一种大气成分观测系统技术方案

本发明专利技术适用于计算机领域，提供了一种大气成分观测系统，所述大气成分观测系统包括：中心站数据处理系统，用于对大气观测数据进行校准、异常标识和统计；观测站数据采集系统，与所述中心站数据处理系统通信，用于根据数据采集命令驱动观测设备采集大气观测数据，将所述大气观测数据上传至所述中心站数据处理系统；以及数据业务管理系统，根据用户的操作对所述中心站数据处理系统校准、异常标识和统计后的数据进行处理和输出。本发明专利技术实施例实现了多种大气成分观测设备的接入和大气观测数据自动采集、上传和共享，通用性强，管理方便，从根本上改变了现有大气成分观测时数据采集和管理监控的被动性，为大气成分观测提供了有力支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种大气成分观测系统
本专利技术属于计算机领域，尤其涉及一种大气成分观测系统。
技术介绍
随着经济的快速发展和城市化进程加快，由人类活动造成的灰霾天气、PM2.5细粒子污染对大气环境、群众健康、交通安全带来严重影响，城市和区域的大气复合污染已成为制约社会经济发展的瓶颈，研究大气复合污染，例如灰霾、光化学烟雾的成因和控制非常重要。由于城市大气环境与气候变化研究的需要，目前各地的气象部门都建有大气成分观测站，观测站中具有多种大气成分观测设备，包括颗粒物监测仪、黑碳仪、浊度仪以及各类反应性气体分析仪，但各观测站的设备型号不统一，采集系统种类多，通用性不强，给日常的操作和维护以及数据处理造成很大的不便。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种大气成分观测系统，旨在解决现有各大气成分观测站的设备型号不统一，采集系统种类多，通用性不强，给日常的操作和维护以及数据处理带来很大不便的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种大气成分观测系统，所述系统包括:中心站数据处理系统，用于对大气观测数据进行校准、异常标识和统计；观测站数据采集系统，与所述中心站数据处理系统通信，用于根据数据采集命令驱动观测设备采集大气观测数据，将所述大气观测数据上传至所述中心站数据处理系统；以及数据业务管理系统，根据用户的操作对所述中心站数据处理系统校准、异常标识和统计后的数据进行处理和输出。本专利技术实施例实现了多种大气成分观测设备的接入和大气观测数据自动采集、上传和共享，通用性强，管理方便，从根本上改变了现有大气成分观测时数据采集和管理监控的被动性，为大气成分观测提供了有力支撑。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的大气成分观测系统的网络结构图；图2是本专利技术实施例提供的大气成分观测系统的结构图；图3是本专利技术实施例提供的观测站数据采集系统的结构图；图4是本专利技术实施例提供的中心站数据处理系统的结构图；图5是本专利技术实施例提供的数据业务管理系统的结构图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例同时驱动观测站的多种观测设备采集大气观测数据，将采集的大气观测数据上传至与观测站通信的中心站，实现多种大气成分观测设备的接入和不同地域范围大气观测数据的共享。图1示出了本专利技术实施例提供的大气成分观测系统的网络结构，为了便于说明，仅不出了与本专利技术实施例相关的部分。观测设备10位于各观测站，用于采集各种大气观测数据。在本专利技术实施例中，观测设备10包括气溶胶观测设备、反应性气体观测设备、能见度观测设备、负氧离子观测设备或气象要素观测设备等，气溶胶观测设备包括颗粒物监测仪、黑碳仪或浊度计等。观测站计算机20与观测设备10之间通过串口通信，向观测设备10发送相应的串口命令，驱动观测设备10采集大气观测数据，必要时暂存观测设备10采集的大气观测数据。中心站服务器30与观测站计算机20之间通过远程网络或者局域网络连接，接收观测站计算机20上传的大气观测数据，并存储和处理大气观测数据。作为本专利技术的一个实施例，中心站服务器30包括文件服务器301、网站服务器302和数据库服务器303等。其中，文件服务器301存储大气观测数据文件。数据文件的格式是预先设定的，是一个实时生成的用于记录大气观测数据的文件，如GrimmlSO颗粒物监测仪数据文件、AuroralOOO池度仪数据文件等。网站服务器302向用户提供大气观测数据查询、导出和统计等功能。数据库服务器303存储大气观测数据。用户操作计算机40位于数据业务管理站，通过网络与网站服务器302连接，对中心站服务器30处理后的大气观测数据进行查询、导出和统计等。在实际应用中，观测站计算机20 —般部署于县级，中心站服务器30和用户操作计算机40 —般部署于省级或市级，从而实现大气观测数据自动在省、地市、县三级范围内进行上报与共享，使各级气象部门实时掌握各种大气成分信息。图2示出了本专利技术实施例提供的大气成分观测系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。观测站数据采集系统21运行于观测站计算机20，兼容XP及以上的Windows系统，驱动观测设备10采集大气观测数据。作为本专利技术的一个实施例，观测站数据采集系统21运用反射技术、多线程技术和串口通信技术同时驱动多种观测设备采集大气观测数据。