專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及一種無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在有的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常由前端傳感器、數(shù)據(jù)采集單元及顯示處理后臺(tái)單元構(gòu)成。首先由前端傳感器將氣象信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再由數(shù)據(jù)采集單元將電信號(hào)以數(shù)字信號(hào)的形式采集入處理器，然后將氣象數(shù)據(jù)傳至顯示處理后臺(tái)單元以供相關(guān)部門(mén)及人員監(jiān)測(cè)。在現(xiàn)有的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，前端傳感器與數(shù)據(jù)采集單元一般采用模擬信號(hào)連接，所以數(shù)據(jù)采集模塊與前端傳感器距離不能太遠(yuǎn)，沒(méi)有統(tǒng)一的接口；同時(shí)，與顯示處理后臺(tái)的連接也一般采用有線模式，大量硬件布線給現(xiàn)場(chǎng)造成大量不便。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供一種組網(wǎng)靈活、無(wú)線傳感的綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻傳輸模塊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺(tái)管理主機(jī)；所述的前端傳感器模塊，用于采集轉(zhuǎn)換當(dāng)前的氣象信息，并將采集的信息以485總線方式傳送到數(shù)據(jù)采集模塊；所述的數(shù)據(jù)采集模塊，連接前端傳感器模塊的輸出端，用于將傳感器信號(hào)處理編碼后，再通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號(hào)送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)；所述的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，用于完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過(guò)GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)將信號(hào)送至監(jiān)控中心的后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)；所述的后臺(tái)監(jiān)控管理主機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)雨情天氣實(shí)況、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和氣象趨勢(shì)分析。
本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺(tái)管理主機(jī)上各自設(shè)有對(duì)應(yīng)的GPRS/CDMA無(wú)線通訊接口和232通訊接口，對(duì)前端傳感器信號(hào)采集處理后，可通過(guò)有線傳輸信號(hào)和無(wú)線信號(hào)輸出，也可以通過(guò)GPRS/CDMA傳輸模塊，將信號(hào)直接送至后臺(tái)管理主機(jī)。這樣解決了監(jiān)控點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的遠(yuǎn)距離安裝問(wèn)題，并可實(shí)現(xiàn)直接與后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)通迅。
本實(shí)用新型所述的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)上設(shè)有485通訊接口，實(shí)現(xiàn)直接與前端傳感器模塊的有線通訊。
本實(shí)用新型所述的前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊上設(shè)有防雷保護(hù)模塊。
本實(shí)用新型采用射頻無(wú)線通信以及GPRS/CDMA無(wú)線通信，安裝時(shí)免去大量的硬布線。移動(dòng)GPRS/聯(lián)通CDMA信息覆蓋廣，可應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，前期投資少，后期升級(jí)、維護(hù)成本低；同時(shí)用戶(hù)也可根據(jù)需要，將各測(cè)量模塊通過(guò)RS485總線直接與LCD顯示單元連接，免去無(wú)線射頻通信單元。


下面將結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示為本實(shí)用新型的綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻傳輸模塊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺(tái)管理主機(jī)；所述的前端傳感器模塊，用于采集轉(zhuǎn)換當(dāng)前的氣象信息，并將采集的信息以485總線方式傳送到數(shù)據(jù)采集模塊；本系統(tǒng)目前所用的前端傳感器模塊主要有雨量傳感器模塊、風(fēng)速風(fēng)向傳感器模塊、GPS全球定位模塊、大氣壓力大氣溫濕度傳感器模塊等。它們都以PIC16F876為單片處理單元；其中，雨量傳感器采用編碼原理，以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)數(shù)編碼器脈沖來(lái)以達(dá)到計(jì)算液位數(shù)據(jù)的目的；風(fēng)速風(fēng)向傳感器中風(fēng)速采用編碼原理，通過(guò)計(jì)算碼盤(pán)轉(zhuǎn)速，達(dá)到計(jì)算風(fēng)速的目的；風(fēng)向傳感器采用格雷碼輸出，根據(jù)碼盤(pán)的位置來(lái)確定風(fēng)向傳感器尾翼的指向；所用的GPS全球定位模塊有串行通信接口，可與單片機(jī)直接通信；大氣壓力大氣溫濕度傳感器模塊是通過(guò)傳感器將壓力溫濕度等轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換采集入單片微處理單元。
所述的數(shù)據(jù)采集模塊，連接前端傳感器模塊的輸出端，用于將傳感器信號(hào)處理編碼后，再通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)模塊將信號(hào)送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)；同時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊還提供串行通信接口，可直接與其他串行設(shè)備相連。數(shù)據(jù)采集模塊由無(wú)線收發(fā)模塊、采集微處理器、以及485通信接口構(gòu)成，同時(shí)也提供與GPRS/CDMA模塊的接口，可直接與后臺(tái)管理主機(jī)通信。采用單片ASK/OOK接收器MICRF007與發(fā)射器MICRF102做為無(wú)線通信信號(hào)調(diào)制中心，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)實(shí)時(shí)通信。數(shù)據(jù)采集模塊微處理器采用低功耗單片機(jī)PIC16F876A，經(jīng)485接口接收由前端傳感器模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)打包經(jīng)無(wú)線收發(fā)模塊傳至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)所述的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，用于完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過(guò)GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)將信號(hào)送至監(jiān)控中心的后臺(tái)管理主機(jī)；本系統(tǒng)的GPRS/CDMA模塊串行通信協(xié)議，以RS232或TTL電平與監(jiān)控主機(jī)接口，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)由PIC16F877A做為單片微處理中心，解析來(lái)自數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)包，經(jīng)過(guò)處理將相關(guān)的氣象信息顯示在液晶顯示器TG240128A上，同時(shí)將數(shù)據(jù)打包通過(guò)GPRS/CDMA傳輸模塊與后臺(tái)管理主機(jī)通通信。
