基于智能传感器的低功耗自动气象站系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，包括嵌入式主控制器、传感器、多路转换器、CAN总线电路、复位电路和蓄电池，所述传感器通过所述多路转换器与所述嵌入式主控制器连接，所述嵌入式主控制器还分别与所述复位电路和所述CAN总线电路连接；所述CAN总线电路包括依次连接的CAN总线控制器、光电隔离和CAN总线收发器组成；所述蓄电池用于给系统供电。优点：(1)本实用新型结构简单，低功耗，采用嵌入式实时操作系统，具有重要的应用价值和理论意义；(2)具有较强的实用性，可为自动控制、工业生产等领域的研究平台；(3)操作简单，控制容易部署。
【专利说明】
基于智能传感器的低功耗自动气象站系统
技术领域
[0001]本实用新型专利属于气象监测技术领域，特别涉及一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统。
【背景技术】
[0002]随着信息技术和智能技术的日益进步，嵌入式系统得到了快速的发展，尤其在控制领域和智能仪器方面得到了广泛的应用。当前，制约着自动气象站发展的不是速度和工艺，而是设备的功耗。在未来的嵌入式系统市场中，低功耗应用将占据很大的份额。
[0003]传统的自动气象站具有接口不丰富、数据通信方式不合理、开发维护繁琐、功耗大和受供电约束等问题，所以，提高自动气象站的扩展性、兼容性、稳定性、节能性和灵活性尤为重要，本实用新型选用的处理器ARM9是具有低功耗、高效率的开发平台，利用嵌入式操作系统，通过组合创新和集约化设计思想，设计了新一代自动气象站控制与管理系统，该系统具有丰富的接口和无线数据传输方式，实现了数据收集、分析、处理、存储等功能。
[0004]传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。在工业自动化的飞速发展下，很多产品对传感器的性能要求也越来越高，传统传感器已不能满足要求，于是，高性能的智能传感器也就应运而生。
[0005]而现场总线是计算机、通讯、控制三种技术的集成。因而带有现场总线的智能传感器是目前工业控制领域的研发热点之一。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种低功耗，操作简单化，实用性好的嵌入式实时操作系统的基于智能传感器的低功耗自动气象站系统。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，包括嵌入式主控制器、传感器、多路转换器、CAN总线电路、复位电路和蓄电池，所述传感器通过所述多路转换器与所述嵌入式主控制器连接，智能传感器主要完成现场信号的采集、处理和交换;所述嵌入式主控制器还分别与所述复位电路和所述CAN总线电路连接，所述CAN总线电路包括依次连接的CAN总线控制器、光电隔离和CAN总线收发器组成;其中CAN总线控制器用于系统的通信，CAN总线收发器用于增强系统的驱动能力，增大通信距离，提高系统的瞬时抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰(RFI)等;所述蓄电池用于给系统供电。
[0008]进一步的，所述嵌入式主控制器采用基于ARM9内核的处理器，其具有低功耗、高效率的开发平台。
[0009]进一步地，所述传感器采用低功耗的敏感元件制成的可通过软件编程的智能传感器，通过软件技术可实现高精度的信息采集、自动校零、标定、补偿、降低功耗，而且成本低，具有一定的编程自动化能力。
[0010]进一步地，所述蓄电池采用风光互补型太阳能蓄电池，在不同的气象条件下，利用风能发电或太阳能发电，风能和太阳能是大自然的可再生绿色能，二者在时间上和地域上有很强的互补性，可满足自动气象站的用电需求，实现不间断供电。
[0011 ]本实用新型所达到的有益效果:
[0012](I)本实用新型结构简单，低功耗，采用嵌入式实时操作系统，具有重要的应用价值和理论意义；(2)具有较强的实用性，可为自动控制、工业生产等领域的研究平台；(3)操作简单，控制容易部署。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的系统组成框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0015]如图1所示，一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，包括嵌入式主控制器ARM9、多路转换器、智能传感器、CAN总线电路、复位电路和风光互补型太阳能蓄电池，本实用新型采用嵌入式实时操作系统和CAN总线通讯协议，所述的CAN总线实现系统的远距离通信。智能传感器主要完成现场信号的采集、处理和交换，从硬件电路设计和软件程序设计来降低功耗。利用风光互补型太阳能蓄电池给自动气象站供电，解决了传统气象站用市电供电的弊端。
[0016]在本实施例中，CAN总线电路由CAN总线控制器、光电隔离和CAN总线收发器组成，其中CAN总线控制器主要用于系统的通信;CAN总线收发器主要用于增强系统的驱动能力，增大通信距离，提高系统的瞬时抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰(RFI)。
[0017]在本实施例中，智能传感器在满足必要功能的基础上，简化电路设计，利用软件实现智能传感器的功能，降低功耗。在硬件电路上，采用低功耗器件，模拟放大电路可采用微功耗运算放大器，数字电路可采用CMOS器件，显示可采用IXD显示器。
[0018]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，包括嵌入式主控制器、传感器、多路转换器、CAN总线电路、复位电路和蓄电池，所述传感器通过所述多路转换器与所述嵌入式主控制器连接，所述嵌入式主控制器还分别与所述复位电路和所述CAN总线电路连接;所述CAN总线电路包括依次连接的CAN总线控制器、光电隔离和CAN总线收发器组成；所述蓄电池用于给系统供电。2.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，所述嵌入式主控制器采用基于ARM9内核的处理器。3.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，所述传感器采用低功耗的敏感元件制成的可通过软件编程的智能传感器。4.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的低功耗自动气象站系统，其特征是，所述蓄电池采用风光互补型太阳能蓄电池。
【文档编号】G05B19/042GK205427545SQ201620253292
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】张颖超, 郝曼, 程恩路, 张卫国
【申请人】南京信息工程大学