氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，它涉及氣象預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域。它包括大氣壓強(qiáng)傳感器、輻射傳感器、光照傳感器、土壤水份傳感器、大氣溫濕度傳感器、風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨雪傳感器、降雨量傳感器、土壤溫度傳感器、固定式測(cè)斜儀、GPS定位儀組成的前端采集單元、中段傳輸單元和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，前端采集單元與中段傳輸單元連接，中段傳輸單元與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接，前端采集單元可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集和主動(dòng)發(fā)送，能夠兼容多種類型的傳感器，分布在不同區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站均通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接。本發(fā)明操作便捷，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)穩(wěn)定，處理分析迅速，隨時(shí)隨地掌握現(xiàn)場(chǎng)信息，可重復(fù)利用，節(jié)省人力成本，兼容性好。
【專利說明】
氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是氣象預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]氣象災(zāi)害是自然災(zāi)害中最為頻繁而又嚴(yán)重的災(zāi)害，而我國(guó)是世界上自然災(zāi)害發(fā)生十分頻繁、災(zāi)害種類甚多，造成損失十分嚴(yán)重的少數(shù)國(guó)家之一，每年由于干旱、洪澇、臺(tái)風(fēng)、 暴雨、冰雹等災(zāi)害危及到人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，國(guó)民經(jīng)濟(jì)也受到了極大的損失，而且，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，自然災(zāi)害造成的損失亦呈上升發(fā)展趨勢(shì)，直接影響著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，做好防御和減輕氣象災(zāi)害，保護(hù)國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)所屬的氣象臺(tái)站向社會(huì)公眾發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)是十分普遍的方式。
[0003]現(xiàn)有的氣象預(yù)警裝置存在以下問題:監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)難以做到快速回傳、快速處理分析， 難以快速了解信息，且受制于時(shí)間、空間、成本的限制，難以隨時(shí)隨地掌握現(xiàn)場(chǎng)信息;此外， 由于天氣條件、項(xiàng)目執(zhí)行過程的需求變化、周邊環(huán)境變化引起的監(jiān)測(cè)頻率增加從而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)成本劇增，不利于氣象預(yù)警的快速應(yīng)用和發(fā)展。
[0004]為了解決上述問題，設(shè)計(jì)一種新型的氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)還是很有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作便捷，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)穩(wěn)定，處理分析迅速，實(shí)現(xiàn)全程隨時(shí)隨地地掌握現(xiàn)場(chǎng)信息，可重復(fù)利用，節(jié)省人力成本，兼容性好，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣使用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括前端采集單元、中段傳輸單元和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，前端采集單元與中段傳輸單元連接，中段傳輸單元與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接，所述前端采集單元包括有大氣壓強(qiáng)傳感器、輻射傳感器、光照傳感器、土壤水份傳感器、大氣溫濕度傳感器、風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨雪傳感器、降雨量傳感器、土壤溫度傳感器、固定式測(cè)斜儀、GPS定位儀，前端采集單元可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集和主動(dòng)發(fā)送，能夠兼容多種類型的傳感器，可以處理模擬量、數(shù)字量信號(hào)，可以根據(jù)具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的差異，減少或擴(kuò)容接入的傳感器設(shè)備，上述傳感器均接至中段傳輸單元。
[0007]作為優(yōu)選，所述的中段傳輸單元由M⑶智能測(cè)量單元、DTU單元、基站組成，M⑶智能測(cè)量單元與包含多個(gè)傳感器的前端采集單元連接，MCU智能測(cè)量單元接DTU單元，DTU單元與基站連接，基站通過36、46、6?1^、1]^611161:、北斗無線通訊網(wǎng)絡(luò)中的一種或組合與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接，中段傳輸單元采用GPRS、網(wǎng)橋、電臺(tái)、4G網(wǎng)絡(luò)等成熟無線傳輸設(shè)備手段，靈活組網(wǎng)， 滿足監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所處不同區(qū)域的通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)要求，因地制宜地布設(shè)有線或無線通訊網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速傳輸、處理、分析。
