一种用于造林空间监测的便携式自动气象站

1.本实用新型属于气象监测技术领域，具体涉及一种用于造林空间监测的便携式自动气象站。


背景技术：

2.气象站是气象观测的重要设备，各地方都会在区域范围内进行站点的布设。相比于大型气象站只能固定在某些特定区域，便携式小型自动气象站制作简单、携带方便，针对特定对象的监测性好。在造林空间分布区域的森林、农田、草地与其他地被覆盖区域布设便携式站点可以快捷高效监测造林空间变化的气象状况，并进行实时传输与分析。已有的便携式气象站灵活性不强，无法针对不同地被高度进行调节，或者可调节的尺度有限，通过终端可显示数据，但数据显示的内容(温度、湿度、风向、风速、气压、雨量)较为固定，对于感热与潜热通量观测不足，难以获取动量、热量与水分变化的情况，另外，实时监测与传输的功能不够全面，未充分实现无线传输与报警功能，且不具备现场视频与图片拍摄与定位功能，与后端的监测、维护、存储等的关联不够充分，无法真正满足不同造林背景下不同地被变化的气象监测需要。


技术实现要素：

3.技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于造林空间监测的便携式自动气象站，实现气象参数和感热与潜热通量的同步测量。
4.技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种用于造林空间监测的便携式自动气象站，包括相互连接的平台装置、电池装置和终端处理装置，所述平台装置、电池装置和终端处理装置分别与支架装置可拆卸连接，所述平台装置包括气象监测模块和显热潜热监测模块。
6.优选的，所述显热潜热监测模块包括显热监测仪和潜热监测仪。
7.优选的，所述平台装置还包括太阳能电池板装置、视频摄像装置和卫星定位器，所述太阳能电池板装置和视频摄像装置与平台装置活动连接。
8.优选的，所述终端处理装置包括相互连接的信号接收处理模块、无线传输模块和显示模块，所述信号接收处理模块与平台装置连接，用于从平台装置接收并处理信号数据。
9.优选的，所述终端处理装置还包括报警模块，所述报警模块包括现场报警器和无线报警单元。
10.优选的，所述显示模块包括可触摸显示屏。
11.优选的，所述气象监测模块用于气压、温度、雨量、风速、风向和湿度的参数监测。
12.优选的，所述支架装置包括伸缩杆以及多个与所述伸缩杆活动连接的腿杆，所述腿杆上设有地脚钉。
13.优选的，所述腿杆包括第一腿杆和第二腿杆，所述第一腿杆与第二腿杆滑动套接。
14.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、能够实现气象参数以及蒸散与显热的监测；2、通过视频摄像装置能够实现现场场景拍摄，同步监测到的数据与视频影像并进行传输，方便数据后续的使用与分析；3、设置无线传输模块可以同步监测数据到云端，并通过报警模块经由通用网络将报警信息以网络或短信方式发送给用户，以便针对问题及时处理；4、支架装置可伸降且适应不同地形使用，稳定性好。
附图说明
15.图1是本实用新型结构示意图；
16.图2是本实用新型平台装置结构示意图；
17.图3是本实用新型终端处理装置结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
19.如图1和2所示，一种用于造林空间监测的便携式自动气象站，包括相互连接的平台装置1、电池装置2和终端处理装置6，平台装置1用来设置各类传感器设备，电池装置2内置蓄电池用来提供电源并可以通过外部接口接入市电进行充电和供电，终端处理装置6用来处理信号并发送到云端，平台装置1、电池装置2和终端处理装置6分别与支架装置3可拆卸连接，支架装置3可以放置在森林、农田、草地与其他地被覆盖区域的任意位置。
