一种小型气象站一体化控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种小型气象站一体化控制系统，包括电源模块、控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块；前端检测模块的输出端连接CAN总线接口模块输入端，CAN总线接口模块输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示模块、报警模块和外部传输模块的输入端；本实用新型专利技术控制器与8个气象要素传感器间通过CAN总线进行数据交换，解决了原有传感器检测设备的信号输出格式不统一、规范不统一而给集成小型气象站带来麻烦的问题，并且提高了抗干扰能力，防止了因个别节点出现问题而使系统瘫痪的“死锁”状态的问题。

An integrated control system for small meteorological stations

The utility model provides a small weather station integrated control system, including power module, controller, front-end detection module, CAN bus interface module, display module, alarm module and external transmission module; the output end of the front end detection module connected to the CAN bus interface module input, CAN bus interface module is connected with the output end of the input end of the controller the controller, the output end is connected with the input end of the display module, alarm module and external transmission module; the controller of the utility model and 8 Meteorological Sensor by CAN bus to exchange data, solve the signal output format of original sensor detection equipment is not uniform, standard not unified to bring integrated small weather station problem and improve the anti-interference ability and avoids some problems of individual nodes and the system paralysis \deadlock\. The problem of state.

【技术实现步骤摘要】
一种小型气象站一体化控制系统
本技术涉及污水处理站格栅机监测领域，尤其涉及一种小型气象站一体化控制系统。
技术介绍
现有小型气象站由5种或8种气象要素的独立检测设备集成,，8种气象要素包括：温度、湿度、雨量、风速、风向、光照辐射度、气压和pm2.5等的检测；每种检测设备在设计时,作为单一的系统考虑，导致存在一下问题：1.8种检测设备供电电源不统一，设备需要的供电电压有交流200V、直流24V、12V和5V等，且供电电源有各自独立的滤波、稳压电路；供电电源数目和种类过多将导致检测设备间电源故障点多、成本高；2.检测设备的信号输出格式不统一，比如有4-20MA、0-5V、Modbus总线和TCP/IP等；信号输出规范不统一，给集成小型气象站的建设带来了诸多麻烦，且信号传输中，有的设备没有隔离的措施，给小型气象站系统带来干扰和冲击，导致小型气象站系统不稳定；3.现有的温度、湿度、雨量、风速、风向、光照辐射度、气压和pm2.5检测仪都是作为一个独立的系统来设计的，但作为小型气象站的前端检测部件，反而增加了操作和维护的复杂度；由于存在上述问题，因而亟待开发一种小型气象站一体化控制系统来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种小型气象站一体化控制系统，用于解决
技术介绍
中所述的问题，并实现8中气象要素一体化智能检测。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种小型气象站一体化控制系统，包括电源模块、控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块；电源模块为控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块供电；所述的控制器采用微处理器；所述的前端检测模块用于检测8种气象要素的监测数据；CAN总线接口模块用于将前端检测模块采集到的数据发送给控制器；显示模块用于基于控制器显示控制器的控制信息；报警模块采用声光报警器；外部传输模块用于实现控制器和外部设备之间的数据传输；前端检测模块的输出端连接CAN总线接口模块输入端，CAN总线接口模块输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示模块、报警模块和外部传输模块的输入端。所述的电源模块包括太阳能供电装置、太阳能逐日装置、电源管理装置和开关电源装置；太阳能供电装置用于将太阳能转换为电能并输出，太阳能逐日装置用于控制太阳能供电装置的太阳能电池板，太阳能供电装置的输出端与电源管理装置的输入端连接，电源管理装置的输出端与控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的电源输入端均连接；开关电源装置输入端接市电，开关电源装置的输出端与控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的电源输入端均连接。所述的控制器采用微处理器STM32F207。所述的前端检测模块包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、风速传感器、风向传感器、辐射度传感器、气压传感器和pm2.5传感器；温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、风速传感器、风向传感器、辐射度传感器、气压传感器和pm2.5传感器的输出端均与CAN总线接口模块的输入端连接。