專利名稱:一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及環(huán)境監(jiān)測設備【技術(shù)領域】，特別涉及一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)包括外場氣象監(jiān)測站，所述的外場氣象監(jiān)測站采集到的氣象數(shù)據(jù)通過GPRS無線系統(tǒng)上傳到中心服務系統(tǒng)，外場氣象監(jiān)測站包括基座，所述的基座上方豎立有主立桿，所述的基座上分別設置有空氣質(zhì)量監(jiān)測儀和雨量筒，所述的主立桿自下而上分別設置有太陽能板、控制機箱、第一副橫桿和第二副橫桿，所述主立桿的頂端設置避雷針，所述的第一副橫桿兩端分別設置遙感式地面?zhèn)鞲衅骱湍芤姸葍x，所述的第二副橫桿兩端分別設置風速傳感器和溫濕度傳感器、風向傳感器。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的氣象監(jiān)測實時信息、氣象災害預警預報服務信息的實時獲取，為環(huán)境氣象可變情報板信息發(fā)布提供依據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、功能多樣、防盜效果佳的特點。
【專利說明】一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及氣象監(jiān)測設備【技術(shù)領域】，特別涉及一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境監(jiān)測及信息服務系統(tǒng)實際上是在環(huán)境沿線間隔固定距離(通常是5km到1km)布設多要素的氣象監(jiān)測站，這些氣象監(jiān)測設備通過市電、太陽能、或風能供電，通過有線或無線與遠端的計算機進行數(shù)據(jù)或命令交互，遠端計算機上安裝的應用軟件統(tǒng)一管理所有氣象監(jiān)測設備，并接收所有氣象監(jiān)測設備上傳的數(shù)據(jù)，通過一定的顯示方式(如數(shù)值、圖表、曲線、GIS等)，將整個網(wǎng)狀布設的氣象監(jiān)測設備測得的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給使用者，并對所有數(shù)據(jù)進行本地存儲，方便使用者日后數(shù)據(jù)分析使用。
[0003]目前的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能比較單一，并且電線外露，設備及配件很容易被盜竊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型提供了一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其功能強大，而且防盜效果極佳。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括外場氣象監(jiān)測站，所述的外場氣象監(jiān)測站采集到的氣象數(shù)據(jù)通過GPRS無線系統(tǒng)上傳到中心服務系統(tǒng)，外場氣象監(jiān)測站包括基座，所述的基座上方豎立有主立桿，所述的基座上分別設置有空氣質(zhì)量監(jiān)測儀和雨量筒，所述的主立桿自下而上分別設置有太陽能板、控制機箱、第一副橫桿和第二副橫桿，所述主立桿的頂端設置避雷針，所述的第一副橫桿兩端分別設置遙感式地面?zhèn)鞲衅骱湍芤姸葍x，所述的第二副橫桿兩端分別設置風速傳感器和溫濕度傳感器、風向傳感器。
[0007]能見度儀:在接收光路上具有遮光或消光結(jié)構(gòu)，可有效避免車燈、太陽光等強光的直接照射和間接雜散光的干擾，能更為準確的測量能見度。
[0008]溫濕度傳感器:采用全量程精確的溫濕度測量及特殊的探頭設計，利用獨有的敏感原件鍍膜技術(shù)，可有效抵抗大氣環(huán)境中的灰塵、污垢或鹽霧等污染物的影響和侵蝕。
[0009]能耗低和啟動時間短等特性可為用電池供電的系統(tǒng)有效節(jié)約能耗。
[0010]溫濕度測量提供模擬信號(0-1/2.5/5V)和數(shù)字信號輸出。操作及數(shù)據(jù)處理非常簡便。
[0011]風速傳感器:采用杯式風速傳感器，是響應快、啟動風速低的光電子風速計。感應部件由三個輕質(zhì)錐形風杯組成，能在整個工作范圍內(nèi)提供良好的線性，直到風速達到60m/S。將測量的風速轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，此信號可以傳輸給顯示裝置、記錄裝置、數(shù)據(jù)記錄裝置及智能系統(tǒng)。其風杯和風向標采用鋁材制造，經(jīng)陽極氧化并噴漆，具有很好的可靠性。
