一种分布式气象监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式气象监测系统，属于气象监测系统技术领域。该分布式气象监测系统包括n个气象监测子单元和气象数据监测中心，n个气象监测子单元分别和气象数据监测中心连接，n为大于1的自然数，所述气象监测子单元包括顺序连接的气象传感器模块、信号处理模块、FPGA模块、无线发送模块、无线接收模块、RS解码模块和数据处理模块。本发明专利技术可以在恶劣的气象环境下，提高气象数据传输的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分布式气象监测系统，属于气象监测系统

技术介绍
恶劣天气现象会影响高速公路行车安全，极易导致交通事故的发生。变化无常的天气不仅会给交通安全带来隐患，同时也会影响农业生产、森林防护、电网安全等方面。因此，对气象信息进行实时监测采集，并对采集到的监测数据进行分析和判断，在某些自然灾害到来之前做好预防措施，就显得尤为重要。申请号为201320262226.X，申请日为2013年5月15日的技术公开了一种基于Zigbee的车载气象监测系统，包括微处理器模块、监测终端、供电模块、风速采集电路、风向采集电路、温度采集电路、湿度采集电路、气压采集电路、降水量采集电路、能见度采集电路、第一Zigbee无线通讯电路和第二Zigbee无线通讯电路，第一Zigbee无线通讯电路的一端与微处理器模块信号输出端有线连接，另一端与第二Zigbee无线通讯电路的一端无线连接，第二Zigbee无线通讯电路的另一端与监测终端有线连接。该技术采用低功耗、低成本、低复杂度的ZigBee无线通信方式，在车上的空间有限，无需布线，安装方便，且采用太阳能光伏板配合供电，节能环保，具有良好的应用前景。申请号为201310141075.7，申请日为2013年4月23日的专利技术专利申请公开了一种气象监测系统，涉及气象监测设备
，包括用于采集各类检测器的数据采集器，所述数据采集器将检测器得到的信号处理通过通讯设备传送到指挥中心站，所述数据采集器采用交流供电和蓄电池智能供电两种方式，所述数据采集器通过RS485接口分别连接有雨量雪量检测器、能见度检测器、温湿度检测器、风向风速检测器及红外线遥感路面测温器，对高速公路上沙尘、雾，能见度参数，路面温度，风向风速，雨雪量要素进行数据采集和分析，然后将分析结果上传给指挥中心站以实现对现场实际情况进行实时监控。该专利技术检测项目全，能够对雾、沙尘，能见度参数，路面温度，风向风速，雨雪量要素进行实时检测。申请号为201410449627.5，申请日为2014年9月4日的专利技术专利申请公开了一种基于气象及电网GIS的综合监测预警系统及方法，包括：数据层和应用层；数据层包括：气象数据库、电网GIS数据库、生产和经营数据库；应用层包括：气象监测模块、气象预警模块、电网气象模块、信息展示模块和辅助决策模块。气象数据库、电网GIS数据库、生产和经营数据库之间相互通信；气象监测模块、气象预警模块、电网气象模块、信息展示模块和辅助决策模块与气象数据库、电网GIS数据库或生产和经营数据库分别进行通信。该专利技术可以实时掌握变电站、输变线路、杆塔等重要电力设备的温度、风向、风速等气象监测信息，为电网提供直观的气象实时数据，同时提供未来7天逐12小时预报以及台风、雷电等灾害预警信息。目前的气象监测系统主要侧重采集各种气象信息并提供预警信息，但在天气条件恶劣时，监测系统采集到的气象信息在传输时可能会发生错误或者信息传输不完整，提供的预警信息很可能是有偏差的，这样不利于提前做好预防措施。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种分布式气象监测系统，可以在恶劣的气象环境下，提高气象传输数据的有效性。本专利技术为解决其技术问题采用如下技术方案：一种分布式气象监测系统，其特征在于，包括n个气象监测子单元和气象数据监测中心，n个气象监测子单元分别和气象数据监测中心连接，n为大于1的自然数，所述气象监测子单元包括顺序连接的气象传感器模块、信号处理模块、FPGA模块、无线发送模块、无线接收模块、RS解码模块和数据处理模块；所述气象传感器模块，用于采集需要监测的气象信息；所述信号处理模块，用于对气象传感器模块传输的信号进行滤波降噪处理；所述FPGA模块，用于将信号处理模块处理后的气象信息通过FPGA芯片进行RS编码加密；所述无线发送模块，用于将加密后的气象信息采用无线方式发送；所述无线接收模块，用于接收加密后的气象信息；所述RS解码模块，用于将加密后的气象信息进行解码；所述数据处理模块，用于将解码后的气象信息进行预处理；所述气象数据监测中心，用于接收每个数据处理模块发送的经过预处理的气象信息，并进行汇总、分析。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述气象传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述温度传感器为热电偶。