專利名稱：無線綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣象監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是涉及一種無線綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在有的氣象監(jiān)測系統(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，再由數(shù)據(jù)采集單元將電信號以數(shù)字信號的形式采集入處理器，然后將氣象數(shù)據(jù)傳至顯示處理后臺單元以供相關(guān)部門及人員監(jiān)測。在現(xiàn)有的氣象監(jiān)測系統(tǒng)中，前端傳感器與數(shù)據(jù)采集單元一般采用模擬信號連接，所以數(shù)據(jù)采集模塊與前端傳感器距離不能太遠，沒有統(tǒng)一的接口；同時，與顯示處理后臺的連接也一般采用有線模式，大量硬件布線給現(xiàn)場造成大量不便。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是在于提供一種組網(wǎng)靈活、無線傳感的綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種無線綜合氣象監(jiān)測系統(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)場監(jiān)控主機、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺管理主機；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，用于將傳感器信號處理編碼后，再通過無線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號送到現(xiàn)場監(jiān)控主機；所述的現(xiàn)場監(jiān)控主機，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動公網(wǎng)將信號送至監(jiān)控中心的后臺監(jiān)控主機；所述的后臺監(jiān)控管理主機，用于實現(xiàn)雨情天氣實況、歷史數(shù)據(jù)查詢和氣象趨勢分析。
本實用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺管理主機上各自設(shè)有對應(yīng)的GPRS/CDMA無線通訊接口和232通訊接口，對前端傳感器信號采集處理后，可通過有線傳輸信號和無線信號輸出，也可以通過GPRS/CDMA傳輸模塊，將信號直接送至后臺管理主機。這樣解決了監(jiān)控點與測量點的遠距離安裝問題，并可實現(xiàn)直接與后臺監(jiān)控主機通迅。
本實用新型所述的現(xiàn)場監(jiān)控主機上設(shè)有485通訊接口，實現(xiàn)直接與前端傳感器模塊的有線通訊。
本實用新型所述的前端傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊上設(shè)有防雷保護模塊。
本實用新型采用射頻無線通信以及GPRS/CDMA無線通信，安裝時免去大量的硬布線。移動GPRS/聯(lián)通CDMA信息覆蓋廣，可應(yīng)用于偏遠地區(qū)，前期投資少，后期升級、維護成本低；同時用戶也可根據(jù)需要，將各測量模塊通過RS485總線直接與LCD顯示單元連接，免去無線射頻通信單元。


下面將結(jié)合實例和附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示為本實用新型的綜合氣象監(jiān)測系統(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)場監(jiān)控主機、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺管理主機；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，以電動機驅(qū)動編碼器轉(zhuǎn)動，通過數(shù)編碼器脈沖來以達到計算液位數(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，通過計算碼盤轉(zhuǎn)速，達到計算風(fēng)速的目的；風(fēng)向傳感器采用格雷碼輸出，根據(jù)碼盤的位置來確定風(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，可與單片機直接通信；大氣壓力大氣溫濕度傳感器模塊是通過傳感器將壓力溫濕度等轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過模數(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，用于將傳感器信號處理編碼后，再通過無線射頻收發(fā)模塊將信號送到現(xiàn)場監(jiān)控主機；同時數(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)采集模塊由無線收發(fā)模塊、采集微處理器、以及485通信接口構(gòu)成，同時也提供與GPRS/CDMA模塊的接口，可直接與后臺管理主機通信。采用單片ASK/OOK接收器MICRF007與發(fā)射器MICRF102做為無線通信信號調(diào)制中心，與現(xiàn)場監(jiān)控主機實時通信。數(shù)據(jù)采集模塊微處理器采用低功耗單片機PIC16F876A，經(jīng)485接口接收由前端傳感器模塊傳來的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)打包經(jīng)無線收發(fā)模塊傳至現(xiàn)場監(jiān)控主機所述的現(xiàn)場監(jiān)控主機，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動公網(wǎng)將信號送至監(jiān)控中心的后臺管理主機；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)控主機接口，現(xiàn)場監(jiān)控主機由PIC16F877A做為單片微處理中心，解析來自數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)包，經(jīng)過處理將相關(guān)的氣象信息顯示在液晶顯示器TG240128A上，同時將數(shù)據(jù)打包通過GPRS/CDMA傳輸模塊與后臺管理主機通通信。