[0012]風向傳感器:風向測量是利用一個低慣性的風向標部件作為感應部件，風向標部件隨風旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)軸下端的風向碼盤，此碼盤按8位格雷碼編碼進行光電掃描輸出脈沖信號。本儀器的輸入、輸出端均采用瞬變抑制二極管進行過載保護。殼體內(nèi)還裝置電子調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)，它一般能提供25W的加熱功率，以保證儀器在冬季正常運行。外部零件選用耐腐蝕材料制造并由噴漆涂層保護，密封采用迷宮結(jié)構(gòu)和O型環(huán)保護儀器內(nèi)部的敏感元件不受惡劣環(huán)境的影響。傳感器有格雷碼、電壓、電流三種輸出方式。
[0013]遙感式路面?zhèn)鞲衅?用來監(jiān)測路面積水、積雪、結(jié)冰厚度，遠距離遙感路面狀況，非埋入式安裝快捷簡便、維護成本低等特點。
[0014]雨量筒:雨量傳感器用于測量液體降水量、降水強度。傳感器由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗等構(gòu)成，上翻斗的作用是使降水強度近似大降水強度，然后進入計量翻斗計量，計量翻斗翻動一次為0.1mm降水量。隨之雨水由計量翻斗倒入計數(shù)翻斗。在計數(shù)翻斗的中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼的上面裝有干簧管開關，計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次，則開關閉合一次，由開關的閉合送出一個機械觸電信號(干簧管)。
[0015]控制機箱內(nèi)設置有采集器芯片，所述的采集器芯片由主控制器、采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元構(gòu)成，所述的主控制器分別電連接所述的采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元。
[0016]主控制器:以工控機、單板機等為核心的控制器，主要負責運算處理與管理，配合控制軟件，與采集器、存儲單元、通訊單元、供電單元等協(xié)調(diào)工作，具有硬件看門狗、時鐘同步等功能。
[0017]采集器:由傳感器接口、通訊接口、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路及其它一些輔助電路組成。
[0018]存儲單元:由較大的電子存儲器件組成，存儲一定時間(如一個月)逐分鐘采集處理的各個要素數(shù)據(jù)值和系統(tǒng)工作狀態(tài)記錄等。
[0019]通訊單元:主要負責與控制中心的通訊，也是組建環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的紐帶。由GPRS/CDMA承擔通訊任務，建立觀測站與中心站的通訊協(xié)議，完成上傳數(shù)據(jù)記錄和下達任務指令。
[0020]防雷單元:主要解決機箱內(nèi)部電器對感應雷的防護。
[0021]供電單元:太陽能供電、AC220V供電及相應轉(zhuǎn)化工作，由電源控制器對蓄電池進行管理，并對主控系統(tǒng)、傳感器、采集器等供電。蓄電池容量可確保在外來供電中斷的情況下系統(tǒng)在一定時間段內(nèi)(七天)的連續(xù)。
[0022]擴展單元:主要為增加監(jiān)測要素傳感器、實現(xiàn)其它功能單元模塊等擴展功能而預留的 RS232/485 接口。
[0023]控制機箱的主要功能如下:
[0024](I)自動采集和預處理:自動采集各氣象要素數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行預處理和算法處理，對采集數(shù)據(jù)進行相關統(tǒng)計形成逐分鐘的值并定位存儲在設備氣象監(jiān)測站控制單元的存儲器內(nèi)；
[0025](2)智能化管理存儲器:自動管理采集器內(nèi)置存儲器，具有內(nèi)存自動清除、循環(huán)管理、采集時間記憶、未測和缺測標記等功能；存儲器可保存I個月(31天)采集到的逐分鐘各氣象要素的數(shù)據(jù)；
[0026](3)自動上傳監(jiān)測數(shù)據(jù):采用主動上傳方式，上傳頻率為I分鐘，上傳的數(shù)據(jù)包括:設備狀態(tài)、能見度、天氣現(xiàn)象、溫度、濕度、瞬時風速、瞬時風向、2分鐘平均風速、2分鐘平均風向、10分鐘平均風速、10分鐘平均風向、路面狀況和路表溫度；
[0027](4)遺漏資料補傳:可補傳米集器中存儲的氣象資料，按I分鐘、10分鐘、30分鐘、小時或自定義的時間長度上傳存儲的歷史記錄；
[0028](5)時鐘校準:由監(jiān)控中心軟件下傳日期和時間值對監(jiān)測站的采集器進行日期和時間校準，并反饋校準信息；時鐘準確度:月累計誤差< 30秒。
[0029](6)監(jiān)測站工作狀態(tài)監(jiān)測:實時(每分鐘)上傳監(jiān)測站工作狀態(tài)參數(shù)集，包括:監(jiān)測站供電狀態(tài)、蓄電池工作電壓、機箱內(nèi)溫度、無線通訊在線狀態(tài)、主要傳感器工作狀態(tài)參數(shù)等，并隨時接收監(jiān)控中心下達的指令上傳監(jiān)測站當前工作狀態(tài)參數(shù)集。
