专利名称：自动气象站的制作方法
技术领域：
本发明属于气象监测装置，特别涉及一种能满足不同环境地区用户对气象数据要求的一种自动气象站。
背景技术：
气象预报，对地大物博、人口众多的我国来说是极端重要的，它对工、农业生产和人们每天出行、工作提供参考指导。过去气象监测是在适当的地方安装气象监测箱，由人工每天几次察看记录，然后综合统计、分析出来，进行预报。气象预报误差大，常给人带来不便或造成不必要的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动气象站，主要由室外监测站、室内监控器及各自供电电源、控制软件组成，其特征在于所述室外监测站用于采集各种气象信息，它包含各种传感器和与它们通过接口连接的数据采集器，以及防雷击保护装置，还有根据不同环境地区需要而选配的卫星发射机、无线电发射机，或调制解调器，用以扩展其监测功能；所述室内监控器包含前置控制机和通过通讯接口连接的主控制机，还有与数据采集器连接的采集器接口，主要用于运算处理从室外监测站输入的各种气象信息、自动编辑、预报，还选配有调制解调器、智能传感器或其他串行设备，扩展整个自动气象站的服务功能；室内监控器按控制软件实时多任务编程，实现了同时对多任务工作的实时自动化处理。
所述传感器包括气压、温度、湿度、风向、风速、降水、感雨、地温、辐射、日照和蒸发共11种参数测量的传感器，通过接口电路将各路气象信号传输到数据采集器，并提供防感应雷击和电源过载保护。
所述数据采集器包含CPU中央处理器和各种传感器接口及连接选配设备的接口和防雷通道板，用于根据各个数据的不同时间间隔要求完成数据的连续采集，进行预处理，然后将数据传送给前置控制机。
所述前置控制机主要由CPU单片机及控制电路组成。配置有与数据采集器和主控制机的通讯接口、输入键盘、信息及通讯状态显示屏、安装有声光报警器，主要用作主控制机的配套设备，主要是在停电、无主控制机情况下可代替主控制机工作，保障自动气象站的正常工作，还可以配接不同的智能传感器，适应系统扩展需要。
所述主控制机主要由微机、打印机和调制解调器组成，用作自动气象站的中心控制器，它以windows为操作平台，采用控制软件的多任务编程，以其完善的处理功能实现对实时数据采集控制、数据的最终计算处理、计算参数的修正、数据质量控制、报文编辑、数据存储、数据显示、月报表与年报表的编制，外部的数据通讯、自动站的自检、故障的诊断之操作自动化。
本发明达到的有益效果为本发明可用作基准站和基本站，根据不同台站的需要而配制多种传感器，可以依据各种传感器监测的气象信号进行综合分析，预报各个单位所需要的气象数据，编发各种台站应编发的各种报文及编制各种气象报表，对没有配备传感器的目测项目可以人工干预输入。在主控微机的业务软件支持下，广泛应用于气象环境、机场、农林、海洋、水文、军事、仓储及科学研究等领域。
图1为自动气象站系统组成框图；图2为图1的前置控制机组成框图；图3为图2的电路原理图。
具体实施例方式
图1所示为自动气象站系统组成框图，该气象站主要由传感器1、数据采集器3、前置控制机5、主控制机7，及电源4、6和选配设备8组成，其中选配设备8根据设站需要，可以选用卫星(DCP)发射机、无线电(VHF/UHF)发射机、调制解调(MODEM)器、智能传感器、其它串行设备如打印机。其传感器1包括气压、温度、湿度、风向、风速、降水、感雨、地温、辐射、日照、蒸发等11种传感器，将探测的气象要素的变化转换成相应的电量变化，通过串行接口进入数据采集器3，并提供防感应雷击装置2和电源过载保护，以避免自动气象站由于过长的信号传输电缆所带来的干扰和损坏；数据采集器3包含CPU中央处理器，各种传感器接口，电源4及其控制器，还配有通道防雷板，通信变换器等部件，装配于密封的防腐机箱中。在CPU中央处理器的实时控制下，根据各个数据的不同时间间隔要求完成数据的连续采集，进行预处理后，通过与前置控制机串行接口，将信号送入前置控制机5。前置控制机5是自动气象站中数据采集器3，和主控制机7中间的一个低功耗智能处理机，其组成框图如图2所示，电路原理图如图3所示，它是通过RS232C标准的异步串行通讯口与主控制机7和数据采集器3通讯。