自动气象站miniOS数据采集处理系统及其工作方法技术方案

自动气象站miniOS气象数据采集处理系统及其工作方法。处理板上嵌入CPU，集中采集、存储、解析最前端的各个气象传感器信号，直接解析数据采集板的数据流，实时分析后向多IP标识的中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点实时入库。内置4G通讯模块，为预防工作中断处理板可以是多个。该结构可以快速的在所有需要共享资料的气象局端和野外无人站点端进行快速数据分发。各处理板采集数据可在后台独立存储也可相互认证和比对，处理板与主机通过串口和总线连接。主机运行突发异常中断工作时处理板可越过主机按照定时传输气象数据。从而保证自动气象站工作的连续性，解决了目前因为主机突发异常所导致的数据丢失和中断传输的问题。

Automatic weather station miniOS data acquisition processing system and working method thereof

Automatic meteorological station miniOS meteorological data acquisition and processing system and working method thereof. Processing board embedded CPU, concentration of the various meteorological sensor signal acquisition, storage, analysis of the front, the direct analysis of the data acquisition board data stream, China Meteorological Bureau data center cloud platform to identify multi IP real-time analysis of the acceleration, and the backup node real-time storage. Built in 4G communication module, for prevention work interruption, the processing board can be more than one. The structure can be used to distribute the fast data rapidly at the weather bureau end and the wild unmanned site which need to share data. The data collected by each processing board can be independently stored in the background, and can be mutually authenticated and compared with each other. The processing board and the host computer are connected by a serial port and a bus. When the host computer runs out of a sudden abnormal interrupt, the processing board can pass over the host and transmit the meteorological data according to the timing. Thus, the continuity of the automatic weather station is ensured, and the problem of data loss and interrupted transmission caused by the sudden abnormality of the host computer is solved.