[0030](7)監(jiān)測站提供RS232通訊接口，為現(xiàn)場維護或調(diào)試過程中提供接口通訊傳輸功能。也可通過該接口外接GPRS通訊設備，通過無線方式實現(xiàn)監(jiān)測站與中心的雙向通訊。
[0031](8)采用220VAC交流和12VDC直流太陽能兩種方式供電，具有蓄電池儲能功能。
[0032]空氣質(zhì)量監(jiān)測儀和雨量筒通過設置于基座內(nèi)部的線路以及設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱；所述的太陽能板和避雷針通過設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱；所述的遙感式地面?zhèn)鞲衅骱湍芤姸葍x通過設置于第一副橫桿內(nèi)部的線路和設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱，所述的風速傳感器和溫濕度傳感器、風向傳感器通過設置于第二副橫桿內(nèi)部的線路以及設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱。
[0033]線路內(nèi)置與基座及立桿內(nèi)部，可以有效防盜。
[0034]控制機箱上設置有防盜鎖。
[0035]雨量筒與基座的連接處外側(cè)設置有防盜固定套筒。
[0036]太陽能板與主立桿通過防盜螺釘相連接。
[0037]本實用新型的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其主要功能如下:
[0038](I)自動采集和預處理:自動采集各氣象要素數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行預處理和算法處理，對采集數(shù)據(jù)進行相關統(tǒng)計形成逐分鐘的值并定位存儲在觀測站存儲器內(nèi)；
[0039](2)智能化管理存儲器:自動管理采集器內(nèi)置存儲器，具有內(nèi)存自動清除、循環(huán)管理、采集時間記憶、未測和缺測標記等功能；存儲器可保存I個月(31天)采集到的逐分鐘各氣象要素的數(shù)據(jù)；
[0040](3)自動上傳監(jiān)測數(shù)據(jù):采用主動上傳方式，上傳頻率為I分鐘，上傳的數(shù)據(jù)包括:設備狀態(tài)、能見度、天氣現(xiàn)象、溫度、濕度、瞬時風速、瞬時風向、2分鐘平均風速、2分鐘平均風向、10分鐘平均風速、10分鐘平均風向、路面狀況和路表溫度；
[0041](4)遺漏資料補傳:可補傳米集器中存儲的氣象資料，按I分鐘、10分鐘、30分鐘、小時或自定義的時間長度上傳存儲的歷史記錄；
[0042](5)時鐘校準:由監(jiān)控中心軟件下傳日期和時間值對監(jiān)測站的采集器進行日期和時間校準，并反饋校準信息。
[0043](6)監(jiān)測站工作狀態(tài)監(jiān)測:實時(每分鐘)上傳監(jiān)測站工作狀態(tài)參數(shù)集，包括:監(jiān)測站AC220V供電狀態(tài)、蓄電池工作電壓、機箱內(nèi)溫度、無線通訊在線狀態(tài)、主要傳感器工作狀態(tài)參數(shù)等，并隨時接收監(jiān)控中心下達的指令上傳監(jiān)測站當前工作狀態(tài)參數(shù)集。
[0044](7)監(jiān)測站提供RS232通訊接口，為現(xiàn)場維護或調(diào)試過程中提供接口通訊傳輸功能。也可通過該接口外接GPRS通訊設備，通過無線方式實現(xiàn)監(jiān)測站與中心的雙向通訊。
[0045](8)采用220VAC交流和12VDC直流太陽能兩種方式供電，具有蓄電池儲能功能。
[0046]本實用新型提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0047]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的氣象監(jiān)測實時信息、氣象災害預警預報服務信息的實時獲取，為高速公速可變情報板信息發(fā)布提供依據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、功能多樣、防盜效果佳的特點。

【附圖說明】

[0048]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0049]圖1為本實用新型的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖；
[0050]圖2為本實用新型的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的的外場氣象監(jiān)測站的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0051]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0052]實施例一