[0008]作為優(yōu)選，所述的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括有服務(wù)器、防火墻、交換機(jī)、手機(jī)、筆記本、臺(tái)式機(jī)、 打印機(jī)，服務(wù)器與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，服務(wù)器連接有防火墻，防火墻與交換機(jī)連接，交換機(jī)分別與手機(jī)、筆記本、臺(tái)式機(jī)、打印機(jī)連接，手機(jī)與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)如手機(jī)、平臺(tái)電腦等移動(dòng)智能平臺(tái)的數(shù)據(jù)訪問、接受預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)查詢、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行信息，各類型圖標(biāo)如柱狀圖、折線圖、趨勢(shì)圖的展示及簡(jiǎn)單報(bào)表輸出，包含每天定時(shí)指定路徑輸出、即時(shí)手動(dòng)輸出等。
[0009]作為優(yōu)選，所述的大氣壓強(qiáng)傳感器、輻射傳感器、光照傳感器、土壤水份傳感器、大氣溫濕度傳感器、風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨雪傳感器、降雨量傳感器、土壤溫度傳感器、固定式測(cè)斜儀、GPS定位儀、MCU智能測(cè)量單元、DTU單元、基站均安裝在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站中，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站中還包括有提供動(dòng)力來源的電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板并聯(lián)穩(wěn)壓器和一個(gè)或多個(gè)充電池組成。
[0010]作為優(yōu)選，所述的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站設(shè)置有多個(gè)，每個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站均通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站作為本地監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，全自動(dòng)化的、無人值守的、實(shí)時(shí)的采集各類、多個(gè)監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)，并本地存儲(chǔ)，處理分析、數(shù)據(jù)上傳，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站能夠采集多種傳感器數(shù)據(jù)，主要由于其采集器的智能化、模塊化、擴(kuò)展化的設(shè)備特性，采集器內(nèi)部可以增加或減少不同傳感器的采集模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集傳感器種類與數(shù)量的擴(kuò)容與減少，與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)站的自動(dòng)化管理，如設(shè)備運(yùn)行日志、數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)化關(guān)鍵設(shè)備控制，如固件更新與故障維護(hù)等。
[0011]本發(fā)明的有益效果:(1)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠:采用成熟的無線采集和發(fā)送技術(shù)，通過設(shè)備自檢、設(shè)定閾值、系統(tǒng)異常判定機(jī)制等技術(shù)手段，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠、不間斷回傳，快速處理、分析。
[0012](2)隨時(shí)隨地地掌握信息:系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程操控，配置定時(shí)和即時(shí)兩種采集模塊，通過本地服務(wù)器或移動(dòng)智能終端設(shè)備，突破時(shí)間、空間、成本的限制，實(shí)現(xiàn)全程隨時(shí)隨地地掌握現(xiàn)場(chǎng)信息。[〇〇13](3)重復(fù)利用價(jià)格低廉:本系統(tǒng)前端采集所涉及的無線發(fā)送模塊及數(shù)據(jù)集成模塊均為可重復(fù)性利用產(chǎn)品，設(shè)備安裝、調(diào)試完畢即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸工作，監(jiān)測(cè)工程結(jié)束后可回收;整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中僅需安裝人員進(jìn)行部分硬件維護(hù)和部分硬件現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程升級(jí)更新，極大地節(jié)省人力成本;解決了因天氣條件、項(xiàng)目執(zhí)行過程的需求變化、周邊環(huán)境變化引起的監(jiān)測(cè)頻率增加從而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)成本劇增的問題。
[0014](4)兼容性強(qiáng)應(yīng)用廣泛:本系統(tǒng)可兼容大部分監(jiān)測(cè)市場(chǎng)上現(xiàn)有或普及監(jiān)測(cè)元件、設(shè)備及儀器，系統(tǒng)對(duì)元件設(shè)備的適應(yīng)、兼容性極強(qiáng);在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工程監(jiān)測(cè)多參數(shù)的采集，可廣泛地應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)、水利工程監(jiān)測(cè)、防災(zāi)監(jiān)測(cè)、隧道監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、隧道監(jiān)測(cè)、 橋梁監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)工程，結(jié)合系統(tǒng)管理平臺(tái)，自由組合，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)和單一工程系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。
