一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器，包括立杆和数据采集箱；激光雨滴谱仪设于立杆顶端；数据采集箱设于立杆下部；数据采集箱内设有控制器、无线通信模块和实时时钟电路模块；控制器分别与实时时钟电路模块、无线通信模块和激光雨滴谱仪相连。本实用新型专利技术数据采集器成本低、结构简单，方便数据传输。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于气象传感器数据采集领域，具体涉及一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器。
技术介绍
精确探测雨滴谱分布对于深入认识降水的发展演变过程具有重要意义。近年来，气象探测业务和科学试验中广泛采用激光雨滴谱仪测量降水粒子的尺度和速度信息。激光雨滴谱仪通常以串行通信方式输出数据，可以利用通用计算机的串口配合客户端软件接收和存储实时探测数据。这种方案所需的附属设施和工作环境要求较高，通信方式不够灵活。野外布设的单站更难满足所需条件。此外自动气象站专用数据采集器理论上也可以完成数据采集、存储和传输任务，但需要经过专门设计以满足激光雨滴谱仪的数据采集操作指令要求。技术专利“一种气象数据采集器”（专利号：CN201220040311.7）公开了一种典型的自动气象站数据采集器。这种类型的数据采集器专为常规气象要素传感器设计，接口类型众多、成本较高，并不支持激光雨滴谱仪设备配置和数据采集指令。现有的自动气象站数据采集器一般采用嵌入式芯片作为主控制器，具有多路电压、电流、频率信号输入端口，能够满足处理模拟量、数字量、开关量等多样化信号采集需求，同时提供多个串行通信接口。激光雨滴谱仪采集的数据通过串行通信方式对外输出，并且需要特定的操作指令来获取观测数据。自动气象站数据采集方案或者通用计算机数据采集方案能够满足激光雨滴谱仪数据采集和传输的基本需求，但主要在以下几个方面面临问题：（1）成本因素。专业的自动气象站数据采集器价格昂贵，甚至达到了激光雨滴谱传感器价格的一半，不适合大面积布网应用。（2）功能问题。自动气象站数据采集器专为自动气象站设计。激光雨滴谱仪设置工作状态、执行数据采集均需要专用指令。现有的自动站专用数据采集器一般不支持这一专用指令系统。（3）环境适应性问题。激光雨滴谱仪可能工作在无市电、无固定网络、无设备机房的野外观测环境。现有的自动站数据采集方案和通用计算机数据采集方案无法满足外部条件受限的观测场合。考虑到激光雨滴谱仪布设站点较多、地理位置分散、观测环境多样等特点，设计一种数据采集接口简单可靠、通信方式灵活多样、环境适应性较好、设备成本较低的激光雨滴谱仪专用数据采集器具有重要实用价值。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种成本低、结构简单，方便数据传输的采集器。为了达到上述目的，本技术提供了一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器，包括立杆和数据采集箱；激光雨滴谱仪设于立杆顶端；数据采集箱设于立杆下部；数据采集箱内设有控制器、无线通信模块和实时时钟电路模块；控制器分别与实时时钟电路模块、无线通信模块和激光雨滴谱仪相连。上述数据采集箱内还设有SD卡存储电路模块；SD卡存储电路模块与控制器相连。本技术数据采集器还包括太阳能电池板；太阳能电池板设于立杆上，且与控制器相连。数据采集器还包括TFT显示屏；TFT显示屏设于数据采集箱外侧，且与控制器相连。数据采集箱内还设有直流电压变换电路，该直流电压变换电路与控制器相连。本技术数据采集器还包括服务器；服务器通过无线网络与无线通信模块相连。其中，控制器采用STM32ARM控制器。无线通信模块采用WCDMA3G无线通信模块。数据采集箱采用金属屏蔽箱。本技术相比现有技术具有以下优点：1.本技术能够实时有效地采集激光雨滴谱仪观测数据，在野外观测环境下能够利用太阳能电池板供电，利用3G移动通信网络进行无线传输数据。