所述的后臺(tái)監(jiān)控管理主機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)雨情天氣實(shí)況、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和氣象趨勢(shì)分析。采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)合系統(tǒng)配套的ST-IWMCS+S監(jiān)測(cè)軟件組成，監(jiān)測(cè)軟件是一種服務(wù)器/客戶(hù)端模式，采用WEB瀏覽器方式。數(shù)據(jù)庫(kù)選用MicrosoftSQL Server，Microsoft SQL Server是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。SQL語(yǔ)言用于與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)通信的語(yǔ)言。SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)和Microsoft Information Server(IIS)的結(jié)合可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接到Internet上。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用了WinSock網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和ActiveX技術(shù)。
前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊上設(shè)有防雷保護(hù)電路，包括電源防雷、信號(hào)防雷等。所有的傳感器電源及信號(hào)均經(jīng)過(guò)防雷模塊再接入系統(tǒng)，保障系統(tǒng)的安全，所有傳感器及采集模塊的電源均可通過(guò)智能電源模塊供電，全球衛(wèi)星定位信號(hào)直接接入現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，清楚的標(biāo)識(shí)當(dāng)前氣象信號(hào)的地理位置。
上述各組成部分的工作流程為采集部分采用Modbus協(xié)議，以數(shù)據(jù)采集模塊為主設(shè)備，各前端傳感器模塊為從設(shè)備；由數(shù)據(jù)采集模塊依次向各前端傳感器模塊發(fā)送命令，各前端傳感器模塊根據(jù)命令依次向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送各個(gè)氣象數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊微處理器打包，通過(guò)射頻傳輸模塊送至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)MCU對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，分別將各氣象信息在LCD上顯示，然后現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)再將數(shù)據(jù)以即定的協(xié)議重新打包，通過(guò)GPRS/CDMA傳輸模塊經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)將信號(hào)送至監(jiān)控中心的后臺(tái)管理主機(jī)，再由后臺(tái)管理主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺(tái)管理主機(jī)上各自設(shè)有對(duì)應(yīng)的GPRS/CDMA無(wú)線通訊接口和232通訊接口，數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)前端傳感器信號(hào)采集處理后，也可通過(guò)232通訊接口有線傳輸信號(hào)或通過(guò)GPRS/CDMA傳輸模塊無(wú)線傳輸信號(hào)，將信號(hào)直接送至后臺(tái)管理主機(jī)。這樣解決了監(jiān)控點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的遠(yuǎn)距離安裝問(wèn)題；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理及顯示后，如果現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)與后臺(tái)來(lái)管理主機(jī)近距離安裝，可以通過(guò)有線串行通訊形式與監(jiān)控中心的后臺(tái)管理主機(jī)通信，可實(shí)現(xiàn)零費(fèi)用運(yùn)行。
本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)上設(shè)有485通訊接口，前端傳感器模塊在保留了傳統(tǒng)的信號(hào)輸出情況下，并具有通迅輸出功能，可將氣象信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議直接送至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，完成氣象信號(hào)的采集、顯示、管理工作。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻傳輸模塊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺(tái)管理主機(jī)；所述的前端傳感器模塊，用于采集轉(zhuǎn)換當(dāng)前的氣象信息，并將采集的信息以485總線方式傳送到數(shù)據(jù)采集模塊；所述的數(shù)據(jù)采集模塊，連接前端傳感器模塊的輸出端，用于將傳感器信號(hào)處理編碼后，再通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號(hào)送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)；所述的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，用于完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過(guò)GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)將信號(hào)送至監(jiān)控中心的后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)；所述的后臺(tái)監(jiān)控管理主機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)雨情天氣實(shí)況、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和氣象趨勢(shì)分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺(tái)管理主機(jī)上各自設(shè)有對(duì)應(yīng)的GPRS/CDMA無(wú)線通訊接口和232通訊接口，對(duì)前端傳感器信號(hào)采集處理后，可通過(guò)有線傳輸信號(hào)和無(wú)線信號(hào)輸出，也可以通過(guò)GPRS/CDMA傳輸模塊，將信號(hào)直接送至后臺(tái)管理主機(jī)。這樣解決了監(jiān)控點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的遠(yuǎn)距離安裝問(wèn)題，并可實(shí)現(xiàn)直接與后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)通迅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)上設(shè)有實(shí)現(xiàn)直接與前端傳感器模塊的有線通訊的485通訊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊上設(shè)有防雷保護(hù)模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線綜合氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、射頻傳輸模塊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺(tái)管理主機(jī)；所述的前端傳感器模塊將采集的信息以485總線方式傳送到數(shù)據(jù)采集模塊；再通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號(hào)送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過(guò)GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動(dòng)公網(wǎng)將信號(hào)送至監(jiān)控中心的后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)雨情天氣實(shí)況、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和氣象趨勢(shì)分析。本實(shí)用新型采用射頻無(wú)線通信以及GPRS/CDMA無(wú)線通信，安裝時(shí)免去大量的硬布線。移動(dòng)GPRS/聯(lián)通CDMA信息覆蓋廣，可應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，前期投資少，后期升級(jí)、維護(hù)成本低。
文檔編號(hào)G01W1/08GK2879216SQ20062005687
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者鄭貴林 申請(qǐng)人:鄭貴林