[0015](5)操作界面友好，操作便捷:將系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)置為前端展示、分析數(shù)據(jù)、查看設(shè)備在線狀態(tài);后端設(shè)置設(shè)備參數(shù)、查看設(shè)備在線狀態(tài)。前端主要為管理者提供便捷操作、通觀全局服務(wù)，后臺(tái)主要為工程專業(yè)技術(shù)人員安裝調(diào)試、設(shè)定各類參數(shù)、系統(tǒng)維護(hù)服務(wù)。在前后端各項(xiàng)注釋清晰、化繁為簡(jiǎn)，操作便捷，以實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，有效區(qū)分不同用戶群體，同時(shí)，按照根據(jù)用戶級(jí)別給予不同操作權(quán)限，避免失誤操作和造成不必要的后果。【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明多個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]參照?qǐng)D1-3,本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)， 包括前端采集單元1、中段傳輸單元2和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)3,前端采集單元1與中段傳輸單元2連接， 中段傳輸單元2與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)3連接，所述前端采集單元1包括有大氣壓強(qiáng)傳感器101、輻射傳感器102、光照傳感器103、土壤水份傳感器104、大氣溫濕度傳感器105、風(fēng)速儀106、風(fēng)向儀 107、雨雪傳感器108、降雨量傳感器109、土壤溫度傳感器110、固定式測(cè)斜儀111、GPS定位儀 112,前端采集單元1可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集和主動(dòng)發(fā)送，能夠兼容多種類型的傳感器，可以處理模擬量、數(shù)字量信號(hào)，可以根據(jù)具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的差異，減少或擴(kuò)容接入的傳感器設(shè)備，上述傳感器均接至中段傳輸單元2。[0〇2〇] 值得注意的是，所述的中段傳輸單元2由M⑶智能測(cè)量單元201、DTU單元202、基站 203組成，M⑶智能測(cè)量單元201與包含多個(gè)傳感器的前端采集單元1連接，M⑶智能測(cè)量單元 201接DTU單元202，DTU單元202與基站203連接，基站203通過36、46、6?1^、1拉6?16丨、北斗無線通訊網(wǎng)絡(luò)中的一種或組合與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)3連接，中段傳輸單元2采用GPRS、網(wǎng)橋、電臺(tái)、4G 網(wǎng)絡(luò)等成熟無線傳輸設(shè)備手段，靈活組網(wǎng)，滿足監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所處不同區(qū)域的通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)要求，因地制宜地布設(shè)有線或無線通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速傳輸、處理、分析。 [〇〇21]此外，所述的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)3包括有服務(wù)器301、防火墻302、交換機(jī)303、手機(jī)304、筆記本305、臺(tái)式機(jī)306、打印機(jī)307,服務(wù)器301與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，服務(wù)器301連接有防火墻 302,防火墻302與交換機(jī)303連接，交換機(jī)303分別與手機(jī)304、筆記本305、臺(tái)式機(jī)306、打印機(jī)307連接，手機(jī)304與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)3實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)如手機(jī)、平臺(tái)電腦等移動(dòng)智能平臺(tái)的數(shù)據(jù)訪問、接受預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)查詢、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行信息，各類型圖標(biāo)如柱狀圖、折線圖、趨勢(shì)圖的展示及簡(jiǎn)單報(bào)表輸出，包含每天定時(shí)指定路徑輸出、即時(shí)手動(dòng)輸出等。[〇〇22] 本【具體實(shí)施方式】所述的大氣壓強(qiáng)傳感器101、輻射傳感器102、光照傳感器103、土壤水份傳感器104、大氣溫濕度傳感器105、風(fēng)速儀106、風(fēng)向儀107、雨雪傳感器108、降雨量傳感器109、土壤溫度傳感器110、固定式測(cè)斜儀111、GPS定位儀112、MCU智能測(cè)量單元201、 DTU單元202、基站203均安裝在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站4中，各類傳感器主要負(fù)責(zé)感知?dú)鈮?、溫?空氣與地層)、濕度(空氣與土壤)、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、日照、輻射、地質(zhì)變化、位置等物理信息， 并轉(zhuǎn)化為電信息，供采集器采集。