所述的CAN总线接口模块采用基于PVA82C250接口芯片的CAN总线接口。所述的显示模块包括显示器驱动电路和LCD彩色显示屏；控制器的输出端与显示器驱动电路的输入端连接，显示器驱动电路的输出端与LCD彩色显示屏的输入端连接。所述的外部传输模块包括RS485接口、TCP/IP接口、3G/4G无线网关和远程控制终端，所述的远程控制终端采用工业计算机。本技术的有益效果：首先，本技术所述的一种小型气象站一体化控制系统采用了电源管理装置，能够将市电和太阳能供电装置提供的电能转换为受电模块需要的电压输出，简化了小型气象站的电源配置，更加便于统一化管理，也大大节约了电源成本；其次，本技术所述的一种小型气象站一体化控制系统采用了CAN总线接口模块，控制器与8个气象要素传感器间通过CAN总线进行数据交换，统一了接口形式，减化了小型气象站的连接关系，并且提高了抗干扰能力，防止了因个别节点出现问题而使系统瘫痪的“死锁”状态的问题，还解决了原有传感器检测设备的信号输出格式不统一、规范不统一而给集成小型气象站带来麻烦的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的原理示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示：本技术所述的一种小型气象站一体化控制系统，包括电源模块、控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块；前端检测模块的输出端连接CAN总线接口模块输入端，CAN总线接口模块输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示模块、报警模块和外部传输模块的输入端。电源模块为控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块供电；所述的电源模块包括太阳能供电装置、太阳能逐日装置、电源管理装置和开关电源装置；太阳能供电装置用于将太阳能转换为电能并输出，太阳能供电装置的输出端与电源管理装置的输入端连接，电源管理装置的输出端与控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的电源输入端均连接；太阳能逐日装置用于控制太阳能供电装置的太阳能电池板，使太阳能电池板随太阳的移动而移动，保持太阳能电池板接收的光能量最大，本申请中的太阳能供电装置输出24V电压，电源管理装置能够将24V电压转换并选择输出24V/5V的电压，以满足控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的供电需求；控制器分析前端检测模块发送的风速、风向、雨量和辐射度等数据，在大风、阴天和暴雨等不适合太阳能电池板工作的气候条件下，通过CAN总线发送指令给太阳能逐日模块，扭转太阳能电池板角度，使得在大风时，太阳能电池板处于顺风方向，减少太阳能电池板张力，避免损坏太阳能电池板，提高了系统的可靠性；在连续无阳光的时间内，停止转动太阳能电池板，避免能源损耗；开关电源装置输入端接市电，开关电源装置的输出端与控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的电源输入端均连接；本申请中的开关电源装置输出24V电压，电源管理装置能够将24V电压转换并选择输出24V/5V的电压，以满足控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的供电需求；优选方案为：电源管理装置输出电压分配给受电模块（控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块）前还经过滤波器，以提高供电电压稳定性；电源管理装置的输出端还配置有电流检测电路、电压检测电路和防雷\短路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型气象站一体化控制系统，其特征在于：包括电源模块、控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块；电源模块为控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块供电；所述的控制器采用微处理器；所述的前端检测模块用于检测8种气象要素的监测数据；CAN总线接口模块用于将前端检测模块采集到的数据发送给控制器；显示模块用于基于控制器显示控制器的控制信息；报警模块采用声光报警器；外部传输模块用于实现控制器和外部设备之间的数据传输；前端检测模块的输出端连接CAN总线接口模块输入端，CAN总线接口模块输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示模块、报警模块和外部传输模块的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种小型气象站一体化控制系统，其特征在于：包括电源模块、控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块；电源模块为控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块供电；所述的控制器采用微处理器；所述的前端检测模块用于检测8种气象要素的监测数据；CAN总线接口模块用于将前端检测模块采集到的数据发送给控制器；显示模块用于基于控制器显示控制器的控制信息；报警模块采用声光报警器；外部传输模块用于实现控制器和外部设备之间的数据传输；前端检测模块的输出端连接CAN总线接口模块输入端，CAN总线接口模块输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示模块、报警模块和外部传输模块的输入端。2.根据权利要求1所述的一种小型气象站一体化控制系统，其特征在于：所述的电源模块包括太阳能供电装置、太阳能逐日装置、电源管理装置和开关电源装置；太阳能供电装置用于将太阳能转换为电能并输出，太阳能逐日装置用于控制太阳能供电装置的太阳能电池板，太阳能供电装置的输出端与电源管理装置的输入端连接，电源管理装置的输出端与控制器、前端检测模块、CAN总线接口模块、显示模块、报警模块和外部传输模块的电源输入端均连接；开关电源装置输入端接市电，开关电源装置的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，冯冲，李耀，张秀芝，饶小燕，刘思宇，丁三国，武燕，李冬洁，
申请(专利权)人：郑州市气象局科技开发中心，河南省富可达科技有限公司，河南中心线电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41