作为本专利技术的一种实施例，当在观测站数据采集系统21本地录入一个数据采集命令时，观测站数据采集系统21根据采集命令，利用反射技术调取观测设备10类库中的数据采集方法，并使用多线程技术开启观测设备10采集大气观测数据的线程，通过串口通讯技术向观测设备10发送相应的串口命令，同时驱动多种观测设备采集大气观测数据。中心站数据处理系统31运行于中心站服务器30，兼容XP及以上的Windows系统，通过Socket等网络通信技术与观测站数据采集系统21通信。作为本专利技术另一个实施例中，中心站数据处理系统31通过TCP/IP向观测站数据采集系统21发送数据采集命令，控制观测站数据采集系统21通过串口驱动观测设备10采集大气观测数据。在本专利技术另一个实施例中，中心站数据处理系统31通过TCP/IP协议向观测站数据采集系统21发送校准观测设备时钟的时钟校准命令，控制观测站数据采集系统21对观测设备10的时钟进行校准。作为本专利技术的一个实施例，中心站数据处理系统31对观测站数据采集系统21上传的大气观测数据进行校准、异常标识与统计。数据业务管理系统41采用B/S (Browser/Server，浏览器/服务器)模式，其功能实现的核心部分集中在网站服务器302上，用户操作计算机40与网站服务器302通信，通过WEB浏览器实现对大气观测数据的查询、导出和统计等功能。图3示出了本专利技术实施例提供的观测站数据采集系统的结构，为了便于说明，仅不出了与本专利技术实施例相关的部分。采集单元211通过串口等方式向观测设备10发送数据采集命令，驱动观测设备10采集大气观测数据，并获取观测设备10采集的大气观测数据。作为本专利技术的一个实施例，数据采集命令可以是用户在观测站数据采集系统21直接输入的，也可以是由中心站处理系统31远程发送的。命令接收单元214接收用户输入的或者中心站处理系统31发送的数据采集命令。文件生成单元212将采集单元211获取的大气观测数据生成数据文件。作为本专利技术的一个实施例，文件生成单元212定时将采集单元211获取的大气观测数据按预先设定的格式写入一个新建的临时文件中，再将该临时文件移至设定的处理目录下进行数据处理，最后复制处理后的临时文件得到数据文件。作为本专利技术的另一个实施例，观测站数据采集系统21还包括报文生成单元215，将采集单元211获取的大气观测数据生成所需要的报文。其中，报文是气象局规定的一种大气成分数据文件的一种标准格式，如质量浓度多要素报文、数浓度报文、黑碳气溶胶报文等，用于气象部门研究大气数据。作为本专利技术的一个实施例，系统定时读取临时文件中的数据，将读取的临时文件中的大气观测数据转换成符合格式要求的报文。当观测站计算机20和中心站服务器30处于同一局域网时，上传单元213将采集单元211采集的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气成分观测系统，其特征在于，所述系统包括：中心站数据处理系统，用于对大气观测数据进行校准、异常标识和统计；观测站数据采集系统，与所述中心站数据处理系统通信，用于根据数据采集命令驱动观测设备采集大气观测数据，将所述大气观测数据上传至所述中心站数据处理系统；以及数据业务管理系统，根据用户的操作对所述中心站数据处理系统校准、异常标识和统计后的数据进行处理和输出。

【技术特征摘要】
1.一种大气成分观测系统，其特征在于，所述系统包括: 中心站数据处理系统，用于对大气观测数据进行校准、异常标识和统计； 观测站数据采集系统，与所述中心站数据处理系统通信，用于根据数据采集命令驱动观测设备采集大气观测数据，将所述大气观测数据上传至所述中心站数据处理系统；以及数据业务管理系统，根据用户的操作对所述中心站数据处理系统校准、异常标识和统计后的数据进行处理和输出。2.如权利要求1所述的大气成分观测系统，其特征在于，所述中心站数据处理系统包括: 校准单元，用于修正所述观测站数据采集系统上传的所述大气观测数据的线性偏移； 异常标识单元，用于标识经所述校准单元输出的大气观测数据中的异常数据； 统计单元，用于将过滤掉异常数据后的大气观测数据按照设定的规则进行统计；以及大气观测数据库，用于存储所述观测站数据采集系统上传的大气观测数据和经过中心站数据处理系统校准、异常标识和统计后的大气观测数据。3.如权利要求2 所述的大气成分观测系统，其特征在于，所述中心站数据处理系统还包括: 命令发送单元，用于向所述观测站数据采集系统发送数据采集命令。4.如权利要求2或3所述的大气成分观测系统，其特征在于，所述校准单元通过如下公式对大气观测数据进行修正: (源数据-零点)X斜率； 所述源数据为所述观测站数据采集系统上传的大气观测数据； 所述零点和斜率根据数据线性偏移的量设定。5.如权利要求2或3所述的大气成分观测系统，其特征在于，所述中心站数据处理系统还包括: 数据写入单元，用于接收所述观测站数据采集系统上传的数据文件，将所述数据文件中记录的大气观测数据写入所述大气观测数据库。6.如权利要求2或3所述的大气成分观测系统，其特征在于，所述中心站数据处理系统还包括: 实时监控单元，用于监控所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，林嘉成，刘蒲琳，陈绿清，
申请(专利权)人：宁波绮耘软件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33