[0053]如附圖1、2所示，一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括外場氣象監(jiān)測站1，所述的外場氣象監(jiān)測站I采集到的氣象數(shù)據(jù)通過GPRS無線系統(tǒng)2上傳到中心服務系統(tǒng)3，所述的外場氣象監(jiān)測站包括基座11，所述的基座11上方豎立有主立桿12，所述的基座11上分別設置有空氣質(zhì)量監(jiān)測儀13和雨量筒14，所述的主立桿12自下而上分別設置有太陽能板15、控制機箱16、第一副橫桿17和第二副橫桿18，所述主立桿12的頂端設置避雷針19，所述的第一副橫桿17兩端分別設置遙感式地面?zhèn)鞲衅?10和能見度儀111，所述的第二副橫桿18兩端分別設置風速傳感器112和溫濕度傳感器113、風向傳感器114。
[0054]本實施例的控制機箱16內(nèi)設置有采集器芯片，所述的采集器芯片由主控制器、采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元構(gòu)成，所述的主控制器分別電連接所述的采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元。
[0055]空氣質(zhì)量監(jiān)測儀13和雨量筒14通過設置于基座11內(nèi)部的線路以及設置于主立桿12內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱16 ;所述的太陽能板15和避雷針19通過設置于主立桿12內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱16 ;所述的遙感式地面?zhèn)鞲衅?10和能見度儀111通過設置于第一副橫桿17內(nèi)部的線路和設置于主立桿12內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱16，所述的風速傳感器112和溫濕度傳感器113、風向傳感器114通過設置于第二副橫桿18內(nèi)部的線路以及設置于主立桿12內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱16。
[0056]控制機箱16上設置有防盜鎖。
[0057]雨量筒14與基座11的連接處外側(cè)設置有防盜固定套筒115。
[0058]太陽能板15與主立桿12通過防盜螺釘相連接。
[0059]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括外場氣象監(jiān)測站，所述的外場氣象監(jiān)測站采集到的氣象數(shù)據(jù)通過GPRS無線系統(tǒng)上傳到中心服務系統(tǒng)，其特征在于，所述的外場氣象監(jiān)測站包括基座，所述的基座上方豎立有主立桿，所述的基座上分別設置有空氣質(zhì)量監(jiān)測儀和雨量筒，所述的主立桿自下而上分別設置有太陽能板、控制機箱、第一副橫桿和第二副橫桿，所述主立桿的頂端設置避雷針，所述的第一副橫桿兩端分別設置遙感式地面?zhèn)鞲衅骱湍芤姸葍x，所述的第二副橫桿兩端分別設置風速傳感器和溫濕度傳感器、風向傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制機箱內(nèi)設置有采集器芯片，所述的采集器芯片由主控制器、采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元構(gòu)成，所述的主控制器分別電連接所述的采集器、存儲單元、通訊單元、防雷單元和供電單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的空氣質(zhì)量監(jiān)測儀和雨量筒通過設置于基座內(nèi)部的線路以及設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱；所述的太陽能板和避雷針通過設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱；所述的遙感式地面?zhèn)鞲衅骱湍芤姸葍x通過設置于第一副橫桿內(nèi)部的線路和設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱，所述的風速傳感器和溫濕度傳感器、風向傳感器通過設置于第二副橫桿內(nèi)部的線路以及設置于主立桿內(nèi)部的線路電連接所述的控制機箱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制機箱上設置有防盜鎖。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的雨量筒與基座的連接處外側(cè)設置有防盜固定套筒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的太陽能板與主立桿通過防盜螺釘相連接。
【文檔編號】G08C17-02GK204287521SQ201420587852
【發(fā)明者】龔昕, 易海平, 余俊, 吳凱, 黃平 [申請人]江西中鋰青沃科技有限公司