本發(fā)明涉及自動氣象站校驗技術領域，尤其涉及一種便攜式自動氣象站校驗裝置。

背景技術：

眾所周知，氣象預報對農業(yè)、工業(yè)生產及人們工作出行非常重要。隨著社會發(fā)展和技術的進步，自動氣象站開始出現，自動氣象站是一種能夠自動地觀測和存儲氣象觀測數據的設備，其能實現對通用氣象要素如太陽輻射、濕度、蒸發(fā)、溫度、風速、風向、雨量等參數的自動化數據測量。通過大量的自動氣象站為災害性天氣系統(tǒng)的監(jiān)測、服務和預報提供有力的基礎數據支撐，同時提高了地面氣象觀測業(yè)務水平及區(qū)域性災害性天氣預警能力。然而，自動氣象站在工作一段時間后往往會出現數據采集通道不準確的情況，這時就需要對自動氣象站的數據采集情況進行校驗。但是，傳統(tǒng)校驗裝置目前還存在如下不足：一、結構復雜，體積大，不易攜帶；二、整個校驗設備是一體式結構，在對自動氣象站進行校驗時需要依次對自動氣象站的每個分采集器進行校驗，而不能同時校驗，操作繁瑣，耗時長，效率低；三、校驗時人工手動記錄校驗相關數據，無法實時顯示校驗結果，智能化程度低，人機交互效果差。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種便攜式自動氣象站校驗裝置，來解決以上背景技術部分提到的問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種便攜式自動氣象站校驗裝置，其包括信息采集主機和N個手持校驗分機，N為正整數；所述信息采集主機包括處理器、兩個RS232接口、Zigbee無線模塊、USB-host端口、存儲器、USB接口及顯示屏，所述USB-host端口接USB無線網卡，所述存儲器采用SD卡，兩個RS232接口、Zigbee無線模塊、USB-host端口、存儲器、USB接口及顯示屏均連接處理器；所述手持校驗分機包括微控制器、顯示屏、RS232調試接口、Zigbee無線模塊、信號發(fā)生器及信號分采集器，顯示屏、RS232調試接口、Zigbee無線模塊、信號發(fā)生器及信號分采集器均連接微控制器；所述N個手持校驗分機的結構相同但信號發(fā)生器及信號分采集器根據自身測量信號的類型配置相應的電路；所述信息采集主機與自動氣象站中氣象站主采集器的傳感器接口和校準接口連接，并通過USB無線網卡與外設控制終端通信連接，通過Zigbee無線模塊與N個手持校驗分機無線連接；所述N個手持校驗分機與自動氣象站中的分采集器連接，所述分采集器連接相應的氣象傳感器。

特別地，所述信息采集主機和N個手持校驗分機設置在同一便攜儲物裝置中；所述便攜儲物裝置包括但不限于拉桿箱、背包。

特別地，所述信息采集主機中的顯示屏選用觸摸液晶顯示屏；所述手持校驗分機中的顯示屏選用液晶顯示屏。

特別地，所述外設控制終端可采用但不限于智能手機、平板電腦。

特別地，所述氣象傳感器包括但不限于太陽輻射傳感器、濕度傳感器、蒸發(fā)傳感器、熱電阻傳感器、風速傳感器、風向傳感器及雨量傳感器。

本發(fā)明提出的便攜式自動氣象站校驗裝置中信息采集主機、N個手持校驗分機相互獨立，每個手持校驗分機均能夠單獨使用，從而可以同時對多個分采集器、傳感器進行校驗，易于操作，提高了校驗效率；N個手持校驗分機與信息采集主機采用Zigbee無線通訊連接，通信距離可達一百米，方便對離氣象站較遠的分采集器及氣象傳感器進行校驗；N個手持校驗分機可對應給電壓型信號輸出、低電壓信號輸出、電流型信號輸出、溫度型信號輸出、數字信號輸出的氣象傳感器進行校驗，可校驗的氣象傳感器種類全面；信息采集主機采用觸摸液晶顯示屏，顯示清楚，操作方便，易于野外工作，存儲器采用大容量的SD卡可保存大量的校驗數據，USB-host端口接USB無線網卡可將校驗數據實時發(fā)送給服務器、外設控制終端，智能化程度高；所述信息采集主機和N個手持校驗分機設置在拉桿箱或背包等便攜儲物裝置中，結構簡單，便捷易攜帶。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的便攜式自動氣象站校驗裝置結構圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的信息采集主機結構圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的手持校驗分機結構圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內容理解的更加透徹全面。需要說明的是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例提供的便攜式自動氣象站校驗裝置結構圖。

