一种数据采集传输仪以及数据采集和识别系统技术方案

本发明专利技术公开了一种人工影响天气作业的数据采集与识别系统及其方法，该系统包括：至少一个作业站点、设置在所述作业站点内的至少一个数据采集传输仪以及接收所述数据采集传输仪发送的数据并进行处理的监控端；所述数据采集传输仪包括：用于采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级的声级计、无线传输单元、作业工具识别单元和控制单元；所述控制单元分别与所述声级计、所述无线传输单元、所述作业工具识别单元相电连接，所述无线传输单元与所述监控端电连接；本发明专利技术能够实时上传数据并实现对各作业站点的智能监控。

【技术实现步骤摘要】
一种数据采集传输仪以及数据采集和识别系统
本专利技术涉及一种数据采集传输仪以及数据采集和识别系统，主要应用于人工影响天气作业领域。
技术介绍
目前，利用高射炮或火箭进行人工影响天气作业，从而对大气云层进行人工影响以实施人工降雨、缓解旱情、避免冰雹，这一应用已经得到了人们广泛的认识。但是，现有的高射炮或火箭人工影响天气作业数据的采集，通常是通过人为的手动记录来获得，然而，由于采集数据的过程比较繁琐、时间长，又不可避免的出现记错、漏记等现象，而且还不能实时的将采集到的数据(如：高炮、火箭炮的位置、作业工具、方位角、仰角、用弹数量)等信息及时的发送到远处的服务器或监控中心，使得不能及时的对作业进行评估，这些都会影响人工影响天气作业的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够实时的采集并识别出作业站点内的声波、作业类型、连发情况的数据采集传输仪以及数据采集和识别系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种数据采集传输仪,包括：声级计，其配置为采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级，并将该声级信息提供给控制单元；作业工具识别单元，其配置为根据所述控制单元所传输的声级信息判断作业站点的作业工具类型,并将其的判断结果传送给所述控制单元；无线传输单元，其分别与所述控制单元和所述监控端通信连接，以在所述数据采集传输仪和所述监控端之间进行数据通信；控制单元，其接收来自所述声级计的声级信息，并将该声级信息输出给所述作业工具识别单元，以进行作业工具类型的判断；所述控制单元还将其从所述作业工具识别单元接收的作业工具类型的判断结果和来自所述声级计的声级信息通过无线传输单元向外界通信终端发送。其中，所述声级计包括：声音感应单元，其采集声波信号，并将所述声波信号转换为电信号；信号放大单元，其从所述声音感应单元接收所述声波信号，并进行功率放大；数据处理单元，将所述声波信号转换成与其对应的声级的数据处理单元，并将转换后的声级信息输出给所述控制单元。其中，所述声音感应单元与所述信号放大单元之间设置有衰减器，用于将声波信号的幅值调整在一特定范围内。其中，所述数据采集传输仪还包括：连发识别单元，其接收来自所述控制单元的声级信息，根据所述声级信息判断用弹量，并将其判断出的用弹量信息输出给所述控制单元，所述控制单元再通过无线传输单元传送给所述监控端；峰值识别单元，其接收来自所述控制单元的声级信息，根据所述声级信息判断声级的峰值，并将其判断出的声级的峰值输出给所述控制单元，所述控制单元再通过无线传输单元传送给所述监控端。其中，所述数据采集传输仪还包括：仰角计算单元和方位角计算单元，根据所述控制单元接收到各所述声级计的声级信息的时间差以及各声级计相对作业工具的距离计算发射仰角和方位角，且所述仰角计算单元和方位角计算单元将计算出的发射仰角和方位角信息输出给所述控制单元。一种数据采集和识别系统，包括：至少一个作业站点、设置在所述作业站点内的至少一个数据采集传输仪以及接收所述数据采集传输仪发送的数据并进行处理的监控端。其中，所述监控端包括：显示单元，其对所述无线传输单元所发送的数据进行显示；存储单元，其对所述无线传输单元所发送的信息进行存储；以及，数据分析单元，其接收来自所述无线传输单元的信息，并控制所述显示单元显示所述信息，并控制所述存储单元进行存储，且所述数据分析单元设有与所述无线传输单元相对应的通信接口。其中，所述监控端是计算机、手持机、移动互联设备中的一个。其中，每个所述数据传输仪设有与其所在的作业站点的站点名称、站点位置相对应的唯一编号，所述监控端中存储有所有数据传输仪的编号以及与其对应的站点名称和站点位置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的数据采集传输仪内置有声级计和控制单元，可以实时的采集作业站点内的声波信号以及与声波信号对应的声级，并可以通过无线传输单元传送给各类通信设备和监控设备，以便对数据的存储和实时的显示，更加智能有效；2、本专利技术的数据采集传输仪还可以包括：定位单元、连发识别单元、峰值识别单元、作业工具识别单元，能够实时对作业站点的作业情况进行采集和识别；3、本专利技术的数据采集传输仪的采集精度高、抗干扰能力强，且测量上限大于160分贝，比同类产品的性能高很多；4、本专利技术的数据采集和识别系统，实现了作业站点的智能化自动化管理。附图说明图1为本专利技术实施例的一种数据采集传输仪的结构框图；图2为本专利技术实施例的声级计的信号处理流程图；图3为本专利技术实施的数据采集和识别系统的框图；图4为本专利技术实施例中计算作业工具的发射仰角和方位角的原理图；图5为本专利技术实施例的人工影响天气的数据采集和识别方法的流程图；图6为本专利技术实施例的2次单发炮弹的声波声级变化波形图；图7为本专利技术实施例的2次单发炮弹的短时特征图；图8为本专利技术实施例的单发前导噪声的波形图；图9为本专利技术实施例的连发炮弹的声波声级变化波形图；图10为本专利技术实施例的连发炮弹的短时特征图；图11为本专利技术实施例的连发炮弹的前导噪声的波形图。附图标记说明1-声级计2-无线传输单元3-控制单元4-监控端5-定位单元6-连发识别单元7-峰值识别单元8-作业工具识别单元9-电源单元具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。如图1所示，为本专利技术实施例的数据采集传输仪的结构框图，壳体，以及设置在所述壳体内的用于采集声音信号并将声音信号转换为与其对应的声级的声级计1、无线传输单元2和控制单元3、对数据采集传输仪的位置进行定位并形成移动路径的定位单元5、连发识别单元6、峰值识别单元7、作业工具识别单元8、和电源单元9；其中控制单元3分别与声级计1、定位单元5、连发识别单元6、峰值识别单元7、作业工具识别单元8、电源单元9和无线传输单元2相电连接，无线传输单元2设有与外界通信的通信单元，如：WIFI模块、3G/4G模块。其中，声级计1可以包括：至少一个采集声波信号的声音感应单元、对声波信号进行功率放大的信号放大单元以及生成与声波信号相对应的声级的数据处理单元，其中，声音感应单元与信号放大单元电连接，数据处理单元分别与信号放大单元和控制单元3电连接。本实施例中的声音感应单元可以是声波传感器。本实施例中的声级计1具有极高的测量精度，且测量上限大于160分贝，比现有的声音识别设备的测量范围要大很多。如图2所示，为本专利技术实施例的声级计的信号处理流程图；声音感应单元10对作业站点内的声波信号进行采集，本实施例中的采样频率为100次/秒，并将采集到的声波信号转换为电信号传送给信号放大单元11，在一优选的实施例中，声音感应单元10与所述信号放大单元之间电连接有衰减器13，使声波信号的声级在适当的范围内。数据处理单元12中包括：计权网络和检波器，从而增加从数据处理单元12输出的声级序列的信噪比，优化数据。优选的，数据处理单元12中还包括：第二信号放大单元和第二衰减器，该第二信号放大单元和第二衰减器设置在计权网络和检波器之间，实现高精度的测量效果，且测量上限大于160db。如图3所示，为本专利技术实施例的数据采集和识别系统，包括：至少一个作业站点、设置在所述作业站点内的至少一个数据采集传输仪以及接收所述数据采集传输仪发送的数据并进行处理的监控端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据采集传输仪，其特征在于：包括：声级计，其配置为采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级，并将该声级信息提供给控制单元；作业工具识别单元，其配置为根据所述控制单元所传输的声级信息判断作业站点的作业工具类型，并将其的判断结果传送给所述控制单元；无线传输单元，其分别与所述控制单元和所述监控端通信连接，以在所述数据采集传输仪和所述监控端之间进行数据通信；控制单元，其接收来自所述声级计的声级信息，并将该声级信息输出给所述作业工具识别单元，以进行作业工具类型的判断；所述控制单元还将其从所述作业工具识别单元接收的作业工具类型的判断结果和来自所述声级计的声级信息通过无线传输单元向外界通信终端发送。

