一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器，包括立桿和數據采集箱；激光雨滴譜儀設于立桿頂端；數據采集箱設于立桿下部；數據采集箱內設有控制器、無線通信模塊和實時時鐘電路模塊；控制器分別與實時時鐘電路模塊、無線通信模塊和激光雨滴譜儀相連。本實用新型專利技術數據采集器成本低、結構簡單，方便數據傳輸。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于氣象傳感器數據采集領域，具體涉及一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器。
技術介紹
精確探測雨滴譜分布對于深入認識降水的發展演變過程具有重要意義。近年來，氣象探測業務和科學試驗中廣泛采用激光雨滴譜儀測量降水粒子的尺度和速度信息。激光雨滴譜儀通常以串行通信方式輸出數據，可以利用通用計算機的串口配合客戶端軟件接收和存儲實時探測數據。這種方案所需的附屬設施和工作環境要求較高，通信方式不夠靈活。野外布設的單站更難滿足所需條件。此外自動氣象站專用數據采集器理論上也可以完成數據采集、存儲和傳輸任務，但需要經過專門設計以滿足激光雨滴譜儀的數據采集操作指令要求。技術專利“一種氣象數據采集器”（專利號：CN201220040311.7）公開了一種典型的自動氣象站數據采集器。這種類型的數據采集器專為常規氣象要素傳感器設計，接口類型眾多、成本較高，并不支持激光雨滴譜儀設備配置和數據采集指令。現有的自動氣象站數據采集器一般采用嵌入式芯片作為主控制器，具有多路電壓、電流、頻率信號輸入端口，能夠滿足處理模擬量、數字量、開關量等多樣化信號采集需求，同時提供多個串行通信接口。激光雨滴譜儀采集的數據通過串行通信方式對外輸出，并且需要特定的操作指令來獲取觀測數據。自動氣象站數據采集方案或者通用計算機數據采集方案能夠滿足激光雨滴譜儀數據采集和傳輸的基本需求，但主要在以下幾個方面面臨問題：（1）成本因素。專業的自動氣象站數據采集器價格昂貴，甚至達到了激光雨滴譜傳感器價格的一半，不適合大面積布網應用。（2）功能問題。自動氣象站數據采集器專為自動氣象站設計。激光雨滴譜儀設置工作狀態、執行數據采集均需要專用指令?，F有的自動站專用數據采集器一般不支持這一專用指令系統。（3）環境適應性問題。激光雨滴譜儀可能工作在無市電、無固定網絡、無設備機房的野外觀測環境。現有的自動站數據采集方案和通用計算機數據采集方案無法滿足外部條件受限的觀測場合?？紤]到激光雨滴譜儀布設站點較多、地理位置分散、觀測環境多樣等特點，設計一種數據采集接口簡單可靠、通信方式靈活多樣、環境適應性較好、設備成本較低的激光雨滴譜儀專用數據采集器具有重要實用價值。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種成本低、結構簡單，方便數據傳輸的采集器。為了達到上述目的，本技術提供了一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器，包括立桿和數據采集箱；激光雨滴譜儀設于立桿頂端；數據采集箱設于立桿下部；數據采集箱內設有控制器、無線通信模塊和實時時鐘電路模塊；控制器分別與實時時鐘電路模塊、無線通信模塊和激光雨滴譜儀相連。上述數據采集箱內還設有SD卡存儲電路模塊；SD卡存儲電路模塊與控制器相連。本技術數據采集器還包括太陽能電池板；太陽能電池板設于立桿上，且與控制器相連。數據采集器還包括TFT顯示屏；TFT顯示屏設于數據采集箱外側，且與控制器相連。數據采集箱內還設有直流電壓變換電路，該直流電壓變換電路與控制器相連。本技術數據采集器還包括服務器；服務器通過無線網絡與無線通信模塊相連。其中，控制器采用STM32ARM控制器。無線通信模塊采用WCDMA3G無線通信模塊。數據采集箱采用金屬屏蔽箱。本技術相比現有技術具有以下優點：1.本技術能夠實時有效地采集激光雨滴譜儀觀測數據，在野外觀測環境下能夠利用太陽能電池板供電，利用3G移動通信網絡進行無線傳輸數據。