[0023]系統(tǒng)由一個(gè)或若干分布在不同區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站通過通信鏈路組成的，從而構(gòu)成廣區(qū)域內(nèi)的、全面的、綜合性的、實(shí)時(shí)的預(yù)警系統(tǒng)。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站作為本地監(jiān)測(cè)站點(diǎn)， 全自動(dòng)化的、無人值守的、實(shí)時(shí)的采集各類、多個(gè)監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)，并本地存儲(chǔ)，處理分析、數(shù)據(jù)上傳，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站能夠采集多種傳感器數(shù)據(jù)，主要由于其采集器的智能化、模塊化、擴(kuò)展化的設(shè)備特性，采集器內(nèi)部可以增加或減少不同傳感器的采集模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集傳感器種類與數(shù)量的擴(kuò)容與減少。與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)站的自動(dòng)化管理，如設(shè)備運(yùn)行日志、數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)化關(guān)鍵設(shè)備控制如固件更新與故障維護(hù)等;采集器是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站的核心，其主要功能是數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)傳輸控制，以每分鐘完成一次全部數(shù)據(jù)收集的頻率，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量至少能滿足30天的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)要求，并能在本地存儲(chǔ)器內(nèi)形成數(shù)據(jù)文件，方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與用戶現(xiàn)場(chǎng)讀取，其主要技術(shù)性能為:數(shù)據(jù)采樣速率、 存儲(chǔ)容量及算法約定。[〇〇24]自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸通過無線方式，如GPRS/3G/4G/遠(yuǎn)程電臺(tái)等無線通訊方式， 在不同的應(yīng)用環(huán)境下，對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸也會(huì)要求不同，多種可選擇的無線通訊方式滿足不同條件下的數(shù)據(jù)傳輸要求。對(duì)于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)種類與數(shù)量，采集器內(nèi)建電子數(shù)據(jù)庫(kù)，不同種類的傳感器在電子數(shù)據(jù)庫(kù)中都有其對(duì)應(yīng)位置，或可重新定義、復(fù)制定義等操作，滿足了多種類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸。
[0025]自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站4中還包括有提供動(dòng)力來源的電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板并聯(lián)穩(wěn)壓器和一個(gè)或多個(gè)充電池組成，可實(shí)現(xiàn)電源自供給，如太陽(yáng)能發(fā)電，在市電滿足的情況下，也可直接接入市電；一般而言，太陽(yáng)能電池板的輸出是其最佳的只有每天 5個(gè)小時(shí)，因此安裝角度和位置是至關(guān)重要的，在北半球的太陽(yáng)能電池板將被安裝成面向南，南半球的則面向北，安裝的角度則各有不同，但安裝的角度絕不應(yīng)為5度，是因?yàn)闀?huì)使灰塵積聚而令電力輸出下降，電源系統(tǒng)系統(tǒng)的電池能量存儲(chǔ)至少滿足自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站20天正常工作。
[0026]本【具體實(shí)施方式】是一種無人值守的、能自動(dòng)化地監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、上傳氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)與相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，主要由傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源、信息化軟件等組成，隨著氣象要素值的變化，各種傳感器的感應(yīng)元件輸出的電量產(chǎn)生變化，這種變化量被CPU實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過線性化和定量化處理，實(shí)現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得出各個(gè)氣象要素值和關(guān)聯(lián)的地質(zhì)變化要素值。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括氣壓、溫度(空氣與地層)、濕度(空氣與土壤)、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、日照、福射、地質(zhì)變化、位置等要素，數(shù)據(jù)采集頻率較高，每分鐘采集并存儲(chǔ)一組觀測(cè)數(shù)據(jù)。
[0027]各個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各要素值，按照一定的時(shí)間周期采集、本地存儲(chǔ)，再以一定時(shí)間周期通過無線方式(GSM/GPRS/3G/4G/北斗無線通訊方式)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)各個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)，并做各類圖表統(tǒng)計(jì)、分析，同時(shí)提供各類終端用戶的訪問服務(wù)管理功能，如出現(xiàn)超過預(yù)警值問題，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負(fù)責(zé)信息推送，告知各類終端用戶提高警惕與關(guān)注。各類終端用戶可通過手機(jī)、筆記本、臺(tái)式電腦等設(shè)備，隨時(shí)依據(jù)自己擁有的權(quán)限訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，查看、下載、打印原始數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等各類信息。