在单片机80C31作为中央处理器(CPU)的控制下，可以在连续无市电72小时情况下，仍然可以正常完成处理采集数据，显示实时数据、定时数据、满足在停电状态下发报要求。不停电时，前置控制机5根据主控制机7的要求，把处理后的数据传送到主控制机7，为其后处理提供可靠的保证。它和数据采集器之间是通过一对光电隔离长线驱动器，用100米左右的通讯电缆相连。在图3所示的前置控制机中80C31为具有CPU、RAM、定时器、八位并行口和全双工串行口的单片机，它还外接程序存储器(一片27128)和数据存储器(两片62256)。4×4的小键盘作为系统前置机的手动输入，2×24的液晶显示屏和四个RS23C异步串行口，与采集器、主控制机串行通讯，还可以连接智能传感器等串行设备扩展其功能。主控制机7由微机、打印机等组成，是人机对话的主要媒介，为自动气象站的中心控制设备。主控制机7以WINDOWS作为操作平台，其控制软件设计为实时多任务编程，实现各种业务工作自动化、实现观测和处理实时性，比如可以同时实时采集数据、数据采集控制、数据最终计算处理、计算参数的修正、数据质量控制、报文编辑、数据存储、数据显示、月报表与年报表的编制、外部的数据通讯、自动站自检、故障的诊断之操作自动化。按照本发明的配置，还可以用于机测数据与人工输入数据自动审核，各种报文、批文的编辑等，以各种通讯方式直接传达到各工厂、科研单位、旅游胜地等任何部门使用。
权利要求
1.一种自动气象站，主要由室外监测站、室内监控器及各自供电电源、控制软件组成，其特征在于所述室外监测站用于采集各种气象信息，它包含各种传感器和与它们通过接口连接的数据采集器，以及防雷击保护装置，还有根据不同环境地区需要而选配的卫星发射机、无线电发射机，或调制解调器，用以扩展其监测功能；所述室内监控器包含前置控制机和通过通讯接口连接的主控制机，还有与数据采集器连接的采集器接口，主要用于运算处理从室外监测站输入的各种气象信息、自动编辑、预报，还选配有调制解调器、智能传感器或其他串行设备，扩展整个自动气象站的服务功能；室内监控器按控制软件实时多任务编程，实现了同时对多任务工作的实时自动化处理。
2.根据权利要求1所述自动气象站，其特征在于所述传感器包括气压、温度、湿度、风向、风速、降水、感雨、地温、辐射、日照和蒸发共11种参数测量的传感器，通过接口电路将各路气象信号传输到数据采集器，并提供防感应雷击和电源过载保护。
3.根据权利要求1所述自动气象站，其特征在于所述数据采集器包含CPU中央处理器和各种传感器接口及连接选配设备的接口和防雷通道板，用于根据各个数据的不同时间间隔要求完成数据的连续采集，进行预处理，然后将数据传送给前置控制机。
4.根据权利要求1所述自动气象站，其特征在于所述前置控制机主要由CPU单片机及控制电路组成，配置有与数据采集器和主控制机的通讯接口、输入键盘、信息及通讯状态显示屏、安装有声光报警器，主要用作主控制机的配套设备，主要是在停电、无主控制机情况下可代替主控制机工作，保障自动气象站的正常工作，还可以配接不同的智能传感器，适应系统扩展需要。
5.根据权利要求1所述自动气象站，其特征在于所述主控制机主要由微机、打印机和调制解调器组成，用作自动气象站的中心控制器，它以windows为操作平台，采用控制软件的多任务编程，以其完善的处理功能实现对实时数据采集控制、数据的最终计算处理、计算参数的修正、数据质量控制、报文编辑、数据存储、数据显示、月报表与年报表的编制，外部的数据通讯、自动站的自检、故障的诊断之操作自动化。
全文摘要
本发明公开了属于气象监测的自动气象站，它由多种传感器、数据采集器、前置控制机、主控制机，通过各种接口连接而成，其控制软件采用实时多任务编程，任何业务处理工作均可同时进行，自动气象站各系统在控制软件的支持下，实现观测和处理的实时性，电子报表自动生成。可以将各种报文以多种通讯方式直接自动发送给用户设定的相关部门使用。为科学实验、工农业生产及人们的旅游出行提供可靠的气象参考信息。
文档编号G01W1/02GK1402020SQ0212121
公开日2003年3月12日 申请日期2002年6月10日 优先权日2002年6月10日
发明者胡玉峰, 张宏伟, 李平, 郑新英, 王丽岩 申请人:北京华创升达高科技发展中心