一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统，其特征在于，包括：冻土自动观测仪、工业控制计算机和数据库，所述冻土自动观测仪的一端均垂直埋入地面，且均与工业控制计算机通信连接，所述工业控制计算机与数据库连接，其中，冻土自动观测仪用于采集的冻土的分钟采集值，并将接收的数据上传到工业控制计算机；工业控制计算机，用于接收并处理采集器传来的数据后，做出相应的分析处理，得到小时最深冻土层上下限值及出现时间并且将分析结果上传给数据库；数据库，用于存储数据。本实用新型专利技术能够进行实时对冻土区进行测量，并保证对冻土区气象要素冻土变化进行准确的测量，降低了维护保养的难度。了维护保养的难度。了维护保养的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统


[0001]本技术涉及冻土测量
，尤其涉及一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统。

技术介绍

[0002]冻土是气象观测要素中唯一包含上下限值和不定层数的观测要素。国内外，在气象观测上传统的测量冻土深度的一般方法是将灌满当地地下水或自来水、两端密封的塑胶管，垂直放在埋入土中的铜管中，根据水的冻结情况来判断冻土深度，该方法实际上是观测地温0℃的位置，并不能准确测量冻土的位置。由于土壤质地、水溶液的成分和浓度及外界条件如压力的不同，其冻结(冰点)温度并不相同，因此该方法的观测冻土深度并不科学，而且当冻土层较深时，观测不方便、工作量大、耗时耗力，且测量数据密度不够，不能实时监测冻土深度及其发展变化情况。卫星遥感的方式也可对冻土进行一定的监测，但是只适用于大范围的监测，还不能对冻土深度进行精细化监测。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本技术提出一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统。
[0004]为了达到上述目的，本技术的技术方案如下：
[0005]一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统，包括：冻土自动观测仪、工业控制计算机和数据库，所述冻土自动观测仪的一端均垂直埋入地面，且均与工业控制计算机通信连接，所述工业控制计算机与数据库连接，其中，
[0006]冻土自动观测仪包括：冻土传感器、采集器、供电单元和无线通信单元，
[0007]其中，
[0008]供电单元，分别与冻土传感器和采集器连接，分别为冻土传感器和采集器提供电能；
[0009]冻土传感器，与采集器连接，用于采集冻土的分钟采集值，并将分钟采集值传送给采集器；
[0010]采集器，通过无线通信单元与工业控制计算机连接，用于接收冻土传感器采集的冻土的分钟采集值，并将接收的数据上传到工业控制计算机，
[0011]工业控制计算机，用于接收并处理采集器传来的数据后，做出相应的分析处理，得到小时最深冻土层上下限值及出现时间并且将分析结果上传给数据库；
[0012]数据库，用于存储数据。
[0013]优选地，所述冻土传感器包括若干个等间距且竖直分布的测量单元。
[0014]优选地，所述测量单元为冻阻式传感器或测温式传感器。
[0015]优选地，所述无线通信单元采用RS232模块或RS485模块。
[0016]优选地，所述冻土传感器与采集器之间通过CAN总线连接。
[0017]优选地，所述工业控制计算机将分析结果形成气象规定BUFF格式数据上传至数据库。
[0018]优选地，所述供电单元包括太阳能电池板和锂电池，所述太阳能电池板与锂电池电连接。
[0019]基于上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0020]1)、能够实现长期不同冻土深度的自动监测，能够保证对冻土区气象要素冻土变化进行准确的测量，降低了维护保养的难度；
[0021]2)、进行实时对冻土区进行测量，了解冻土区内的气象要素冻土详细变化情况，并对测量过程中的数据进行误差分析，能够提高冻土区气象要素冻土测量的准确性和真实性。
附图说明
