一种基于北斗技术的气象数据采集系统技术方案

技术编号:21341509 阅读:47 留言:0更新日期:2019-06-13 21:59
本发明专利技术公开了一种基于北斗技术的气象数据采集系统,包括供电模块、核心处理器、传感器模块组、北斗模块、无线传输模块以及数据存储模块;所述传感器模块组与核心处理器信号连接,所述北斗模块与核心处理器信号连接,所述无线传输模块与核心处理器信号连接,所述数据存储模块与核心处理器信号连接。本发明专利技术注重于提高气象数据的可用性,准确性,同时还可以通过北斗的定位功能辅助维护人员进行设备回收,通过对数据应用方向的特点,对实时性要求低,对数据传输策略进行调整,改为定时间隔传输以降低系统的功率消耗,进而降低了对供电模块的要求及成本。

A Meteorological Data Acquisition System Based on Beidou Technology

The invention discloses a meteorological data acquisition system based on Beidou technology, which includes power supply module, core processor, sensor module group, Beidou module, wireless transmission module and data storage module; the sensor module group is connected with the signal of core processor, the Beidou module is connected with the signal of core processor, and the wireless transmission module is connected with the signal of core processor. The data storage module is connected with the signal of the core processor. The invention pays attention to improving the availability and accuracy of meteorological data, and can assist maintenance personnel to recover equipment through the positioning function of Beidou. Through the characteristics of data application direction, the real-time requirement is low, the data transmission strategy is adjusted, and the fixed time interval transmission is changed to reduce the power consumption of the system, thereby reducing the requirement and cost of the power supply module. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗技术的气象数据采集系统
本专利技术属于电子信息工程领域,具体涉及一种基于北斗技术的气象数据采集系统。
技术介绍
在现代生活中,气象学与诸多行业休戚相关,包含工业,农林业、交通运输等,环境信息数据的采集也变得越来越重要。特别是对于气候研究来说,特别依赖与长时间、广分布、精确的各类气象数据支持。在城市中,对于气象数据采集系统可以相对轻松的进行设置,这是由于城市中各项基础设施完善,包括供电条件、网络条件等。而对于我国更大范围的野外等缺乏基础设施的环境来说,供电、网络等都将成为气象数据采集系统设置的限制,在野外等环境设置相应气象采集系统时需要对这些限制因素进行考虑。从供电角度来讲,采用大容量电池配合低功耗或者采用太阳能、风能等可充能方式;从数据传输角度来讲,基础网络设施的缺乏也使得诸如有线、wifi、蓝牙等方式基本无法实现,而GPRS(依赖基站)和卫星通信等远距离无线通信也存在费用、功率消耗等问题。因此,设计一种能在野外等环境中长期工作、低成本的气象数据采集系统对于气象、气候研究具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述
技术介绍
存在的问题,提供一种基于北斗技术的气象数据采集系统,用于野外等无基础设施环境,能满足长时间、广分布、精确的各类气象数据采集需求,在气象数据中附加其采集位置信息及精确的时间信息,同时降低数据的传输成本以及后期的维护成本。本专利技术通过以下技术方案实现:一种基于北斗技术的气象数据采集系统,包括供电模块、核心处理器、传感器模块组、北斗模块、无线传输模块以及数据存储模块;所述传感器模块组与核心处理器信号连接,所述北斗模块与核心处理器信号连接,所述无线传输模块与核心处理器信号连接,所述数据存储模块与核心处理器信号连接;所述供电模块用于内部系统的供电;所述核心处理器用于各模块的系统配置驱动以及对传感器模块组采集的数据处理;所述北斗模块用于内部系统的定位及授时,对气象数据附加采集地点及时间;所述无线传输模块将采集到的气象数据及其附属信息传送至接收服务器端;所述传感器模块组用于采集自然界中各类气象信息的数据并进行转换;所述数据存储模块用于存放由传感器模块采集并经核心处理器处理过后的气象数据以及各数据采集时的位置与时间信息。