本實施例中便攜式自動氣象站校驗裝置包括信息采集主機101、N個手持校驗分機102，N為正整數。如圖2所示，所述信息采集主機101包括處理器201、RS232接口202、RS232接口203、Zigbee無線模塊204、USB-host端口205、存儲器206、USB接口207及顯示屏208，所述USB-host端口205接USB無線網卡，所述存儲器206采用SD卡，RS232接口202、RS232接口203、Zigbee無線模塊204、USB-host端口205、存儲器206、USB接口207及顯示屏208均連接處理器201。在本實施例中所述處理器201為ARM9處理器，其中，ARM9系列處理器是英國ARM公司設計的主流嵌入式處理器。所述ARM9處理器的系統(tǒng)板上引出3個USART通信口，用于RS232接口202、RS232接口203、Zigbee無線模塊204的通信，Zigbee無線模塊204采用CC2530小板。USB接口207可以模擬成U盤讀取SD卡中的歷史文件。所述顯示屏208選用觸摸液晶顯示屏，為了在野外方便讀取，字體清楚，尺寸大小可選7寸，但不局限于此，可靈活定制。如圖3所示，所述N個手持校驗分機102的結構相同，其包括微控制器301、顯示屏302、RS232調試接口303、Zigbee無線模塊304、信號發(fā)生器305及信號分采集器105306，顯示屏302、RS232調試接口303、Zigbee無線模塊304、信號發(fā)生器305及信號分采集器105306均連接微控制器301。在本實施例中所述微控制器301選用STM32芯片，STM32芯片引出一路USART用于RS232調試接口303，一路USART用于Zigbee無線模塊304。其中，所述N個手持校驗分機102除了信號發(fā)生器305和信號分采集器105306需要根據自身測量信號的類型配置相應的電路外，其它硬件構成相同。所述信息采集主機101通過USB無線網卡與外設控制終端103通信連接，信息采集主機101與自動氣象站中氣象站主采集器104的傳感器接口和校準接口連接，通過Zigbee無線模塊204與N個手持校驗分機102無線連接；所述N個手持校驗分機102分別與自動氣象站中的分采集器105連接，分采集器105連接相應的氣象傳感器。值得一提的是，一個所述手持校驗分機102可以連接一個分采集器105，也可以與多個分采集器105連接。

所述信息采集主機101和N個手持校驗分機102設置在同一便攜儲物裝置中，所述便攜儲物裝置包括但不限于拉桿箱、背包等，結構簡單，便捷易攜帶。所述外設控制終端103可采用但不限于智能手機、平板電腦。所述氣象傳感器包括但不限于太陽輻射傳感器、濕度傳感器、蒸發(fā)傳感器、熱電阻傳感器、風速傳感器、風向傳感器及雨量傳感器。自動氣象站包括氣象站主采集器104、分采集器105以及與各分采集器105相連接的氣象傳感器，與各分采集器105相連接的氣象傳感器分布的范圍可能比較分散，各分采集器105可以收集各氣象傳感器的信息。

在對自動氣象站的數據采集通道進行校驗時，可以通過外設控制終端103無線發(fā)送校驗指令給信息采集主機101，信息采集主機101輸出預設的標準傳感信號給氣象站主采集器104，并通過Zigbee無線模塊204發(fā)送校驗指令給N個手持校驗分機102；N個手持校驗分機102收到校驗指令后輸出預設的標準傳感信號給分采集器105；信息采集主機101通過氣象站主采集器104的校準接口讀取自動氣象站主采集器104、分采集器105測量得到各個通道的測量值；信息采集主機101將所述測量值存儲在SD卡中，并通過顯示屏208顯示，同時可將預設的標準傳感信號和測量值無線發(fā)送給外設控制終端103，外設控制終端103將各通道的預設標準傳感信號與相應的測量值對比，獲得自動氣象站的每個通道的測量偏差值，當偏差值大于預設閾值時，提示工作人員進行校驗操作。需要說明的是，本發(fā)明提供的便攜式自動氣象站校驗裝置不僅可以對自動氣象站的數據采集通道進行校驗，還可以測量氣象傳感器的輸出值用于校準參考。N個手持校驗分機102具有標準信號輸出端和采集端，輸出端可以模擬成氣象傳感器連接到氣象站采集通道輸入端，采集端可以連接氣象傳感器讀取數值。

在本實施例中所述N個手持校驗分機102中可檢測的信號類型包括：一、電壓型信號輸出與傳感器檢測：可輸出和檢測0—5V電壓信號，可輸出濕度傳感器電壓信號、太陽輻射傳感器電壓信號；接入和檢測濕度傳感器、太陽輻射傳感器等；二、低電壓信號輸出與傳感器檢測：可輸出和檢測0—30mV電壓信號，可輸出蒸發(fā)傳感器電流信號；接入和檢測蒸發(fā)傳感器；三、電流型信號輸出與傳感器檢測：可輸出和檢測0—20mA電流信號，可輸出蒸發(fā)傳感器電流信號；接入和檢測蒸發(fā)傳感器；四、溫度型信號輸出與傳感器檢測：輸出4線制電阻信號；接入和檢測PT100熱電阻傳感器；五、數字信號信號輸出與傳感器檢測：可對頻率，脈沖，格雷碼等數字信號進行檢測和輸出。接風速傳感器、風向傳感器及雨量傳感器。

值得一提的是，本發(fā)明的技術方案不僅適用于自動氣象站，還可以應用于水文自動監(jiān)測站、大氣環(huán)境自動監(jiān)測站、水質自動監(jiān)測站等監(jiān)測領域。

本發(fā)明的技術方案中信息采集主機101、N個手持校驗分機102相互獨立，每個手持校驗分機102均能夠單獨使用，從而可以同時對多個分采集器105、傳感器進行校驗，易于操作，提高了校驗效率；N個手持校驗分機102與信息采集主機101采用Zigbee無線通訊連接，通信距離可達一百米，方便對離氣象站較遠的分采集器105及氣象傳感器進行校驗；N個手持校驗分機102可對應給電壓型信號輸出、低電壓信號輸出、電流型信號輸出、溫度型信號輸出、數字信號輸出的氣象傳感器進行校驗，可校驗的氣象傳感器種類全面；信息采集主機101采用觸摸液晶顯示屏，顯示清楚，操作方便，易于野外工作，存儲器206采用大容量的SD卡可保存大量的校驗數據，USB-host端口205接USB無線網卡可將校驗數據實時發(fā)送給服務器、外設控制終端103，智能化程度高；所述信息采集主機101和N個手持校驗分機102設置在拉桿箱或背包等便攜儲物裝置中，結構簡單，便捷易攜帶。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。