自适应水位波动的小型局域全自动气象站及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，包括：浮动式平台，其用于固定全自动气象站，使所述全自动气象站漂浮于水面；本发明专利技术还公开了一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站的监测方法，包括：将浮动式平台浮于水面上，利用传感器组件中的风向传感器、风速传感器、太阳辐射传感器、雨量传感器以及水温传感器将监测数据传至数据采集卡，并通过所述无线传输装置传至计算机进行处理。本发明专利技术的全自动气象站可随水位波动，且具有能够实时传输监测数据的效果。

【技术实现步骤摘要】
自适应水位波动的小型局域全自动气象站及其监测方法
本专利技术涉及气象监测
更具体地说，本专利技术涉及一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站及其监测方法。
技术介绍
随着工业化程度的不断提高和社会经济的发展进步，大气污染、水土污染、湿地退化和全球变暖等环境问题愈发突出，为及时准确地把握自然环境要素的变化，新型气象站的建设和管理尤为重要。由于气象站要获取的是最具代表性的气象数据，因此气象站的选址往往决定了其数据质量和服务效果。目前，全世界绝大多数气象站都建设的陆地上，仅有少部分气象站建立在水面上(海面作业平台或河湖观测平台)。这些气象站有一个共同的特点就是基础稳定和不可移动，这是为获取长时间序列、稳定、可靠的数据所决定的。另外，全球范围内的气象站以半自动监测或有人自动监测为主，即监测数据仅存储在气象站内，需要技术人员周期性的进行数据采集和分析；而有一些老旧气象站连数据储存功能都不具备，需要完全的人工监测和操作，所获取的数据也仅是瞬时的。这些气象站实际上都未做到监测数据自动读取、自动储存、无线传输和实时分析，即真正的全自动化。随着科学技术的不断发展，科学研究的不断深入，以及科研尺度的不断聚焦，常规的、大型的、固定的、大范围的、低精度的气象站和相应的监测数据已经不能适应前沿的科学研究和特定的社会经济活动需求。目前4G/5G无线传输终端系统在气象处理过程中发挥着积极重要的作用，能实时、客观、准确地了解气象情况。随着系统应用的逐渐深化和扩展，气象行业系统将逐渐朝数字化、网络化和智能化方向发展，应用面越来越广，大规模联网的局域监控成为发展趋势，利用各种无线通信技术扩展监控范围和预案提高快速决策和应急指挥能力，利用智能监测技术提高气象监控系统的自动化程度，将成为未来气象监控系统的重要特征。当前我国大力推进生态文明建设，统筹山水林田湖草生态系统的保护，这需要高精度的气象和环境监测数据作为支撑。在一些河岸湿地、湖泊港口、水生生态的小尺度精细研究中，诸如水面蒸发量、水上植物和作物蒸腾量等指标数据至关重要，如果采用当地气象站的数据往往精度不高，误差较大；而如果在水体附近的陆面建设小型气象站，则又可能受选址不利和与真实情况有出入的影响。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，设置随水位上下波动的浮动式平台以及传感器组件、数据采集卡和无线传输装置，还提供一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站的监测方法，可实现数据连续采集、记录、存储和无线传输，改变了传统的气象站不可移动、不方便携带和不能全自动对数据进行采集和传输的缺点，实现了气象站可移动和实时传输监测数据的效果。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，包括：浮动式平台，其用于固定全自动气象站，使所述全自动气象站漂浮于水面。优选的是，所述浮动式平台包括浮板、至少三根钢绳和若干地锚，所述全自动气象站固定在所述浮板的中心位置，所述钢绳一端与所述全自动气象站连接、另一端与所述浮板边缘连接，若干地锚通过拉索与所述浮板连接。优选的是，所述全自动气象站包括支架、以及安装在所述支架上的传感器组件、数据采集卡、无线传输装置和供电装置，所述传感器组件将采集的数据传至所述数据采集卡，并通过所述无线传输装置传至计算机。优选的是，还包括：数据采集箱，所述数据采集箱固定在所述支架上，所述数据采集卡安装在数据采集箱内，所述无线传输装置安装在所述数据采集箱顶部。优选的是，所述传感器组件包括错位安装在所述支架上的风向传感器、风速传感器、太阳辐射传感器、雨量传感器以及安装在水面以下的水温传感器。优选的是，所述供电模块包括电池和太阳能板，所述电池放置在所述数据采集箱内，所述太阳板朝向正南方。