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述供电模块由太阳能电池板、蓄电池以及基于AMS1117芯片的稳压电路组成;所述太阳能电池板与蓄电池电连接,用于将太阳能转化为电能并输送至蓄电池;所述蓄电池通过稳压电路与核心处理器电源输入端连接,用于对核心处理器进行供电;其中,所述稳压电路电源芯片AMS1117的IN引脚与二极管D1的负极连接,二极管D1的正极与蓄电池的输出端连接,蓄电池的输出端还与LED灯LED0的正极连接,LED灯LED0的负极与电阻R11的一端连接,电阻R11的另一端接地;电源芯片AMS1117的IN引脚分别与电解电容C21、C22的一端连接,电解电容C21、C22的另一端接地;所述电源芯片AMS1117的GND引脚接地;电源芯片AMS1117的2号OUT引脚与电感L1的一端连接,电感L1的另一端分别与电解电容C25、C26的正极连接,电解电容C25、C26的负极接地;电源芯片AMS1117的4号OUT引脚分别与电解电容C23、C24的一端连接,电解电容C23、C24的另一端接地;电容C24、电容C26的一端还与电源输出端连接。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述核心处理器包括主控芯片、晶振电路以及SWD下载口电路;所述主控芯片为STM32L100C6U6,主控芯片STM32L100C6U6的PC15-OSC32_OUT引脚分别与晶振XTAL的一端以及电容C5的一端连接,晶振XTAL的另一端分别与主控芯片STM32L100C6U6的PC14-OSC32_IN引脚以及电容C4的一端连接,所述电容C5、电容C4的另一端接地;所述主控芯片STM32L100C6U6的NRST引脚分别与开关S1以及电容C6的一端连接,开关S1的另一端接地,电容C6的另一端接地;所述主控芯片STM32L100C6U6的VDD_1、VDD_2、VDD_3以及VDDA引脚均与电源输出端连接,所述主控芯片STM32L100C6U6的VSS_1、VSS_2、VSS_3以及VSSA引脚均接地;所述SWD下载口电路基于SWDDebug芯片,SWDDebug芯片的VDD引脚与电源输出端连接,SWDDebug芯片的VDD引脚与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与SWDDebug芯片的SWDIO引脚连接,SWDDebug芯片的SWDIO引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA13引脚连接;所述SWDDebug芯片的GND引脚接地,SWDDebug芯片的GND引脚与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与SWDDebug芯片的SWDCLK引脚连接,SWDDebug芯片的SWDCLK引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA14引脚连接。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述北斗模块采用ATK-S1216F-Header5模块,所述ATK-S1216F-Header5模块的VCC引脚与电源输出端连接,ATK-S1216F-Header5模块的GND引脚接地,ATK-S1216F-Header5模块的TXD引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA9引脚连接,ATK-S1216F-Header5模块的RXD引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA10引脚连接,ATK-S1216F-Header5模块的PPS引脚与电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端与LED等LED1的正极连接,LED等LED1的负极接地。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述无线传输模块采用GPRS通信模块,其主控芯片为USR-LTE-7S4,所述主控芯片USR-LTE-7S4的VCAP引脚与电源输出端连接,主控芯片USR-LTE-7S4的VCAP引脚分别与电容C1、C2、C3的一端连接,电容C1、C2、C3的另一端接地;所述主控芯片USR-LTE-7S4的GND引脚接地,所述主控芯片USR-LTE-7S4的UART1_RX引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA2引脚连接,所述主控芯片USR-LTE-7S4的UART1_TX引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA3引脚连接。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述数据存储模块为SD卡,所述SD卡的VDD引脚与电源输出端连接,SD卡的VSS引脚和VSS2引脚均接地,SD卡的DI引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA7引脚连接,SD卡的DO引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA6引脚连接,SD卡的CS引脚与控芯片STM32L100C6U6的PA4引脚连接,SD卡的SCLK引脚与控芯片STM32L100C6U6的PA5引脚连接。