【技术实现步骤摘要】
自动气象站miniOS数据采集处理系统及其工作方法
本专利技术属于自动气象站
，涉及一种气象数据处理系统，具体涉及一种气象数据信息的采集、解析处理系统结构。本专利技术还涉及这种气象数据处理系统结构的工作方法。
技术介绍
新型自动气象站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建，采用国际标准并遵循标准和开放的技术路线进行设计，它由硬件和软件两大部分组成。硬件包括采集器（1个主采集器和若干个分采集器）、外部总线、传感器、外围设备四部分；软件包括嵌入式软件、业务软件二部分。目前气象部门处理气象数据的现状是，在全国范围内布设了大量的无人值守气象站点，其数据采集业务模式为：站点数据采集板接收各类传感器监测数据后进行电解析，通过GPRS模块向部署在服务器上的数据接收中心站传输数据流，通过中心站软件解析数据流形成数据文件并进入内部数据库。在这里数据汇总和传输模式为：无人值守站点→市级或省级服务器→通过文件发送到上级汇总服务器直至国家级服务器→国家级服务器汇总后通过卫星进行全国共享。由于在现实使用中，主机运行过程若遇突发异常，就会导致无法向气象中心站或市级、省局和国家局及时发送气象数据，进而无法实现自动气象站的远程监控。给气象业务工作造成一定程度的不利影响。同时，数据通过文件形式的层层汇集，和卫星形式的广播下发结构，决定了全国数据的实时共享和业务应用无法保证实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于自动气象站的新型miniOS气象数据采集处理系统结构。该处理系统结构的主要功能是采集、存储、解析数据流，将数据流直接解析后，运行4G通讯模块，向多IP标识的中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点实时传输气象数据。该专利技术可以快速的在所有需要共享资料的气象局端、野外无人站点端进行数据传输。即便主机运行出现异常，也不会导致气象采集数据丢失和数据传输中断的问题。从而解决了目前因为主机突发异常所导致的数据丢失和数据中断传输问题。该设置成本低廉，可以与现有自动气象站快速对接，社会效益潜力大。另一方面，该结构将极大的提升数据共享分发效率，是一种数据采集分发结构的创新应用。本专利技术还将提供这种气象数据处理系统的工作方法。完成以上专利技术目的的技术方案是：一种miniOS气象数据采集处理系统结构，其特征在于：本采集处理系统的处理板上，嵌入有CPU，并内置4G通讯模块，与多IP标识的中国气象局数据中心云平台通讯连接，同时与各个野外无人站点端的各个传感器（如气压传感器、温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、雨量传感器、蒸发量传感器、日照传感器、辐射传感器、地温传感器等气象要素传感器）快速对接；所述的各个处理板之间共享气象局端和邻近野外无人站点端的资料，并进行快速数据分发，及相互认证和比对；所述各个处理板采集的数据分别设置后台独立存储；所述各个处理板与主机通过串口和总线连接。在主机运行突发异常中断工作时，各个处理板可同时越过主机，按照当前的设置定时向多IP标识的中国气象局数据中心云平台传输气象数据。换言之，本专利技术的方案是：一种新型的miniOS气象数据采集处理系统结构取代现有技术的GPRS模块，1、所述的处理板，嵌入CPU，集中采集、存储、解析最前端的各个气象传感器信号，直接解析数据采集板的数据流，实时分析后向多IP标识的中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点实时入库；2、内置运营商4G通讯模块；3、为预防工作中断，所述处理板可以是多个，这样的结构可以快速的在所有需要共享资料的气象局端和野外无人站点端进行快速数据分发；4、所述各个miniOS处理板采集的数据可在后台独立存储，也可相互认证和比对；5、所述处理板与主机通过串口和总线连接，在主机运行突发异常中断工作时，处理板可在同时越过主机，按照当前的设置定时传输气象数据。从而保证了自动气象站工作的连续性，解决了目前因为主机突发异常所导致的数据丢失和中断传输的问题。该设置成本低廉，可以与现有自动气象站快速对接，市场需求大，社会效益可观。本专利技术的miniOS气象数据采集处理系统结构，利用miniOS进行无人值守自动气象站数据入库，入库环节可以达到最少，同时通过给数据流打上唯一标签，可以进行数据溯源，这些都是以前的数据解析系统结构所不能实现的。另外，任意范围的数据共享在分钟级别可以全部实现，比原来以数小时为单位的数据共享效率有极大提升。因此，miniOS处理数据的性能更强，效率更高，人机交互体验更好，为今后取代数据采集板提供了很好的借鉴意义。更优化和更具体地说，本专利技术的技术方案是：本专利技术为自动气象站提供一种新的miniOS气象数据采集处理板和相应的气象数据处理系统结构，设计一种新型的miniOS气象数据采集处理系统结构取代GPRS模块。1、所述的处理板，嵌入CPU，集中采集、存储、解析最前端的各个气象传感器信号，直接解析数据采集板的数据流，实时分析后向多IP标识的中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点实时入库；2、内置运营商4G通讯模块；3、为预防工作中断，所述处理板可以是多个，这样的结构可以快速的在所有需要共享资料的气象站点间进行快速数据分发；4、所述各个处理板采集的数据可在后台独立存储，也可相互认证和比对；5、所述处理板与主机通过串口和总线连接，在主机运行突发异常中断工作时，所述处理板可在同时越过主机，按照当前的设置定时传输气象数据。从而保证了自动气象站工作的连续性，解决了目前因为主机突发异常所导致的数据丢失和中断传输的问题。完成本申请第二个专利技术任务的技术方案是：上述miniOS气象数据采集处理系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：⑴.准备各个传感器（如气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、蒸发量、日照、辐射、地温等气象要素）；参照图1；⑵.安装本miniOS数据处理板，嵌入CPU，运行4G通讯模块；参照图2；⑶.主机运行和存储数据；参照图2；⑷.配置多个IP，实时传输气象数据至中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点；参照图2；⑸.调试，实现远程监控。主机板正常运行期间，在主机运行出现突发异常时，每个miniOS数据处理板可以越过主机直接向中国气象局数据中心云平台及其加速、备份节点实时发送气象数据，各个处理板所采集的数据可以自动相互认证和比对，所述的多个处理板中只要有一个在正常运行，就可以避免因为主机突发异常所导致的数据丢失和数据无法定时发送到气象中心站、省局/国家局、各气象站点的问题。本专利技术所增设的新型miniOS数据处理板和系统结构，可以与现有自动气象站快速对接。利用miniOS进行无人值守自动气象站数据入库，入库环节可以达到最少，同时通过给数据流打上唯一标签，可以进行数据溯源，这些都是以前的传统数据处理系统结构所不能实现的。另外，任意范围的数据共享在分钟级别可以全部实现，比原来以数小时为单位的数据共享效率有极大提升。因此，miniOS处理数据的性能更强，效率更高，人机交互体验更好，为今后取代数采板提供了很好的借鉴经验。附图说明图1为现有技术中自动气象站的基本工作流程：图2为本专利技术的自动气象站（miniOS气象数据处理板）的基本工作流程：图3为现有总线式自动气象站结构。具体实施方式实施例1：一种新型自动气象站，miniOS气象数据采集处理板和系统结构。参照图1，其中，目前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种miniOS气象数据采集处理系统，其特征在于：本采集处理系统的处理板上，嵌入有CPU，并内置4G通讯模块，与多IP标识的中国气象局数据中心云平台通讯连接，同时与各个野外无人站点端的各个传感器快速对接；所述的处理板同时设置有两个以上；所述的各个处理板之间共享气象局端和野外无人站点端的资料，并进行快速数据分发，及相互认证和比对；所述各个处理板采集的数据分别设置后台独立存储；所述各个处理板与主机通过串口和总线连接。

【技术特征摘要】
1.一种miniOS气象数据采集处理系统，其特征在于：本采集处理系统的处理板上，嵌入有CPU，并内置4G通讯模块，与多IP标识的中国气象局数据中心云平台通讯连接，同时与各个野外无人站点端的各个传感器快速对接；所述的处理板同时设置有两个以上；所述的各个处理板之间共享气象局端和野外无人站点端的资料，并进行快速数据分发，及相互认证和比对；所述各个处理板采集的数据分别设置后台独立存储；所述各个处理板与主机通过串口和总线连接。2.根据权利要求1所述的miniOS气象数据采集处理系统结构，其特征在于：在主机运行突发异常中断工作时，各个处理板可同时越过主机，按照当前的设置定时向多IP标识的中国气象局数据中心云平台传输气象数据。3.根据权利要求1或2所述的miniOS气象数据采集处理系统结构，其特征在于：所述的各个野外无人站点端的各个传感器，包括以下传感器：气压传感器、温度传感器、湿度传感器、风向传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩笑，严明良，毕汪虹，唐红昇，
申请(专利权)人：苏州市气象局，南京汇兴博业数字设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32