在没有3G移动通信网络的情况下，可以将数据存储在SD卡存储电路模块中，满足长期观测数据存储需求。同时在SD卡存储电路模块上建立了一个FAT32通用文件系统，可以以文本文件格式在Windows操作系统上直接导出SD卡中存储的观测数据，数据备份方便快捷。2.利用TFT屏可以实时观测数据，并且可以通过WCDMA3G无线通信模块传输到服务器，在服务器端能够集中管理整个雨滴谱仪观测网数据。3.专为激光雨滴谱仪数据采集设计，兼容激光雨滴谱仪操作指令，可以设置激光雨滴谱仪传感器数据采集时隙间隔和数据格式，成本较低，结构简单，功能强大，设计合理，输入输出接口方便外部连接。附图说明图1为本技术数据采集器的结构示意图；图2为本技术数据采集器的电路连接结构框图。图中，1-激光雨滴谱仪，2-铝合金立杆，3-太阳能电池板，4-数据采集箱。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术用于激光雨滴谱仪的数据采集器包括铝合金立杆2、太阳能电池板3和数据采集箱4。激光雨滴谱仪1安装在铝合金立杆2顶端、太阳能电池板3安装在铝合金立杆2中部，数据采集箱4安装在铝合金立杆2下部。其中数据采集箱4采用金属屏蔽箱，箱体采用金属铝材料制备。数据采集箱4上端开口，设有箱体盖板，方便打开进行内部拆装。箱体盖板四周设有防水凹槽，防水凹槽内嵌橡胶密封条，位于箱体盖板与箱体之间达到防水目的。如图2所示，数据采集箱4内设有数据采集电路板。数据采集电路板包括STM32ARM控制器（采用STM32F103芯片作为系统主控芯片）、实时时钟电路模块、SD卡存储电路模块、WCDMA3G无线通信模块。数据采集电路通过数据采集箱4外侧设有4寸TFT显示屏，与控制器相连，可以实时显示激光雨滴谱仪和采集器工作状态。数据采集电路板设有外围数据采集接口，为RS232标准的串行通信接口，用来连接激光雨滴谱仪1。实时时钟电路模块与控制器相连，可以获取数据采集的准确时间。SD卡存储电路模块与控制器相连，实时存放观测数据。数据采集电路板通过3G无线通信模块（采用SIM9003G模块）实时向服务器上传观测数据。数据采集电路板设有12V直流电压接口，外部电源通过此接口给数据采集电路板供电，无外部电源时，太阳能电池板3通过此接口对数据采集电路板进行供电。数据采集电路板还设有12V转5V、5V转3.3V电源变换电路，控制器通过该电源变换电路与12V直流电压接口相连，以支持采集电路板上不同的功能模块多样化的电压供电要求。WEB服务器通过3G移动通信网络接收激光雨滴谱仪数据后，通过雨滴谱数据处理软件进行数据处理后，存储在服务器端的数据存储器内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器，其特征在于：所述数据采集器包括立杆和数据采集箱；激光雨滴谱仪设于所述立杆顶端；所述数据采集箱设于所述立杆下部；所述数据采集箱内设有控制器、无线通信模块和实时时钟电路模块；所述控制器分别与实时时钟电路模块、无线通信模块和激光雨滴谱仪相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光雨滴谱仪的数据采集器，其特征在于：所述数据采集器包括立杆和数
据采集箱；激光雨滴谱仪设于所述立杆顶端；所述数据采集箱设于所述立杆下部；所述数据
采集箱内设有控制器、无线通信模块和实时时钟电路模块；所述控制器分别与实时时钟电
路模块、无线通信模块和激光雨滴谱仪相连。
2.根据权利要求1所述的数据采集器，其特征在于：所述数据采集箱内还设有SD卡存储
电路模块；所述SD卡存储电路模块与控制器相连。
3.根据权利要求1或2所述的数据采集器，其特征在于：所述数据采集器还包括太阳能
电池板；所述太阳能电池板设于所述立杆上，且与控制器相连。
4.根据权利要求1或2所述的数据采集器，其特征在于：所述数据采集器还包括TFT显示

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建松，胡汉峰，陈钟荣，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32