还提供一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站的监测方法，包括：将浮动式平台置于水面上，利用全自动气象站中的风向传感器、风速传感器、太阳辐射传感器、雨量传感器以及水温传感器将监测数据传至数据采集卡，并通过所述无线传输装置传至计算机进行处理。本专利技术至少包括以下有益效果：全自动气象站可完成在波动自由水面上的原位监测，自动采集数据并传输，可做到真正的自动化和无人化，还可大力提高局域气象数据的精度和准确性；设置无线传输装置，可实现无线远程监测，易携带和拆卸，建设方便、成本低，解决布线难、施工难的问题；具有信息发布功能，实时发布当前环境数据，反映当前环境状况及发展趋势；增减传感器后可实施各种气象和环境因素的在线监测，拓展后还可用于特殊微地理条件和恶劣环境下的应急性气象服务，广泛应用于气象分析、环境监测、水文预报、渔业养殖、农艺园林和极地考察等诸多领域，可为大中专院校、科研机构和政府决策部门的科学研究、预报评价、规划管理以及政策制定等提供数据支撑和科学依据。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术其中一个技术方案的自适应水位波动的小型局域全自动气象站的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在本专利技术的描述中，术语“中心”、“一端”、“另一端”、“内”、“外”、“顶部”、“下”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，如图1所示，包括：浮动式平台，其用于固定全自动气象站，使所述全自动气象站漂浮于水面。所述浮动式平台包括浮板1、至少三根钢绳2和若干地锚3，所述全自动气象站固定在所述浮板1的中心位置。浮板1一般选用木材，尺寸根据整个支架5和全自动气象站的总质量决定，一般情况150×150×10cm的尺寸可满足承载要求，如没有合规的木材可选用密度合适的塑料板材制作浮板1，且浮板1的结构可拼接而成。在考虑野外复杂情况下一般会多留余量，比如适当放大浮板1尺寸以增强浮力等。所述钢绳2一端与所述全自动气象站连接、另一端与所述浮板1边缘连接，所述钢绳2另一端通过打穿并固定在浮板1上的卡扣连接浮板1，连接时需要对钢绳2的长度进行调节，确保全自动气象站垂直于浮板1且钢绳2受力均匀。卡扣贯穿浮板1并与位于浮板1底部的拉索4相连，拉索4的自由端连接地锚3，地锚3可以用专业旋转嵌入式地锚3、也可使用预制混凝土地锚3，受条件限制还可以根据野外情况选用棱角分明且质量较大的石块。拉索4的长度根据水深确定，但须考虑丰枯水季节的水位，拉索4长度一般为水深的2～3倍，且地锚3和支架5顶点的连线与支架5的角度不超过30°。浮动式平台在野外水上架设的选址要远离水草等水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，其特征在于，包括：浮动式平台，其用于固定全自动气象站，使所述全自动气象站漂浮于水面。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应水位波动的小型局域全自动气象站，其特征在于，包括：浮动式平台，其用于固定全自动气象站，使所述全自动气象站漂浮于水面。


2.如权利要求1所述的自适应水位波动的小型局域全自动气象站，其特征在于，所述浮动式平台包括浮板(1)、至少三根钢绳(2)和若干地锚(3)，所述全自动气象站固定在所述浮板(1)的中心位置，所述钢绳(2)一端与所述全自动气象站连接、另一端与所述浮板(1)边缘连接，若干地锚(3)通过拉索(4)与所述浮板(1)连接。


3.如权利要求1所述的自适应水位波动的小型局域全自动气象站，其特征在于，所述全自动气象站包括支架(5)、以及安装在所述支架(5)上的传感器组件、数据采集卡、无线传输装置(11)和供电装置，所述传感器组件将采集的数据传至所述数据采集卡，并通过所述无线传输装置(11)传至计算机。


4.如权利要求1所述的自适应水位波动的小型局域全自动气象站，其特征在于，还包括：数据采集箱(12)，所述数据采集箱(12)固定在所述支架(5)上，所述数据采集卡安装在数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：补建伟，马瑞，孙自永，尹茂生，葛孟琰，乔树锋，王云权，王俊友，汪正，聂晗，凌抗，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42