一種用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣象傳感器數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]精確探測(cè)雨滴譜分布對(duì)于深入認(rèn)識(shí)降水的發(fā)展演變過(guò)程具有重要意義。近年來(lái)，氣象探測(cè)業(yè)務(wù)和科學(xué)試驗(yàn)中廣泛采用激光雨滴譜儀測(cè)量降水粒子的尺度和速度信息。激光雨滴譜儀通常以串行通信方式輸出數(shù)據(jù)，可以利用通用計(jì)算機(jī)的串口配合客戶(hù)端軟件接收和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)探測(cè)數(shù)據(jù)。這種方案所需的附屬設(shè)施和工作環(huán)境要求較高，通信方式不夠靈活。野外布設(shè)的單站更難滿(mǎn)足所需條件。此外自動(dòng)氣象站專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集器理論上也可以完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和傳輸任務(wù)，但需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集操作指令要求。實(shí)用新型專(zhuān)利“一種氣象數(shù)據(jù)采集器”(專(zhuān)利號(hào):CN201220040311.7)公開(kāi)了一種典型的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器。這種類(lèi)型的數(shù)據(jù)采集器專(zhuān)為常規(guī)氣象要素傳感器設(shè)計(jì)，接口類(lèi)型眾多、成本較高，并不支持激光雨滴譜儀設(shè)備配置和數(shù)據(jù)采集指令。
[0003]現(xiàn)有的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器一般采用嵌入式芯片作為主控制器，具有多路電壓、電流、頻率信號(hào)輸入端口，能夠滿(mǎn)足處理模擬量、數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量等多樣化信號(hào)采集需求，同時(shí)提供多個(gè)串行通信接口。激光雨滴譜儀采集的數(shù)據(jù)通過(guò)串行通信方式對(duì)外輸出，并且需要特定的操作指令來(lái)獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)。自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集方案或者通用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集方案能夠滿(mǎn)足激光雨滴譜儀數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)幕拘枨螅饕谝韵聨讉€(gè)方面面臨問(wèn)題:
[0004](I)成本因素。專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器價(jià)格昂貴，甚至達(dá)到了激光雨滴譜傳感器價(jià)格的一半，不適合大面積布網(wǎng)應(yīng)用。
[0005](2)功能問(wèn)題。自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器專(zhuān)為自動(dòng)氣象站設(shè)計(jì)。激光雨滴譜儀設(shè)置工作狀態(tài)、執(zhí)行數(shù)據(jù)采集均需要專(zhuān)用指令?，F(xiàn)有的自動(dòng)站專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集器一般不支持這一專(zhuān)用指令系統(tǒng)。
[0006](3)環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題。激光雨滴譜儀可能工作在無(wú)市電、無(wú)固定網(wǎng)絡(luò)、無(wú)設(shè)備機(jī)房的野外觀測(cè)環(huán)境。現(xiàn)有的自動(dòng)站數(shù)據(jù)采集方案和通用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集方案無(wú)法滿(mǎn)足外部條件受限的觀測(cè)場(chǎng)合。
[0007]考慮到激光雨滴譜儀布設(shè)站點(diǎn)較多、地理位置分散、觀測(cè)環(huán)境多樣等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)采集接口簡(jiǎn)單可靠、通信方式靈活多樣、環(huán)境適應(yīng)性較好、設(shè)備成本較低的激光雨滴譜儀專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集器具有重要實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟杉鳌?br>[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器，包括立桿和數(shù)據(jù)采集箱;激光雨滴譜儀設(shè)于立桿頂端;數(shù)據(jù)采集箱設(shè)于立桿下部;數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)設(shè)有控制器、無(wú)線(xiàn)通信模塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊;控制器分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和激光雨滴譜儀相連。
[0010]上述數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)還設(shè)有SD卡存儲(chǔ)電路模塊；SD卡存儲(chǔ)電路模塊與控制器相連。
[0011]本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集器還包括太陽(yáng)能電池板;太陽(yáng)能電池板設(shè)于立桿上，且與控制器相連。
[0012]數(shù)據(jù)采集器還包括TFT顯示屏;TFT顯示屏設(shè)于數(shù)據(jù)采集箱外側(cè)，且與控制器相連。
[0013]數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)還設(shè)有直流電壓變換電路，該直流電壓變換電路與控制器相連。
[0014]本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集器還包括服務(wù)器；服務(wù)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通信模塊相連。
[0015]其中，控制器采用STM32 ARM控制器。
[0016]無(wú)線(xiàn)通信模塊采用WCDMA3G無(wú)線(xiàn)通信模塊。
[0017]數(shù)據(jù)采集箱采用金屬屏蔽箱。
[0018]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)有效地采集激光雨滴譜儀觀測(cè)數(shù)據(jù)，在野外觀測(cè)環(huán)境下能夠利用太陽(yáng)能電池板供電，利用3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)。在沒(méi)有3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的情況下，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡存儲(chǔ)電路模塊中，滿(mǎn)足長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。同時(shí)在SD卡存儲(chǔ)電路模塊上建立了一個(gè)FAT32通用文件系統(tǒng)，可以以文本文件格式在Windows操作系統(tǒng)上直接導(dǎo)出SD卡中存儲(chǔ)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)備份方便快捷。
