一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及大气环境监测技术领域，具体涉及一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统。


背景技术：

2.受开阔海域气象要素变化的影响，大气修正折射率在距离方向上的变化较为明显，形成水平非均匀的波导条件，从而使大气波导具有非互易性特点，并对电磁波的传播特性造成较大影响。在具有非互易特性的大气波导中，电磁波传播的效果不仅与电磁辐射源在波导的内外有关，也与电磁波辐射源在波导层的起始位置相关，也就是说对于非互易波导层的一条电磁波传播路径来说，正向传播的电磁波传播效能与反向传播的效能不同，而现有大气波导监测系统仅具备互易性大气波导的监测能力，因此，需要研制非互易性波导监测系统。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，具备工作功耗低、采集范围广、适用性强等特点。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
5.一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，包括传感器模块、低功耗广域无线网络模块、计算机控制模块；
6.所述传感器模块包括控制器、与控制器连接的温湿度传感器、大气压传感器，用于采集大气层的温度、湿度、大气压数据，并将采集到的数据通过低功耗广域无线网络模块发送到计算机控制模块，所述低功耗广域无线网络模块同时能够测量电磁信号大气衰减参数。
7.作为上述方案的优选，所述低功耗广域无线网络模块采用自组网无线通信模块。
8.作为上述方案的优选，所述传感器模块还包括与控制器连接的定位模组、第一通信模组、供电电路、与定位模组连接的定位天线、与第一通信模组连接的第一通信天线。
9.作为上述方案的优选，所述定位模组采用北斗定位模组或gps定位模组。
10.作为上述方案的优选，所述计算机控制模块包括计算机、与计算机连接的第二通信天线、第二通信模组、usb接口模块。
11.由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：
12.本申请能够监测非互易性大气波导的各个参数，同时能够测量电磁信号大气衰减参数，具备工作功耗低、采集范围广、适用性强等优点。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
14.图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
16.如图1所示，本实施例提供一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，包括传感器模块、低功耗广域无线网络模块、计算机控制模块；
17.所述传感器模块包括控制器、与控制器连接的温湿度传感器、大气压传感器，用于采集大气层的温度、湿度、大气压数据，并将采集到的数据通过低功耗广域无线网络模块发送到计算机控制模块，所述低功耗广域无线网络模块同时能够测量电磁信号大气衰减参数。
18.在本实施例中，所述低功耗广域无线网络模块采用自组网无线通信模块。
19.在本实施例中，所述传感器模块还包括与控制器连接的定位模组、第一通信模组、供电电路、与定位模组连接的定位天线、与第一通信模组连接的第一通信天线。
20.在本实施例中，所述定位模组采用北斗定位模组或gps定位模组。
21.在本实施例中，所述计算机控制模块包括计算机、与计算机连接的第二通信天线、第二通信模组、usb接口模块。
22.上述结构的工作过程原理：
23.传感器模块是探空气球上的传感器。在气球升空或降落过程中，传感器模块完成对当前位置点的当前时刻的温度、湿度、大气压、通信信号强度的测量，并将数据通过自组网无线通信模块进行无线通信，传输给计算机控制模块，由计算机记录存储整个过程中当前气球传感器模块采集的测量数据。其中，控制器是传感器模块的核心，作为所有测量、定位与授时的数据发起者，合理分配和管理时间资源，获取数据，本地记录或者实时通过通信模组与通信天线发出去；通信模组与通信天线实现自组网无线通信模块的通信，同时依据当前接收到无线信号的强度来估算不同位置不同时刻的大气电磁衰减的数据；定位天线与定位模组实现北斗或者gps位置定位与时间授时，为当前传感器模块提供实时位置信息与时间数据；温湿度传感器提供当前位置当前时刻的温湿度测量数据；大气压传感器提供实时测量的大气压测量数据，同时可以依据大气压估算出当前气球的高度数据，以确保采集数据的完备性。供电电路提供整个传感器模块的电能供应。
24.计算机控制模块主要作用将计算机与传感器模块通过自组网无线通信模块的无线通信技术链接起来，获取各个传感器测量的实时数据或者记录在本地的数据。其中，usb接口模块，负责为接收机产生一个串口，并通过usb为控制模块供电；通信模组实现无线通信，数据通过串口发送给计算机；通信天线是通信模组的接收与发送天线。
25.本实施例放入基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，通过同时释放的多个传感器模块，采集不同地点、不同高度大气层的温湿度、气压与电磁场分布数据，从而实现当前大气波导监测系统无法进行的大气波导、电磁场分布数据联合立体化环境采集。在系统工作过程中，使用无线自组网无线技术实现无线通讯，实时采集存储大气波导数据，同时，无线自组网作为通信设备的同时，还用于电磁信号大气衰减参数的测量，这也是本系
统设计的巧妙之处，从而能够具备采集非互易性大气波导数据的能力。
26.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，其特征在于：包括传感器模块、低功耗广域无线网络模块、计算机控制模块；所述传感器模块包括控制器、与控制器连接的温湿度传感器、大气压传感器，用于采集大气层的温度、湿度、大气压数据，并将采集到的数据通过低功耗广域无线网络模块发送到计算机控制模块，所述低功耗广域无线网络模块同时能够测量电磁信号大气衰减参数。2.根据权利要求1所述的基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，其特征在于：所述低功耗广域无线网络模块采用自组网无线通信模块。3.根据权利要求1所述的基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，其特征在于：所述传感器模块还包括与控制器连接的定位模组、第一通信模组、供电电路、与定位模组连接的定位天线、与第一通信模组连接的第一通信天线。4.根据权利要求3所述的基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，其特征在于：所述定位模组采用北斗定位模组或gps定位模组。5.根据权利要求1所述的基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，其特征在于：所述计算机控制模块包括计算机、与计算机连接的第二通信天线、第二通信模组、usb接口模块。

技术总结
本实用新型公开了一种基于低功耗广域无线网的非互易性波导监测系统，包括传感器模块、低功耗广域无线网络模块、计算机控制模块；所述传感器模块包括控制器、与控制器连接的温湿度传感器、大气压传感器，用于采集大气层的温度、湿度、大气压数据，并将采集到的数据通过低功耗广域无线网络模块发送到计算机控制模块，所述低功耗广域无线网络模块同时能够测量电磁信号大气衰减参数。本申请能够监测非互易性大气波导的各个参数，同时能够测量电磁信号大气衰减参数，具备工作功耗低、采集范围广、适用性强等优点。用性强等优点。用性强等优点。


技术研发人员：田斌 察豪 薄文波 李跃芳 宋伟 陈子豪 张厶允
受保护的技术使用者：田斌
技术研发日：2021.07.09
技术公布日：2022/4/26