20.平台装置1包括气象监测模块4、显热潜热监测模块5、太阳能电池板装置11、视频摄像装置12和卫星定位器7。其中气象监测模块4选用wxt520，是一款经济高效的一体化气象仪器系列，该系列为其他第三方模拟传感器提供模拟输入选项。借助内置的模数转换器，可以将气象变送器wxt520变成一个小型，经济高效的天气参数中心。附加参数包括太阳辐射，翻斗式雨量计，超声波液位传感器和外部温度传感器。此外，用于风速和风向的模拟ma输出可实现各种实际监测的应用。能够对六个最重要的天气参数进行监测，包括气压、温度、雨量、风速、风向和湿度。
21.显热潜热监测模块5包括显热监测仪51和潜热监测仪52，能够实现蒸散与显热的监测，这两个指标是关系地气间动量、热量和水分交换，对森林与其他地被对大气动力热力反馈起到重要的作用，突破了传统的单点或斑块尺度的监测，与大气模式的格网尺度以及遥感像元尺度都有很好的匹配。显热监测仪51选用las mk ii，潜热监测仪52选用mwsc 160。荷兰kipp&zonen公司推出的las mk ii大孔径闪烁仪(large aperture scintillometer)，发射波长为近红外波段(850nm)，在此波长下，闪烁仪主要对由于大气中温度引起的波动较为敏感，因此可有其计算100m至4.5km范围内的平均感热通量。其测量尺度与大气模式的网格尺度，以及卫星遥感的像元尺度，匹配较好。德国rpg公司推出的mwsc160微波闪烁仪，发射波长为毫米(mm)波段，此波长对于大气中温度和水汽的波动较为敏感，因此在结合las使用的情况下，可以获得在同一路径下的显热和潜热通量。
22.太阳能电池板装置11，其与电池装置2连接，用来给蓄电池充电，选用ml-008的太阳能板(5-6v，80-140ma)，太阳能电池板装置11可以调节其倾斜角度使其对准太阳，方便在不同地点使用。
23.视频摄像装置12，能够实现现场场景拍摄，并与终端处理装置6连接，同步观测到的数据与视频影像在终端处理装置6的显示器进行显示或者再通过无线传输模块62传输到云端显示并保存，另外还能监测周边的气候实景，方便后续的使用与分析，摄像头具体型号为epvc100+海康高清摄像。
24.卫星定位器7，采用gps或者北斗定位系统，用于提供位置信息并将信息同步传输到终端处理装置6。
25.如终端处理装置6包括相互连接的信号接收处理模块61、无线传输模块62、显示模块63、报警模块64和外部接口65。信号接收处理模块61用来接收气象监测模块4、显热潜热监测模块5、视频摄像装置12和卫星定位器7的信号数据(图3中粗黑线连接)，将各模块的信号与数据再处理与优化一方面显示在显示模块63的可触摸屏幕上(图中长条框是接线排，用来连接信号接收处理模块61、无线传输模块62、显示模块63、报警模块64)，另一方面通过设置的无线传输模块62与报警模块64实现监测数据、定位信息同步传输到云端和用户设备终端。报警模块64包括现场报警器641和无线报警单元642，现场报警器641用于现场声光报警，无线报警单元642采用4g dtu无线物联网数据传输终端，通过4g或5g连接云端(也可以通过gsm/sms/gprs/3g等方式)，并能够将信息通过短信发送给用户的手机等终端，实现设备的多方位维护，以便针对问题及时处理。外部接口65采用usb接口。
26.支架装置3包括伸缩杆31以及三个与伸缩杆31活动连接的腿杆32，伸缩杆31可以调节整体的高度，方便根据森林、草地、农田等放置点不同高程进行自由设置。三个腿杆32与伸缩杆31铰接，打开后形成三角支撑，腿杆32包括第一腿杆322和第二腿杆323，第一腿杆322与第二腿杆323滑动套接，并设置螺纹锁紧装置，从而每个腿杆32长度可调节，适应不平整的地面，腿杆32上设有地脚钉321，地脚钉321与腿杆32转动连接，用于深入土中抓住地面保持气象站整体平衡，伸缩杆31的底部还设置重力三角锤，可以提高气象站的稳定性。
27.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。