所述的后臺監(jiān)控管理主機，用于實現(xiàn)雨情天氣實況、歷史數(shù)據(jù)查詢和氣象趨勢分析。采用工業(yè)控制計算機結(jié)合系統(tǒng)配套的ST-IWMCS+S監(jiān)測軟件組成，監(jiān)測軟件是一種服務(wù)器/客戶端模式，采用WEB瀏覽器方式。數(shù)據(jù)庫選用MicrosoftSQL Server，Microsoft SQL Server是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。SQL語言用于與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫通信的語言。SQL Server數(shù)據(jù)庫和Microsoft Information Server(IIS)的結(jié)合可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)庫連接到Internet上。實時數(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)有防雷保護電路，包括電源防雷、信號防雷等。所有的傳感器電源及信號均經(jīng)過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智能電源模塊供電，全球衛(wèi)星定位信號直接接入現(xiàn)場監(jiān)控主機，清楚的標(biāo)識當(dāng)前氣象信號的地理位置。
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)送各個氣象數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集模塊微處理器打包，通過射頻傳輸模塊送至現(xiàn)場監(jiān)控主機；現(xiàn)場監(jiān)控主機MCU對數(shù)據(jù)包進行解析，分別將各氣象信息在LCD上顯示，然后現(xiàn)場主機再將數(shù)據(jù)以即定的協(xié)議重新打包，通過GPRS/CDMA傳輸模塊經(jīng)移動公網(wǎng)將信號送至監(jiān)控中心的后臺管理主機，再由后臺管理主機進行數(shù)據(jù)處理。
本實用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺管理主機上各自設(shè)有對應(yīng)的GPRS/CDMA無線通訊接口和232通訊接口，數(shù)據(jù)采集模塊對前端傳感器信號采集處理后，也可通過232通訊接口有線傳輸信號或通過GPRS/CDMA傳輸模塊無線傳輸信號，將信號直接送至后臺管理主機。這樣解決了監(jiān)控點與測量點的遠距離安裝問題；現(xiàn)場監(jiān)控主機完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理及顯示后，如果現(xiàn)場監(jiān)控主機與后臺來管理主機近距離安裝，可以通過有線串行通訊形式與監(jiān)控中心的后臺管理主機通信，可實現(xiàn)零費用運行。
本實用新型現(xiàn)場監(jiān)控主機上設(shè)有485通訊接口，前端傳感器模塊在保留了傳統(tǒng)的信號輸出情況下，并具有通迅輸出功能，可將氣象信號通過標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議直接送至現(xiàn)場監(jiān)控主機，完成氣象信號的采集、顯示、管理工作。
權(quán)利要求1.一種無線綜合氣象監(jiān)測系統(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)場監(jiān)控主機、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺管理主機；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，用于將傳感器信號處理編碼后，再通過無線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號送到現(xiàn)場監(jiān)控主機；所述的現(xiàn)場監(jiān)控主機，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動公網(wǎng)將信號送至監(jiān)控中心的后臺監(jiān)控主機；所述的后臺監(jiān)控管理主機，用于實現(xiàn)雨情天氣實況、歷史數(shù)據(jù)查詢和氣象趨勢分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊和后臺管理主機上各自設(shè)有對應(yīng)的GPRS/CDMA無線通訊接口和232通訊接口，對前端傳感器信號采集處理后，可通過有線傳輸信號和無線信號輸出，也可以通過GPRS/CDMA傳輸模塊，將信號直接送至后臺管理主機。這樣解決了監(jiān)控點與測量點的遠距離安裝問題，并可實現(xiàn)直接與后臺監(jiān)控主機通迅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線綜合氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場監(jiān)控主機上設(shè)有實現(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所述的無線綜合氣象監(jiān)測系統(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)有防雷保護模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種無線綜合氣象監(jiān)測系統(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)場監(jiān)控主機、GPRS/CDMA傳輸模塊、后臺管理主機；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；再通過無線射頻收發(fā)模塊或串行通訊將信號送到現(xiàn)場監(jiān)控主機；現(xiàn)場監(jiān)控主機完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理及顯示后，再通過GPRS或CDMA傳輸模塊經(jīng)移動公網(wǎng)將信號送至監(jiān)控中心的后臺監(jiān)控主機，實現(xiàn)雨情天氣實況、歷史數(shù)據(jù)查詢和氣象趨勢分析。本實用新型采用射頻無線通信以及GPRS/CDMA無線通信，安裝時免去大量的硬布線。移動GPRS/聯(lián)通CDMA信息覆蓋廣，可應(yīng)用于偏遠地區(qū)，前期投資少，后期升級、維護成本低。
文檔編號G01W1/08GK2879216SQ20062005687
公開日2007年3月14日 申請日期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 申請人:鄭貴林