分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)，涉及氣象監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，能夠在惡劣氣象環(huán)境下有效傳輸氣象數(shù)據(jù)，提高了傳輸效率。本發(fā)明提供的分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法包括傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。本發(fā)明實施例主要用于分布式氣象自動監(jiān)測系統(tǒng)中。
【專利說明】分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣象監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外采用的氣象監(jiān)測系統(tǒng)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為集中式和分布式。其中，集中式監(jiān)測系統(tǒng)由一個控制中心負責(zé)對系統(tǒng)內(nèi)部各種信息進行統(tǒng)一加工處理并進行任務(wù)的分配，由于所有控制任務(wù)都由控制中心完成，一旦控制中心出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)也將無法正常運轉(zhuǎn)。分布式監(jiān)測系統(tǒng)將信息加工等任務(wù)分配給系統(tǒng)內(nèi)部各個子單元協(xié)同控制及管理，一旦系統(tǒng)內(nèi)部某個子單元發(fā)生故障，其他單元仍能夠繼續(xù)正常運作，從而改善系統(tǒng)的可靠性。
[0003]采用分布式結(jié)構(gòu)的氣象采集系統(tǒng)按信息傳輸方式可以分為有線和無線兩種。其中，有線數(shù)據(jù)傳輸多以現(xiàn)場總線(例如CAN總線)技術(shù)實現(xiàn)各傳感器與數(shù)據(jù)采集器的連接，數(shù)據(jù)傳輸范圍可達10km。但遠距離的數(shù)據(jù)傳輸將導(dǎo)致布線成本的大幅增加，同時也加大數(shù)據(jù)傳輸延時，無法保證數(shù)據(jù)采集的同步性。無線數(shù)據(jù)傳輸則多以WSN (無線傳感器網(wǎng)絡(luò))技術(shù)實現(xiàn)，降低了采用電纜傳輸數(shù)據(jù)帶來的較高經(jīng)濟成本和數(shù)據(jù)延時。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，數(shù)據(jù)量不大時，直接傳輸氣象數(shù)據(jù)即可滿足系統(tǒng)需求。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量較大時，由于當(dāng)前技術(shù)限制，無線傳輸只具有較為有限的帶寬，且其傳輸效率(也即數(shù)據(jù)正確率)易受到當(dāng)前所處氣象環(huán)境影響(尤其是在雷雨等高濕度天氣)，因此需要對數(shù)據(jù)進行特定的編碼處理以使其可以通過較低帶寬提供高效的數(shù)據(jù)傳輸。
[0004]由于采集的氣象信息數(shù)據(jù)信號經(jīng)過傳輸時，會產(chǎn)生錯誤。信息數(shù)據(jù)在噪聲信道的可靠傳輸是數(shù)字信息和通信系統(tǒng)的基本要求。這里的傳輸既可以理解為空間的傳輸，例如通過移動無線信道的傳輸，也可以理解為時間上的傳遞，如將信息存入適當(dāng)存儲媒體。由于此要求，系統(tǒng)很大程度上依賴于有效的信道編譯碼方法?？煽康臄?shù)字通信系統(tǒng)必須將差錯率控制在允許的范圍內(nèi)。提高信息傳輸?shù)目煽啃院陀行?，是本發(fā)明所追求的目標(biāo)。糾錯碼技術(shù)是提高信息傳輸可靠性的一種重要手段，而RS碼是一種循環(huán)碼，有嚴(yán)謹?shù)拇鷶?shù)結(jié)構(gòu)，在碼率固定的情況下它具有較大的糾錯能力，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有分布式無線氣象監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在惡劣氣象環(huán)境下有效傳輸效率不高的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法，包括:
[0007]傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；[0008]監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0009]所述傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機包括:
[0010]將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)；
[0011 ] 將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密；
[0012]將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
[0013]所述將采集到氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)包括:
[0014]采集需要監(jiān)測的氣象信息；
[0015]將所述氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)。
[0016]所述監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心包括:
[0017]接收密文的氣象數(shù)據(jù)；
[0018]將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼；
[0019]將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲；
[0020]將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0021]一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測裝置，包括:傳感器節(jié)點和監(jiān)測站計算機，
[0022]所述傳感器節(jié)點用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；
[0023]所述監(jiān)測站計算機用于接收所述傳感器節(jié)點發(fā)送密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0024]所述傳感器節(jié)點包括:
[0025]采集單元，用于將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)；
[0026]FPGA單元，用于將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密；
[0027]無線發(fā)送單元，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
[0028]所述采集單元包括:
[0029]氣象傳感器模塊，用于采集需要監(jiān)測的氣象信息；
[0030]信號調(diào)理模塊，用于對氣象傳感器信號進行降噪濾波。
[0031 ] 所述監(jiān)測站計算機包括:
[0032]無線接收單元，用于接收密文的氣象數(shù)據(jù)；
[0033]RS解碼單元，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼；
[0034]數(shù)據(jù)處理及存儲單元，用于將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲；
[0035]以太網(wǎng)通信單元，用于將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0036]一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測系統(tǒng)，包括:氣象數(shù)據(jù)中心以及數(shù)個分布式氣象監(jiān)測站，其中，所述分布式氣象監(jiān)測站包括:多個分布式傳感器節(jié)點和監(jiān)測站計算機，
[0037]所述傳感器節(jié)點用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；
[0038]所述監(jiān)測站計算機用于接收所述傳感器節(jié)點發(fā)送的密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到所述氣象數(shù)據(jù)中心。[0039]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0040]上述方案中，將RS編碼方式應(yīng)用到無線氣象數(shù)據(jù)傳輸，可以在惡劣氣象環(huán)境下降低無線傳輸氣象數(shù)據(jù)的傳輸誤碼情況，從而提高數(shù)據(jù)有效性，以此實現(xiàn)通過較低帶寬提供高效的氣象數(shù)據(jù)傳輸；并且，進一步地，使用FPGA芯片對RS編碼進行門級電路實現(xiàn)，相比單片機等片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，從而減少了氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明實施例中分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法的流程圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實施例中分布式無線氣象編碼監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3為本發(fā)明又一實施例中分布式無線氣象編碼監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4為本發(fā)明實施例中的編碼電路示意圖；
[0045]圖5為本發(fā)明實施例中的硬譯碼BM算法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖6為本發(fā)明實施例中分布式無線氣象編碼監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0047]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0048]本發(fā)明針對現(xiàn)有的分布式無線氣象編碼監(jiān)測系統(tǒng)在進行無線傳輸過程中由于惡劣氣象因素導(dǎo)致的誤碼率高的問題，提供一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。
[0049]如圖1所示，本發(fā)明的實施例分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法包括:
[0050]步驟101、傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；
[0051]步驟102、監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0052]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案，將RS編碼方式應(yīng)用到無線氣象數(shù)據(jù)傳輸，可以在惡劣氣象環(huán)境下降低無線傳輸氣象數(shù)據(jù)的傳輸誤碼情況，從而提高數(shù)據(jù)有效性，以此實現(xiàn)通過較低帶寬提供高效的氣象數(shù)據(jù)傳輸；并且，進一步地，使用FPGA芯片對RS編碼進行門級電路實現(xiàn)，相比單片機等片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，從而減少了氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。
[0053]如圖2所示，本發(fā)明的實施例還提供一種應(yīng)用上述分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法的裝置，該裝置包括:傳感器節(jié)點11和監(jiān)測站計算機12，
[0054]所述傳感器節(jié)點11用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機12 ；
[0055]所述監(jiān)測站計算機12用于接收所述傳感器節(jié)點11發(fā)送密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0056]具體地，如圖3所示，所述傳感器節(jié)點11包括:
[0057]采集單元111，用于將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)；
[0058]FPGA單元112，用于將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密；[0059]無線發(fā)送單元113，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
[0060]進一步地,所述采集單元111包括:
[0061]氣象傳感器模塊1111，用于采集需要監(jiān)測的氣象信息；
[0062]信號調(diào)理模塊1112，用于對氣象傳感器信號進行降噪和濾波等操作。