【技术特征摘要】
1.一种数据采集传输仪,其特征在于：包括：声级计，其配置为采集声波信号并将该声波信号转换为与其对应的声级，并将该声级信息提供给控制单元；作业工具识别单元，其配置为根据所述控制单元所传输的声级信息判断作业站点的作业工具类型,并将其的判断结果传送给所述控制单元；其中，所述作业工具识别单元配置为在所述声级信息的变化满足第一规律时判断作业工具类型为高射炮，在所述声级信息的变化满足第二规律时判断作业工具类型为火箭；其中，第一规律是作业开始后的0.1s内，存在声级在80分贝至90分贝之间的前导噪声；第二规律是不存在前导噪声，且在作业开始后的一个0.1s内声级的变化值大于50分贝；无线传输单元，其分别与所述控制单元和一监控端通信连接，以在所述数据采集传输仪和所述监控端之间进行数据通信；控制单元，其接收来自所述声级计的声级信息，并将该声级信息输出给所述作业工具识别单元，以进行作业工具类型的判断；所述控制单元还将其从所述作业工具识别单元接收的作业工具类型的判断结果和来自所述声级计的声级信息通过无线传输单元向外界通信终端发送。2.根据权利要求1所述的数据采集传输仪，其特征在于：所述声级计包括：声音感应单元，其采集声波信号，并将所述声波信号转换为电信号；信号放大单元，其从所述声音感应单元接收所述声波信号，并进行功率放大；数据处理单元，将所述声波信号转换成与其对应的声级的数据处理单元，并将转换后的声级信息输出给所述控制单元。3.根据权利要求2所述的数据采集传输仪，其特征在于：所述声音感应单元与所述信号放大单元之间设置有衰减器，用于将声波信号的幅值调整在一特定范围内。4.根据权利要求1所述的数据采集传输仪，其特征在于：所述数据采集传输仪还包括：连发识别单元，其接收来自所述控制单元的声...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏宇，陶玥，汪晓滨，辛亮，余长军，
申请(专利权)人：中国气象科学研究院，新晨科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11