[0028]本【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)功能:(1)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè):系統(tǒng)可以采集監(jiān)測(cè)中的12大項(xiàng)氣象要素，包括大氣溫度與壓力、環(huán)境濕度，平均風(fēng)速風(fēng)向，瞬時(shí)風(fēng)速風(fēng)向，降水量，降雨天數(shù)， 光照時(shí)數(shù)，太陽(yáng)直接輻射，土壤溫度，土壤熱通量，土壤水分、地下水位，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、展示，實(shí)時(shí)/歷史曲線圖展示、報(bào)表輸出，以及校正時(shí)間。
[0029](2)地質(zhì)變化監(jiān)測(cè):系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)的地質(zhì)深層的水平位移、地表垂向位移(沉降)、大面積地表迀移;通過在監(jiān)測(cè)位置處垂直打入測(cè)斜管，將多個(gè)測(cè)斜儀連成一串放入測(cè)斜管中固定式監(jiān)測(cè)地表以下地質(zhì)在受土壤水份、溫度變化等影響下的內(nèi)部水平滑移位移;通過在監(jiān)測(cè)位置上安裝高精度GPS，監(jiān)測(cè)地表在地層內(nèi)部改變情況下發(fā)生的垂向位移或水平表面的大面積迀移;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、上傳，提供預(yù)警通報(bào)，為地質(zhì)防災(zāi)提供可靠依據(jù)，提升災(zāi)害與安全事故預(yù)防管理能力。
[0030](3)深化擴(kuò)展功能:系統(tǒng)可以根據(jù)特殊用戶要求，在系統(tǒng)原有功能上開發(fā)、定制用戶特需功能，如減少監(jiān)測(cè)地質(zhì)變化的測(cè)斜儀和GPS定位系統(tǒng)后系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如系統(tǒng)僅保留土壤水份傳感器、僅增加酸堿度傳感器后系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如增加水位、水流等傳感器后系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水利工程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，通過前端采集的傳感器種類或數(shù)量的改變與終端采集器實(shí)現(xiàn)對(duì)不同傳感器輸出信號(hào)的采集， 系統(tǒng)演變會(huì)多種形式，完成不同在線監(jiān)測(cè)需求，還如礦上工程在線監(jiān)測(cè)、市政工程在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、基坑監(jiān)測(cè)與深挖掘的在線實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)等。所以，系統(tǒng)的靈活深化擴(kuò)展能力足以強(qiáng)大支撐不同在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的需求，因此，使用戶能夠通過一個(gè)系統(tǒng)管理多個(gè)項(xiàng)目，大大節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)成本及不同數(shù)據(jù)融合的繁雜工作量。
[0031](4)多傳感器兼容:系統(tǒng)能夠兼容多種類型的傳感器，主要在于采集器和數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)方面的靈活性與擴(kuò)展性，采集器實(shí)現(xiàn)模塊化與堆?；O(shè)計(jì)，可以減少或增加不同采集模塊(用于采集輸出不同信號(hào)的傳感器)，采集模塊可以方便地堆棧化安裝在采集器中，更新采集器的固件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同傳感器數(shù)據(jù)的收集傳輸，數(shù)據(jù)庫(kù)中能夠支持但很多種類傳感器的數(shù)據(jù)形態(tài)，通過自定義方式，可以使能當(dāng)前能夠支持的或增加定義新種類的傳感器數(shù)據(jù)形態(tài)，滿足不同種類傳感器的接入;系統(tǒng)對(duì)不同傳感器類型的數(shù)據(jù)采集是互不影響，數(shù)據(jù)真實(shí)并穩(wěn)定。[〇〇32]本【具體實(shí)施方式】監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不間斷回傳，快速處理、分析， 能隨時(shí)隨地掌握信息，實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程操控，操作便捷，兼容性強(qiáng)，且能重復(fù)利用，價(jià)格低廉， 具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。