[0063]具體地，所述監(jiān)測站計算機12包括:
[0064]無線接收單元121，用于接收密文的氣象數(shù)據(jù)；
[0065]RS解碼單元122，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼；
[0066]數(shù)據(jù)處理及存儲單元123，用于將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲；
[0067]以太網(wǎng)通信單元124，用于將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0068]在圖3所示的實施例中，無線傳感器節(jié)點11通過控制模塊控制整個節(jié)點的數(shù)據(jù)采集過程，傳感器節(jié)點11采集需要監(jiān)測的氣象信息，如溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、大氣壓等并將對應(yīng)的電壓、電流等模擬信號和串行、并行的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成相對應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過RS編碼后通過無線方式(wif1、Zigbee等)發(fā)送給監(jiān)測站計算機。其中，使用FPGA芯片對RS編碼進行門級電路實現(xiàn)，相比單片機等片上系統(tǒng)(S0C)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，以減少氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。同時，F(xiàn)PGA單元112也負責(zé)節(jié)點上信號的采集、轉(zhuǎn)換以及控制等操作。具體地，本發(fā)明實施例通過以下步驟完成氣象數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸。
[0069]步驟1011、將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)；
[0070]傳感器節(jié)點11經(jīng)過上電初始化過程后，采集單元111的氣象傳感器模塊1111采集需要監(jiān)測的氣象信息；經(jīng)信號調(diào)理模塊1112調(diào)理過的數(shù)字或模擬信號，再經(jīng)過采集轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、大氣壓等氣象數(shù)據(jù)。
[0071]步驟1012、將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密；
[0072]再將這些氣象數(shù)據(jù)送入FPGA單元112內(nèi)部的RS編碼模塊進行編碼。
[0073]具體地，圖4所示編碼電路圖中，有一個單元是重復(fù)的，即一個乘法器，一個加法器和一個移位寄存器。本電路的工作原理:2t級移存器的初始狀態(tài)全清為零，開關(guān)先轉(zhuǎn)向2，然后進行移位，送入信息符號多項式u(X)的系數(shù)，高次為系數(shù)首先進入電路，它一方面直接經(jīng)或門輸出，另一方面自動乘以xn-k次后進入除法電路，從而完成了 U(X)xn-k的作用。
[0074]k次移位后，U(X)全部送入電路，完成了除法作用，此時移存器內(nèi)保留了余式校驗位的系數(shù)，在二進制的情況下就是校驗元，此時把開關(guān)打向1，經(jīng)過n-k次移位后，就把移存器的校驗元全部輸出，與原先的k為信息符號元組成了一個η位長的碼字。此編碼方法為系統(tǒng)編碼，可以方便的看出碼的構(gòu)造。
[0075]步驟1013、將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
[0076]經(jīng)過編碼的氣象數(shù)據(jù)再通過無線發(fā)送單元113發(fā)送出去，此時該氣象數(shù)據(jù)為密文數(shù)據(jù)。
[0077]步驟1014、接收密文的氣象數(shù)據(jù)；
[0078]氣象監(jiān)測站中心計算機通過無線接收單元121接收到由傳感器節(jié)點11發(fā)送的經(jīng)過編碼的氣象數(shù)據(jù)[0079]步驟1015、將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼；
[0080]在氣象監(jiān)測站中心計算機通過無線接收單元121接收到由傳感器節(jié)點11發(fā)送的經(jīng)過編碼的氣象數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)送入RS解碼單元122進行解碼。
[0081]在圖5所示的硬譯碼BM算法的結(jié)構(gòu)圖中，可以看出，硬譯碼算法分為以下幾步:
[0082]由接收到的r (X)求得伴隨多項式S(X)；
[0083]由S(X)的關(guān)鍵方程求得差錯值多項式λ (χ)和差錯位置多項式ω (χ)；
[0084]用錢氏搜索解出λ (X)，得到差錯位置數(shù)，確定差錯位置。
[0085]用Forney算法根據(jù)求得的差錯位置多項式和差錯值多項式得到差錯位置的值從而得到錯誤多項式e(x);
[0086]由r (χ)-e (χ)完成糾錯。
[0087]步驟1016、將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲；
[0088]數(shù)據(jù)處理及存儲單元123對解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲。在此步驟中，各個分布式氣象站的數(shù)據(jù)也可以經(jīng)由計算機上運行的軟件進行預(yù)處理并存儲在本地磁盤中。
[0089]步驟1017、將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
[0090]預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給氣象數(shù)據(jù)中心，由氣象數(shù)據(jù)中心對氣象數(shù)據(jù)進行匯總和發(fā)布。
[0091]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案，利用分布式氣象站上的以太網(wǎng)口模塊來進行和氣象數(shù)據(jù)中心的通信，為了確保信息的安全，在采集器外增加了一個FPGA單元，用來給傳輸?shù)臍庀髷?shù)據(jù)進行加密，以保證傳輸過程中的數(shù)據(jù)安全，可以在惡劣氣象環(huán)境下降低無線傳輸氣象數(shù)據(jù)的傳輸誤碼情況，從而提高數(shù)據(jù)有效性，以此實現(xiàn)通過較低帶寬提供高效的氣象數(shù)據(jù)傳輸；并且，將RS編譯碼也加入在FPGA單元中相比單片機等片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，從而減少了氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。