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述传感器模块组包括温湿度传感器和气体传感器,所述温湿度传感器与核心处理器信号连接,所述气体传感器与核心处理器信号连接。本专利技术进一步解决的技术方案是,所述温湿度传感器的信号采用SHT21模块,所述SHT21模块的VDD引脚与电源输出端电连接,所述SHT21模块的VSS引脚接地,所述SHT21模块的SCL引脚与主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗技术的气象数据采集系统,其特征在于:包括供电模块、核心处理器、传感器模块组、北斗模块、无线传输模块以及数据存储模块;所述传感器模块组与核心处理器信号连接,所述北斗模块与核心处理器信号连接,所述无线传输模块与核心处理器信号连接,所述数据存储模块与核心处理器信号连接;所述供电模块用于内部系统的供电;所述核心处理器用于各模块的系统配置驱动以及对传感器模块组采集的数据处理;所述北斗模块用于内部系统的定位及授时,对气象数据附加采集地点及时间;所述无线传输模块将采集到的气象数据及其附属信息传送至接收服务器端;所述传感器模块组用于采集自然界中各类气象信息的数据并进行转换;所述数据存储模块用于存放由传感器模块采集并经核心处理器处理过后的气象数据以及各数据采集时的位置与时间信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗技术的气象数据采集系统,其特征在于:包括供电模块、核心处理器、传感器模块组、北斗模块、无线传输模块以及数据存储模块;所述传感器模块组与核心处理器信号连接,所述北斗模块与核心处理器信号连接,所述无线传输模块与核心处理器信号连接,所述数据存储模块与核心处理器信号连接;所述供电模块用于内部系统的供电;所述核心处理器用于各模块的系统配置驱动以及对传感器模块组采集的数据处理;所述北斗模块用于内部系统的定位及授时,对气象数据附加采集地点及时间;所述无线传输模块将采集到的气象数据及其附属信息传送至接收服务器端;所述传感器模块组用于采集自然界中各类气象信息的数据并进行转换;所述数据存储模块用于存放由传感器模块采集并经核心处理器处理过后的气象数据以及各数据采集时的位置与时间信息。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗技术的气象数据采集系统,其特征在于:所述供电模块由太阳能电池板、蓄电池以及基于AMS1117芯片的稳压电路组成;所述太阳能电池板与蓄电池电连接,用于将太阳能转化为电能并输送至蓄电池;所述蓄电池通过稳压电路与核心处理器电源输入端连接,用于对核心处理器进行供电;其中,所述稳压电路电源芯片AMS1117的IN引脚与二极管D1的负极连接,二极管D1的正极与蓄电池的输出端连接,蓄电池的输出端还与LED灯LED0的正极连接,LED灯LED0的负极与电阻R11的一端连接,电阻R11的另一端接地;电源芯片AMS1117的IN引脚分别与电解电容C21、C22的一端连接,电解电容C21、C22的另一端接地;所述电源芯片AMS1117的GND引脚接地;电源芯片AMS1117的2号OUT引脚与电感L1的一端连接,电感L1的另一端分别与电解电容C25、C26的正极连接,电解电容C25、C26的负极接地;电源芯片AMS1117的4号OUT引脚分别与电解电容C23、C24的一端连接,电解电容C23、C24的另一端接地;电容C24、电容C26的一端还与电源输出端连接。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗技术的气象数据采集系统,其特征在于:所述核心处理器包括主控芯片、晶振电路以及SWD下载口电路;所述主控芯片为STM32L100C6U6,主控芯片STM32L100C6U6的PC15-OSC32_OUT引脚分别与晶振XTAL的一端以及电容C5的一端连接,晶振XTAL的另一端分别与主控芯片STM32L100C6U6的PC14-OSC32_IN引脚以及电容C4的一端连接,所述电容C5、电容C4的另一端接地;所述主控芯片STM32L100C6U6的NRST引脚分别与开关S1以及电容C6的一端连接,开关S1的另一端接地,电容C6的另一端接地;所述主控芯片STM32L100C6U6的VDD_1、VDD_2、VDD_3以及VDDA引脚均与电源输出端连接,所述主控芯片STM32L100C6U6的VSS_1、VSS_2、VSS_3以及VSSA引脚均接地;所述SWD下载口电路基于SWDDebug芯片,SWDDebug芯片的VDD引脚与电源输出端连接,SWDDebug芯片的VDD引脚与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与SWDDebug芯片的SWDIO引脚连接,SWDDebug芯片的SWDIO引脚与主控芯片STM32L100C6U6的PA13引脚连接;所述SWDDebug芯片的GND引脚接地,SWD...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛俊祥林海汪洁
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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