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述风速传感器为超声波风速传感器。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述无线方式为WIFI、CDMA或GPRS。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述FPGA芯片的型号为EP2C5Q208C8N。本专利技术所述一种分布式气象监测系统，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术的气象监测系统采用分布式结构，系统内部各个子单元协同控制及管理，一旦系统内部某个子单元发生故障，其他单元仍能够继续正常运作，从而改善系统的可靠性。2、本专利技术对传输的气象信息进行RS编码加密，RS码是一种循环码，有严谨的代数结构，在码率固定的情况下它具有较大的纠错能力，可以提高数据传输的可靠性。3、本专利技术使用FPGA芯片对RS编码进行门级电路实现，相比单片机等片上系统（SOC）技术可以更加快速的实现编码，从而减少了气象数据从采集经过传输到达接收端的延时。4、本专利技术可以在恶劣气象环境下降低无线传输气象数据的传输误码情况，从而提高数据有效性。附图说明图1为本专利技术分布式气象监测系统的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术创造做进一步详细说明。一种分布式气象监测系统如图1所示，其特征在于，包括n个气象监测子单元和气象数据监测中心，n个气象监测子单元分别和气象数据监测中心连接，n为大于1的自然数，所述气象监测子单元包括顺序连接的气象传感器模块、信号处理模块、FPGA模块、无线发送模块、无线接收模块、RS解码模块和数据处理模块；所述气象传感器模块，用于采集需要监测的气象信息；所述信号处理模块，用于对气象传感器模块传输的信号进行滤波降噪处理；所述FPGA模块，用于将信号处理模块处理后的气象信息通过FPGA芯片进行RS编码加密；所述无线发送模块，用于将加密后的气象信息采用无线方式发送；所述无线接收模块，用于接收加密后的气象信息；所述RS解码模块，用于将加密后的气象信息进行解码；所述数据处理模块，用于将解码后的气象信息进行预处理；所述气象数据监测中心，用于接收每个数据处理模块发送的经过预处理的气象信息，并进行汇总、分析。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述气象传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述温度传感器为热电偶。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述风速传感器为超声波风速传感器。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述无线方式为WIFI、CDMA或GPRS。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式气象监测系统，其特征在于，包括n个气象监测子单元和气象数据监测中心， n个气象监测子单元分别和气象数据监测中心连接，n为大于1的自然数，所述气象监测子单元包括顺序连接的气象传感器模块、信号处理模块、FPGA模块、无线发送模块、无线接收模块、RS解码模块和数据处理模块；所述气象传感器模块，用于采集需要监测的气象信息；所述信号处理模块，用于对气象传感器模块传输的信号进行滤波降噪处理；所述FPGA模块，用于将信号处理模块处理后的气象信息通过FPGA芯片进行RS编码加密；所述无线发送模块，用于将加密后的气象信息采用无线方式发送；所述无线接收模块，用于接收加密后的气象信息；所述RS解码模块，用于将加密后的气象信息进行解码；所述数据处理模块，用于将解码后的气象信息进行预处理；所述气象数据监测中心，用于接收每个数据处理模块发送的经过预处理的气象信息，并进行汇总、分析。

【技术特征摘要】
1.一种分布式气象监测系统，其特征在于，包括n个气象监测子单元和气象数据监测中心，n个气象监测子单元分别和气象数据监测中心连接，n为大于1的自然数，所述气象监测子单元包括顺序连接的气象传感器模块、信号处理模块、FPGA模块、无线发送模块、无线接收模块、RS解码模块和数据处理模块；
所述气象传感器模块，用于采集需要监测的气象信息；
所述信号处理模块，用于对气象传感器模块传输的信号进行滤波降噪处理；
所述FPGA模块，用于将信号处理模块处理后的气象信息通过FPGA芯片进行RS编码加密；
所述无线发送模块，用于将加密后的气象信息采用无线方式发送；
所述无线接收模块，用于接收加密后的气象信息；
所述RS解码模块，用于将加密后的气象信息进行解码；
所述数据处理模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹胜林，
申请(专利权)人：无锡信大气象传感网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32