[0092]如圖6所示，本發(fā)明實施例還提供了一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測系統(tǒng)，包括:氣象數(shù)據(jù)中心2以及數(shù)個分布式氣象監(jiān)測站1，其中，所述分布式氣象監(jiān)測站I包括:分布式氣象傳感器節(jié)點和監(jiān)測站計算機，具體地，所述傳感器節(jié)點用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機；所述監(jiān)測站計算機用于接收所述傳感器節(jié)點發(fā)送的密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到所述氣象數(shù)據(jù)中心2。
[0093]需要說明的是，如圖6所示，分布式氣象監(jiān)測站I將氣象信息發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心2，氣象數(shù)據(jù)中心2也將相關(guān)的控制信息發(fā)送到分布式氣象監(jiān)測站I。
[0094]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案，將RS編碼方式應(yīng)用到無線氣象數(shù)據(jù)傳輸，可以在惡劣氣象環(huán)境下降低無線傳輸氣象數(shù)據(jù)的傳輸誤碼情況，從而提高數(shù)據(jù)有效性，以此實現(xiàn)通過較低帶寬提供高效的氣象數(shù)據(jù)傳輸；并且，進一步地，使用FPGA芯片對RS編碼進行門級電路實現(xiàn)，相比單片機等片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)可以更加快速的實現(xiàn)編碼，從而減少了氣象數(shù)據(jù)從采集經(jīng)過傳輸?shù)竭_接收端的延時。
[0095]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測方法，其特征在于，包括: 傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機； 監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機包括: 將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)； 將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密； 將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將采集到氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)包括: 采集需要監(jiān)測的氣象信息； 將所述氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其特征在于，所述監(jiān)測站計算機接收密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心包括: 接收密文的氣象數(shù)據(jù)； 將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼； 將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲； 將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
5.一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:傳感器節(jié)點和監(jiān)測站計算機， 所述傳感器節(jié)點用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機； 所述監(jiān)測站計算機用于接收所述傳感器節(jié)點發(fā)送密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述傳感器節(jié)點包括: 采集單元，用于將采集到的氣象信息轉(zhuǎn)換為氣象數(shù)據(jù)； FPGA單元，用于將所述氣象數(shù)據(jù)送入FPGA芯片進行RS編碼加密； 無線發(fā)送單元，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)采用無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集單元包括: 氣象傳感器模塊，用于采集需要監(jiān)測的氣象信息； 信號調(diào)理模塊，用于對氣象傳感器信號進行降噪濾波。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測站計算機包括: 無線接收單元，用于接收密文的氣象數(shù)據(jù)； RS解碼單元，用于將密文的氣象數(shù)據(jù)進行解碼； 數(shù)據(jù)處理及存儲單元，用于將解碼后的氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和存儲；以太網(wǎng)通信單元，用于將預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到氣象數(shù)據(jù)中心。
9.一種分布式無線氣象編碼監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:氣象數(shù)據(jù)中心以及數(shù)個分布式氣象監(jiān)測站，其中，所述分布式氣象監(jiān)測站包括:多個分布式傳感器節(jié)點和監(jiān)測站計算機， 所述傳感器節(jié)點用于將采集到的氣象數(shù)據(jù)通過FPGA芯片進行RS編碼加密，并將密文的氣象數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測站計算機； 所述監(jiān)測站計算機用于接收所述傳感器節(jié)點發(fā)送的密文的氣象數(shù)據(jù)，并將密文的氣象數(shù)據(jù)解碼后進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和 存儲，并通過以太網(wǎng)發(fā)送到所述氣象數(shù)據(jù)中心。
【文檔編號】G08C17/02GK103532673SQ201310498870
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】劉濤, 胡廣大, 李歡, 張鵬程 申請人:北京科技大學(xué)