[〇〇33]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括前端采集單元(1)、中段傳輸單元 (2)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(3)，前端采集單元(1)與中段傳輸單元(2)連接，中段傳輸單元(2)與網(wǎng)絡(luò)平 臺(tái)(3)連接，所述前端采集單元(1)包括有大氣壓強(qiáng)傳感器(101)、輻射傳感器(102)、光照傳 感器(103)、土壤水份傳感器(104)、大氣溫濕度傳感器(105)、風(fēng)速儀(106)、風(fēng)向儀(107)、 雨雪傳感器(108)、降雨量傳感器(109)、土壤溫度傳感器(110)、固定式測(cè)斜儀(111)、GPS定 位儀(112)，大氣壓強(qiáng)傳感器(101)、輻射傳感器(102)、光照傳感器(103)、土壤水份傳感器 (104)、大氣溫濕度傳感器(105)、風(fēng)速儀(106)、風(fēng)向儀(107)、雨雪傳感器(108)、降雨量傳 感器(109)、土壤溫度傳感器(110)、固定式測(cè)斜儀(111)、GPS定位儀(112)均接至中段傳輸 單元(2)，前端采集單元(1)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集和主動(dòng)發(fā)送，能夠兼容多種類 型的傳感器，可以處理模擬量、數(shù)字量信號(hào)，可以根據(jù)具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的差異，減少或擴(kuò)容接 入的傳感器設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的中段傳輸 單元(2)由MCU智能測(cè)量單元(201)、DTU單元(202)、基站(203)組成，MCU智能測(cè)量單元(201) 與包含多個(gè)傳感器的前端采集單元(1)連接，MCU智能測(cè)量單元(201)接DTU單元(202)，DTU 單元(202)與基站(203)連接，基站(203)通過3G、4G、GPRS、Internet、北斗無線通訊網(wǎng)絡(luò)中 的一種或組合與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(3)連接，中段傳輸單元(2)采用GPRS、網(wǎng)橋、電臺(tái)、4G網(wǎng)絡(luò)等成 熟無線傳輸設(shè)備手段，靈活組網(wǎng)，滿足監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所處不同區(qū)域的通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)要求，因地制 宜地布設(shè)有線或無線通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速傳輸、處理、分析。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò) 平臺(tái)⑶包括有服務(wù)器(301 )、防火墻(302)、交換機(jī)(303)、手機(jī)(304)、筆記本(305)、臺(tái)式機(jī) (306)、打印機(jī)(307)，服務(wù)器(301)與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，服務(wù)器(301)連接有防火墻(302)， 防火墻(302)與交換機(jī)(303)連接，交換機(jī)(303)分別與手機(jī)(304)、筆記本(305)、臺(tái)式機(jī) (306)、打印機(jī)(307)連接，手機(jī)(304)與無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(3)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)如手 機(jī)、平臺(tái)電腦等移動(dòng)智能平臺(tái)的數(shù)據(jù)訪問、接受預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)查詢、遠(yuǎn)程設(shè)置、 遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣象災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的大氣 壓強(qiáng)傳感器(101)、輻射傳感器(102)、光照傳感器(103)、土壤水份傳感器(104)、大氣溫濕 度傳感器(105)、風(fēng)速儀(106)、風(fēng)向儀(107)、雨雪傳感器(108)、降雨量傳感器(109)、土壤 溫度傳感器(110)、固定式測(cè)斜儀(111)、6?3定位儀(112)1〇]智能測(cè)量單元(201)、0!'1]單元 (202)、基站(203)均安裝在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站(4)中；所述的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站(4)設(shè)置有多個(gè)，每個(gè) 分布在不同區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站(4)均通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(3)連接；所述自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站(4)包括有采集器，采集器內(nèi)部可以增加或減少不同傳感器的采集 模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集傳感器種類與數(shù)量的擴(kuò)容與減少，其主要功能是數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)傳輸控制，以每分鐘完成一次全部數(shù)據(jù)收集的頻率，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量至少能 滿足30天的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)要求，并能在本地存儲(chǔ)器內(nèi)形成數(shù)據(jù)文件，方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與用戶 現(xiàn)場(chǎng)讀取，采集器內(nèi)建電子數(shù)據(jù)庫(kù)，不同種類的傳感器在電子數(shù)據(jù)庫(kù)中都有其對(duì)應(yīng)位置，或 可重新定義、復(fù)制定義等操作，滿足了多種類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸；所述自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站(4)中還包括有提供動(dòng)力來源的電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電源自供給，電源系 統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池板并聯(lián)穩(wěn)壓器和一個(gè)或多個(gè)充電池組成。
【文檔編號(hào)】G08B21/10GK106054281SQ201610330895
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】上海禹勝信息科技有限公司