在沒有3G移動通信網絡的情況下，可以將數據存儲在SD卡存儲電路模塊中，滿足長期觀測數據存儲需求。同時在SD卡存儲電路模塊上建立了一個FAT32通用文件系統，可以以文本文件格式在Windows操作系統上直接導出SD卡中存儲的觀測數據，數據備份方便快捷。2.利用TFT屏可以實時觀測數據，并且可以通過WCDMA3G無線通信模塊傳輸到服務器，在服務器端能夠集中管理整個雨滴譜儀觀測網數據。3.專為激光雨滴譜儀數據采集設計，兼容激光雨滴譜儀操作指令，可以設置激光雨滴譜儀傳感器數據采集時隙間隔和數據格式，成本較低，結構簡單，功能強大，設計合理，輸入輸出接口方便外部連接。附圖說明圖1為本技術數據采集器的結構示意圖；圖2為本技術數據采集器的電路連接結構框圖。圖中，1-激光雨滴譜儀，2-鋁合金立桿，3-太陽能電池板，4-數據采集箱。具體實施方式下面結合附圖對本技術進行詳細說明。如圖1所示，本技術用于激光雨滴譜儀的數據采集器包括鋁合金立桿2、太陽能電池板3和數據采集箱4。激光雨滴譜儀1安裝在鋁合金立桿2頂端、太陽能電池板3安裝在鋁合金立桿2中部，數據采集箱4安裝在鋁合金立桿2下部。其中數據采集箱4采用金屬屏蔽箱，箱體采用金屬鋁材料制備。數據采集箱4上端開口，設有箱體蓋板，方便打開進行內部拆裝。箱體蓋板四周設有防水凹槽，防水凹槽內嵌橡膠密封條，位于箱體蓋板與箱體之間達到防水目的。如圖2所示，數據采集箱4內設有數據采集電路板。數據采集電路板包括STM32ARM控制器（采用STM32F103芯片作為系統主控芯片）、實時時鐘電路模塊、SD卡存儲電路模塊、WCDMA3G無線通信模塊。數據采集電路通過數據采集箱4外側設有4寸TFT顯示屏，與控制器相連，可以實時顯示激光雨滴譜儀和采集器工作狀態。數據采集電路板設有外圍數據采集接口，為RS232標準的串行通信接口，用來連接激光雨滴譜儀1。實時時鐘電路模塊與控制器相連，可以獲取數據采集的準確時間。SD卡存儲電路模塊與控制器相連，實時存放觀測數據。數據采集電路板通過3G無線通信模塊（采用SIM9003G模塊）實時向服務器上傳觀測數據。數據采集電路板設有12V直流電壓接口，外部電源通過此接口給數據采集電路板供電，無外部電源時，太陽能電池板3通過此接口對數據采集電路板進行供電。數據采集電路板還設有12V轉5V、5V轉3.3V電源變換電路，控制器通過該電源變換電路與12V直流電壓接口相連，以支持采集電路板上不同的功能模塊多樣化的電壓供電要求。WEB服務器通過3G移動通信網絡接收激光雨滴譜儀數據后，通過雨滴譜數據處理軟件進行數據處理后，存儲在服務器端的數據存儲器內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器，其特征在于：所述數據采集器包括立桿和數據采集箱；激光雨滴譜儀設于所述立桿頂端；所述數據采集箱設于所述立桿下部；所述數據采集箱內設有控制器、無線通信模塊和實時時鐘電路模塊；所述控制器分別與實時時鐘電路模塊、無線通信模塊和激光雨滴譜儀相連。

【技術特征摘要】
1.一種用于激光雨滴譜儀的數據采集器，其特征在于：所述數據采集器包括立桿和數
據采集箱；激光雨滴譜儀設于所述立桿頂端；所述數據采集箱設于所述立桿下部；所述數據
采集箱內設有控制器、無線通信模塊和實時時鐘電路模塊；所述控制器分別與實時時鐘電
路模塊、無線通信模塊和激光雨滴譜儀相連。
2.根據權利要求1所述的數據采集器，其特征在于：所述數據采集箱內還設有SD卡存儲
電路模塊；所述SD卡存儲電路模塊與控制器相連。
3.根據權利要求1或2所述的數據采集器，其特征在于：所述數據采集器還包括太陽能
電池板；所述太陽能電池板設于所述立桿上，且與控制器相連。
4.根據權利要求1或2所述的數據采集器，其特征在于：所述數據采集器還包括TFT顯示

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃建松，胡漢峰，陳鐘榮，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32