安装于所述支撑杆110的一端，所述第一横杆111设置于所述支撑杆110且靠近所述第二横杆112的位置处，所述温度传感器123和所述湿度传感器124分别设置于所述第一横杆111的一端，所述翻斗式雨量传感器125设置于所述第一横杆111的另一端，所述能见度传感器120设置于所述第二横杆112的一端，所述风速传感器121和所述风向传感器122设置于所述第二横杆112的另一端。其中，所述支撑杆110、第一横杆111和第二横杆112的大小、形状可以是但不限于图3所示。
可选地，所述支撑杆110、所述第一横杆111和所述第二横杆112之间的相对位置关系可根据实际需求进行灵活设定，如在本实施例中，所述第一横杆111和所述第二横杆112在长度方向分别与所述支撑杆110在长度方向垂直，所述第一横杆111在长度方向和所述第二横杆112在长度方向垂直。
进一步地，所述气象数据采集装置10还包括百叶箱16，所述百叶箱16设置于所述第一横杆111的一端，所述温度传感器123和所述湿度传感器124位于所述百叶箱16的内部，其中，所述百叶箱16用于实现对所述温度传感器123和所述湿度传感器124的保护，防止所述温度传感器123和所述湿度传感器124在恶劣天气下被损坏，以延长其使用寿命。
另外，所述气象数据采集装置10还包括控制箱17，所述控制箱17设置于所述支撑杆110，所述微处理器13、所述供电单元15、所述通信模块14和所述定位设备18均位于所述控制箱17内。其中，该控制箱17用于防止所述微处理器13、所述供电单元15、所述通信模块14、所述定位设备18等暴露于外界环境，遭受恶劣天气的损坏，如雨、雪、雷电天气等。可选地，所述控制箱17的大小、形状等在此不做限制。可以理解的是，所述百叶箱16和所述控制箱17与所述直接可以采用卡扣、焊接等方式连接，本实施例在此不做限制。
进一步地，所述微处理器13用于接收所述传感器组12中各传感器采集的气象数据信息并对该数据信息进行处理，如对接收到的数据进行打包、加密等，并将处理后的气象数据信息通过所述通信模块14发送给外部设备。可选地，所述微处理器13可以是但不限于stm32f051k6u6型单片机、lpc2138fbd64型单片机等。
其中，所述通信模块14用于数据信息的发送和接收，本实施例中，所述通信模块14可以是但不限于gprs(generalpacketradioservice，通用分组无线服务技术)模块、3g/4g/5g网络模块等。
进一步地，所述供电单元15用于为所述气象数据采集装置10的正常工作提供电能供给，如微处理器13、传感器组12中的各传感器等，本实施例中，所述供电单元15可以为直流电源或交流电源，且该供电单元15可根据如微处理器13、传感器组12中的各传感器的工作电压进行选择等，本实施例在此不做限制，
此外，在一个实施例中，为了确保所述供电单元15中的电流的持续可用，同时保证绿色用电，所述气象数据采集装置10还可包括太阳能板和/或小型风力发电机，该太阳能板和/或小型风力发电机分别设置于所述支架11，且与所述供电单元15连接，以为所述供电单元15提供电能补给。
进一步地，基于对上述气象数据采集装置10的描述和设计，如图4所示，本实施例还提供一种气象数据采集系统22，该气象数据采集系统22包括管理服务器20、车辆21和多个上述的所述气象数据采集装置10。其中，各所述气象数据采集装置10通过通信模块14与所述管理服务器20、车辆21分别连接，所述管理服务器20和所述车辆21连接，其中，所述管理服务器20和所述车辆21用于接收各所述气象数据采集装置10发送的气象数据信息，所述管理服务器20还用于将对接收到的气象数据信息的处理结果发送给所述车辆21。
实际实施时，当所述车辆21中安装有对所述气象数据采集装置10发送的气象数据进行数据处理的处理设备时，所述气象数据采集装置10可与所述车辆21直接通信，且所述车辆21根据处理设备对气象数据信息的处理结果判断当前路况以指引该车辆21正常行驶，同时，通过所述气象数据采集装置10和所述车辆21之间的直接数据交互，能够有效确保气象数据信息的实时性和精确性。
另外，当所述车辆21不具有对所述气象数据的处理能力时，所述管理服务器20可作为处理设备，实现对各所述气象数据采集装置10采集的数据的统一处理和分析，并将分析结果发送给车辆21以使该车辆21了解当前路况信息，确保行驶安全。可以理解的是，在所述车辆21不具备数据处理能力，但是可以实现对所述气象数据采集装置10发送的气象数据的显示。
综上所述，本发明实施例提供一种气象数据采集装置10和系统，其中，通过该气象数据采集装置10能够实现对不同路况下的气象数据的实时采集、传输，保证气象数据采集和传输过程的及时性和精确性。同时，本发明中给出的气象数据采集装置10结构简单，可应用于不同路段的不同位置，且结构简单。
进一步地，本发明还通过给出的气象数据采集系统22使得车辆21或管理服务器20及时根据接收到的气象数据信息了解当前路况，以通知驾驶员进行对应的路线的调整，确保车辆21行驶安全。
在本发明的描述中，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的预设数量个实施例的装置、方法和计算机程序产品可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分。所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或预设数量个用于实现规定的逻辑功能。
也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。