基于4G-DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于4G

【技术实现步骤摘要】
基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置


[0001]本技术涉及故障检测
，尤其涉及基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置。

技术介绍

[0002]随着气象探测技术的逐步发展，不同行业对于气象有着更高的依赖性，因此新型自动气象站越来越广泛地应用于气象观测中，其一般由采集器、通讯模块、传感器、供电系统、防雷系统这5大系统组成，可提供实时的风向、风速、气压、温度、湿度、雨量等多要素数据，实现了多种气象要素的自动采集、处理、存储和传输。然而，完全暴露在自然环境中的自动气象站需要昼夜不间断工作，而自动化技术设备形成的自动检测系统在运行期间，会受仪器故障等多种因素的影响，使系统运行出现问题，从而导致气象观测数据异常。因此通过诊断仪器对自动气象站进行故障诊断巡查是很有必要的，从而确保自动气象站获取完整、连续的观测资料。
[0003]目前，现有的自动气象站诊断仪采用现场诊断巡查，考虑到气象站设备的不可移动性，由工作人员现场进行操作，虽能够有效达到故障诊断的目的，但其仍停留在气象数据有线传输的阶段，无法进行远距离传输诊断。此外，有线传输存在布线复杂，操作繁琐，抗干扰性差等问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决
技术介绍
中提及的问题，提供基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置。
[0005]为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：
[0006]基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置，包括故障检测仪主机、4G
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DTU无线通讯单元以及信号采集处理单元，其中，故障检测仪主机包含工控一体机以及第一电源模块，第一电源模块用于为工控一体机供电，4G
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DTU无线通讯单元与自动气象站数据采集终端连接，4G
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DTU无线通讯单元能向工控一体机发送自动气象站数据采集终端采集的数据，信号采集处理单元用于采集测风传感器和降水传感器输出信号，对采集的信号进行处理A/D转换形成数字信号，并通过无线通讯单元传输至故障检测仪主机。
[0007]本技术的进一步的优化方案为：
[0008]上述的故障检测仪主机还包括触摸显示屏，触摸显示屏与工控一体机连接，用于显示工控一体机接收以及计算的数据。
[0009]上述的4G
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DTU无线通讯单元包括CPU控制模块、无线通讯模块以及第二电源模块，CPU控制模块分别与无线通讯模块以及第二电源模块连接，CPU控制模块用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，无线通讯模块用于将数据进行无线传送，第二电源模块用于为CPU控制模块供电。
[0010]上述的CPU控制模块采用工业级ARM9嵌入式芯片。
[0011]上述的CPU控制模块提供串行通信接口，串行通信方式包括RS232和RS485，与气象站接口形式一致。
[0012]上述的信号采集处理单元与4G
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DTU无线通讯单元进行通信连接，信号采集处理单元在工控一体机的控制下采集来自无人气象站测风传感器的风向风速信号、降水传感器雨量信号，并经由信号采集处理单元内的单片机将电压信号转化为数字信号，其中风向信号为7路电压信号，风速为脉冲信号，雨量信号为开关信号，并将其通过4G
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DTU无线通讯单元经由4G网络发送至故障检测仪主机。
[0013]上述的信号采集处理单元的单片机采用STM32F103ZET6，其包括5个串口、8个定时器、112个通用IO口、2个DMA控制器、3个SPI、3个12位的ADC以及1个12位的DAC。
[0014]上述的第一电源模块和第二电源模块为锂电池。
[0015]本技术具有以下优点：
[0016]1、传统检测仪器需要工作人员进行现场连线操作，而本技术完能够进行远程操作并实时监控气象数据，且不受天气、地域影响。
[0017]2、本技术通用性强，适用于各种不同类型气象站，功能丰富，便于推广应用。
附图说明
[0018]图1是本技术的模块连接框图；
[0019]图2是本技术的信号采集处理单元电路连接图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。
[0021]如图1至图2所示，本技术为一种基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测仪器，其由工控一体机、液晶触摸显示屏、电源模块、信号采集处理单元、无线通讯模块组成。
[0022]如图1所示，本技术的4G
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DTU无线通讯单元与自动气象站采集器、各类传感器连接采集气象数据。该单元专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备，其硬件组成部分包括CPU控制模块、无线通讯模块以及第二电源模块，组网迅速灵活，建设周期短，成本低，完全适用于本技术所需组网需求，其中CPU采用工业级ARM9嵌入式芯片，提供串行通信接口，包括RS232、RS485等常用的串行通信方式，与气象站接口形式一致。
[0023]如图2所示，本技术的信号采集处理单元与无线通讯单元进行通信连接，采集来自无人气象站测风传感器的风向风速信号、降水传感器雨量信号，并经由单片机对数据进行处理，将电压信号转化为数字信号，其中风向信号为7路电压信号，风速为脉冲信号，雨量信号为开关信号，并将其通过无线通讯模块经由4G网络发送至检测仪主机对数据进行进一步故障检测。
[0024]信号采集处理单元的单片机采用STM32F103ZET6，其包括5个串口、8个定时器、112个通用IO口、2个DMA控制器（共12个通道）、3个SPI、3个12位的ADC、1个12位的DAC，在相关的功能上能够扩展，其经济实惠，能耗低，端口中断较多，资源丰富，同时可以根据软件编程轻易实现所要实现的功能，可以满足实现搞得逻辑运算的要求，更关键的是其价格低廉，经济
实惠。
[0025]第一电源模块和第二电源模块其内部使用锂电池，适用于野外进行故障，选用大容量电池提升了检测仪的续航性。
[0026]工控一体机负责接收来自无线通讯单元各类的气象要素数据，实现对无人自动气象站的远程故障检测和定位。工控一体机可由数据采集器测试模块、传感器测试模块等组成。其信息流程为：首先，用户通过操作在工控一体机上启动检测，此时工控一体机发送指令至无线通讯模块开始采集来自气象站的气象数据，并将其再次发送至工控一体机，进一步对数据进行分析判断是否存在异常。
[0027]以上仅是本技术的优选实施方式，本技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下的若干改进和润饰，应视为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置，其特征在于：包括故障检测仪主机、4G
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DTU无线通讯单元以及信号采集处理单元，其中，所述的故障检测仪主机包含工控一体机以及第一电源模块，所述的第一电源模块用于为工控一体机供电，所述的4G
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DTU无线通讯单元与自动气象站数据采集终端连接，4G
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DTU无线通讯单元能向工控一体机发送自动气象站数据采集终端采集的数据，所述的信号采集处理单元用于采集测风传感器和降水传感器输出信号，对采集的信号进行处理A/D转换形成数字信号，并通过无线通讯单元传输至故障检测仪主机。2.根据权利要求1所述的基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置，其特征在于：所述的故障检测仪主机还包括触摸显示屏，所述的触摸显示屏与工控一体机连接，用于显示工控一体机接收以及计算的数据。3.根据权利要求1所述的基于4G
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DTU无线网络自动气象站远程故障检测装置，其特征在于：所述的4G
‑
DTU无线通讯单元包括CPU控制模块、无线通讯模块以及第二电源模块，所述的CPU控制模块分别与无线通讯模块以及第二电源模块连接，所述的CPU控制模块用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，所述的无线通讯模块用于将数据进行无线传送，所述的第二电源模块用于为CPU控制模块供电。4.根据权利要求3所述的基于4G

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，陈晓，行鸿彦，徐伟，杨旭，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：