[0020]2.利用TFT屏可以實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)WCDMA 3G無(wú)線(xiàn)通信模塊傳輸?shù)椒?wù)器，在服務(wù)器端能夠集中管理整個(gè)雨滴譜儀觀測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)。
[0021 ] 3.專(zhuān)為激光雨滴譜儀數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)，兼容激光雨滴譜儀操作指令，可以設(shè)置激光雨滴譜儀傳感器數(shù)據(jù)采集時(shí)隙間隔和數(shù)據(jù)格式，成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)合理，輸入輸出接口方便外部連接。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集器的電路連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖中，1-激光雨滴譜儀，2-鋁合金立桿，3-太陽(yáng)能電池板，4-數(shù)據(jù)采集箱。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器包括鋁合金立桿2、太陽(yáng)能電池板3和數(shù)據(jù)采集箱4。激光雨滴譜儀I安裝在鋁合金立桿2頂端、太陽(yáng)能電池板3安裝在鋁合金立桿2中部，數(shù)據(jù)采集箱4安裝在鋁合金立桿2下部。其中數(shù)據(jù)采集箱4采用金屬屏蔽箱，箱體采用金屬鋁材料制備。數(shù)據(jù)采集箱4上端開(kāi)口，設(shè)有箱體蓋板，方便打開(kāi)進(jìn)行內(nèi)部拆裝。箱體蓋板四周設(shè)有防水凹槽，防水凹槽內(nèi)嵌橡膠密封條，位于箱體蓋板與箱體之間達(dá)到防水目的。
[0027]如圖2所示，數(shù)據(jù)采集箱4內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集電路板。數(shù)據(jù)采集電路板包括STM32ARM控制器(采用STM3 2F1 3芯片作為系統(tǒng)主控芯片)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊、SD卡存儲(chǔ)電路模塊、WCDMA 3G無(wú)線(xiàn)通信模塊。數(shù)據(jù)采集電路通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱4外側(cè)設(shè)有4寸TFT顯示屏，與控制器相連，可以實(shí)時(shí)顯示激光雨滴譜儀和采集器工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集電路板設(shè)有外圍數(shù)據(jù)采集接口，為RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，用來(lái)連接激光雨滴譜儀I。實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊與控制器相連，可以獲取數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確時(shí)間。SD卡存儲(chǔ)電路模塊與控制器相連，實(shí)時(shí)存放觀測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集電路板通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)通信模塊(采用SM900 3G模塊)實(shí)時(shí)向服務(wù)器上傳觀測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集電路板設(shè)有12V直流電壓接口，外部電源通過(guò)此接口給數(shù)據(jù)采集電路板供電，無(wú)外部電源時(shí)，太陽(yáng)能電池板3通過(guò)此接口對(duì)數(shù)據(jù)采集電路板進(jìn)行供電。數(shù)據(jù)采集電路板還設(shè)有12V轉(zhuǎn)5V、5V轉(zhuǎn)3.3V電源變換電路，控制器通過(guò)該電源變換電路與12V直流電壓接口相連，以支持采集電路板上不同的功能模塊多樣化的電壓供電要求。WEB服務(wù)器通過(guò)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接收激光雨滴譜儀數(shù)據(jù)后，通過(guò)雨滴譜數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，存儲(chǔ)在服務(wù)器端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器包括立桿和數(shù)據(jù)采集箱;激光雨滴譜儀設(shè)于所述立桿頂端;所述數(shù)據(jù)采集箱設(shè)于所述立桿下部;所述數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)設(shè)有控制器、無(wú)線(xiàn)通信模塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊;所述控制器分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和激光雨滴譜儀相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)還設(shè)有SD卡存儲(chǔ)電路模塊;所述SD卡存儲(chǔ)電路模塊與控制器相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器還包括太陽(yáng)能電池板;所述太陽(yáng)能電池板設(shè)于所述立桿上，且與控制器相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器還包括TFT顯示屏;所述TFT顯示屏設(shè)于所述數(shù)據(jù)采集箱外側(cè)，且與所述控制器相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器還包括服務(wù)器；所述服務(wù)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與所述無(wú)線(xiàn)通信模塊相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)還設(shè)有直流電壓變換電路;所述直流電壓變換電路與所述控制器相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述控制器采用STM32ARM控制器。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)通信模塊采用WCDMA3G無(wú)線(xiàn)通信模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集箱采用金屬屏蔽箱。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于激光雨滴譜儀的數(shù)據(jù)采集器，包括立桿和數(shù)據(jù)采集箱；激光雨滴譜儀設(shè)于立桿頂端；數(shù)據(jù)采集箱設(shè)于立桿下部；數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)設(shè)有控制器、無(wú)線(xiàn)通信模塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊；控制器分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和激光雨滴譜儀相連。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集器成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便數(shù)據(jù)傳輸。
【IPC分類(lèi)】G08C17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205375799
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620068109
【發(fā)明人】黃建松, 胡漢峰, 陳鐘榮
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日