[實用新型]一種基于物聯網技術的可視化自動氣象站系統

有效

• 申請號: 201821852443.3
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN209624809U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 田野;葉小嶺;王佐鵬;胡全輝;闞亞進
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/04
• 分類號: G01W1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

本實用新型公開了一種基于物聯網技術的可視化自動氣象站系統，可以實現對氣象要素的采集、處理、傳輸、存儲和顯示功能，加入攝像頭模塊，實現對自動氣象站系統的可視化監控管理，將采集的氣象數據和監控信息一并以遠程訪問的方式更新至云服務器的數據庫中，可以在網絡終端設備上進行數據的實時監控；本實用新型運用物聯網技術和各種感知技術，實現了對自動氣象站系統的遠程管控和智能化處理；本實用新型采用模塊化設計，各個模塊之間獨立工作，便于氣象站系統的功能拓展，豐富氣象站系統的功能。

技術領域

本實用新型涉及一種氣象監測領域，尤其涉及一種基于物聯網技術的可視化自動氣象站系統。

背景技術

自動氣象站系統，是指按照特定的要求對多種氣象要素的信息進行自動采集、處理和傳輸的地面氣象觀測智能系統。它在氣象、水文等領域都有廣泛的用途。自動氣象站系統主要用于測量溫度、濕度、光照強度、雨量、風向、風速、氣壓、輻射等基本氣象要素。承擔著氣象預警，防災減災等重要任務。因此，自動氣象站系統的現代化建設對人類活動具有重要的意義。我國自動氣象站系統建設稍落后于發達國家，但是自上世紀90年代以來，自動氣象站系統的建設得到了國家的大力支持，自動氣象站系統的普及度也越來越高。

傳統的氣象站在采集到溫度、濕度、氣壓、風速、風向、雨量等氣象數據后采用有線方式進行數據的傳輸，而且傳統氣象監測儀器體積大、重量重、不易拆卸，運輸和安裝都有很多困難，設備成本與維護費用偏高，為我們大力發展氣象業務帶來不小的困難。

實用新型內容

實用新型目的：針對以上問題，本實用新型提出一種基于物聯網技術的可視化自動氣象站系統。可實現對氣象要素的采集、處理、傳輸、存儲和顯示功能，加入攝像頭模塊，實現對自動氣象站系統的可視化監控管理，將采集的氣象數據和監控信息一并以遠程訪問的方式更新至終端服務器的數據庫中，可以在網絡終端設備上進行數據的實時監控，網絡終端設備可以是電腦或者手機。

技術方案：為實現本實用新型的目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種基于物聯網技術的可視化自動氣象站系統，由數據采集模塊、可視化監控模塊、數據存儲顯示模塊三個部分組成。數據采集模塊包括氣象傳感器、主控制器和控制單元，通過各個氣象傳感器間相互獨立的工作，采集溫度、濕度、氣壓、風速、風向、雨量六個要素數據，將氣象傳感器采集到的數據傳到主控制器，主控制器將接收到的數據打包處理，通過串口傳輸到控制單元，控制單元將數據通過網絡傳輸至數據存儲顯示模塊；可視化監控模塊和主控制器相連，獲取氣象傳感器的工作狀態視頻信息傳輸到主控制器；數據存儲顯示模塊包括云服務器和網絡終端設備，通過網絡將數據采集模塊采集到的數據和可視化監控模塊監測到的傳感器工作狀態視頻信息存儲在云服務器，并在網絡終端設備顯示。

系統整體結構如圖1所示。

在本實用新型中，數據采集模塊的主控制器采用ARM芯片STM32F407，實現對溫度、濕度、氣壓、風速、風向、雨量六個要素數據的采集和處理，所述氣象傳感器均采用模塊化設計且具有自診斷自校準功能的智能傳感器；可視化監控模塊通過I/O端口和主控制器相連，實現視頻數據的采集處理。

主控制器STM32F407芯片是ST公司開發的一款低功耗產品，主頻為168MHz，在此工作頻率下處理性能可達到201DMIPS，且電流消耗僅有38.6mA；STM32F407芯片擁有豐富的資源，包括2個32位定時器，2個DMA控制器，3個SPI，3個IIC；STM32F407 芯片的正常工作溫度范圍在-40℃-150℃之間，供電范圍為1.8V-3.6V，相比于STM32F1 系列芯片，可以更加快速的處理視頻數據。

控制單元是基于ARM的微型電腦主板，以SD/MicroSD卡為內存硬盤，卡片主板周圍有USB接口和10/100M以太網接口，可連接鍵盤、鼠標和網線；控制單元在整個系統中相當于一臺小型電腦，數據采集模塊和可視化監控模塊將數據信息傳到主控制器，主控制器將接收到的數據打包傳輸到控制單元，控制單元作為中轉節點，通過網絡對云服務器中的數據庫進行訪問，完成數據更新。