[0022]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0023]图1：本技术一种基于冻土自动观测仪的远程观测的原理框图；
[0024]图2：本技术一种基于冻土自动观测仪的远程观测方法流程图；
[0025]图3：本技术一种基于冻土自动观测仪的远程观测方法的相邻两组数据对比示意图，
[0026]图中，各附图标记为：
[0027]1‑
冻土自动观测仪，11
‑
冻土传感器，12
‑
采集器，13
‑
供电单元，14
‑
无线通信单元，2
‑
工业控制计算机，3
‑
数据库。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029]实施例一
[0030]如图1所示，一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统，包括：冻土自动观测仪1、工业控制计算机2和数据库3，根据所监测区域面积埋设冻土自动观测仪1，其中冻土自动观测仪1两两之间的距离设置在18
‑
22km之间，多个冻土自动观测仪1的一端均垂直埋入地面，且均与工业控制计算机2通信连接，所述工业控制计算机2与数据库3连接，其中，
[0031]冻土自动观测仪1包括：冻土传感器11、采集器12、供电单元13和无线通信单元14，其中，
[0032]供电单元13，分别与冻土传感器11和采集器12连接，分别为冻土传感器11和采集器12提供电能；
[0033]冻土传感器11，与采集器12之间通过CAN总线连接，用于采集冻土的分钟采集值，并将分钟采集值传送给采集器12；
[0034]采集器12，通过无线通信单元14与工业控制计算机2连接，用于接收冻土传感器11采集的冻土的分钟采集值，并将接收的数据上传到工业控制计算机2，
[0035]工业控制计算机2，用于接收并处理采集器12传来的数据后，做出相应的分析处理，得到小时最深冻土层上下限值及出现时间并且将分析结果形成气象规定BUFF格式数据
上传给数据库3；
[0036]数据库3，用于存储数据。
[0037]进一步，所述冻土传感器11包括若干个等间距且竖直分布的测量单元，所述测量单元为冻阻式传感器或测温式传感器。
[0038]进一步，无线通信单元14采用RS232模块或RS485模块。
[0039]进一步，供电单元13包括太阳能电池板和锂电池，所述太阳能电池板与锂电池电连接。
[0040]如图2、3所示，一种基于冻土自动观测仪的远程观测方法，包括如下步骤：
[0041]冻土自动观测仪1每分钟自检设备正常后，发出1次采集指令，由冻土传感器11接收采集命令，对冻土进行采集工作并将分钟采集值发送至采集器12；
[0042]采集器12接收采集间隔内冻土传感器11中各个测量单元的分钟采集值并将分钟采集值发送至工业控制计算机2；
[0043]工业控制计算机2接收分钟采集值并对分钟采集值进行有效性以及数据质量控制分析，分析后获得分钟合格数据，分钟合格数据用于进行后期小时分析处理，根据采集算法计算得到分钟冻土深度和层次；
[0044]将每小时内当前层次的分钟合格数据中的下限最大值记为小时冻土层下限值，对应的上限值记为小时冻土层上限值，下限最大值出现时间记为小时冻土层出现时间(每小时内当前层次的分钟合格数据中的下限最大值有相同时，小时冻土层出现时间采用最近出现的时间)，并对小时冻土层下限值、小时冻土层上限值、小时冻土层出现时间进行质量控制分析，合格小时数据记录为小时最深冻土层上、下限值以及出现时间。
[0045]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冻土自动观测仪的远程观测系统，其特征在于，包括：冻土自动观测仪、工业控制计算机和数据库，所述冻土自动观测仪的一端均垂直埋入地面，且均与工业控制计算机通信连接，所述工业控制计算机与数据库连接，其中，冻土自动观测仪包括：冻土传感器、采集器、供电单元和无线通信单元，其中，供电单元，分别与冻土传感器和采集器连接，分别为冻土传感器和采集器提供电能；冻土传感器，与采集器连接，用于采集冻土的分钟采集值，并将分钟采集值传送给采集器；采集器，通过无线通信单元与工业控制计算机连接，用于接收冻土传感器采集的冻土的分钟采集值，并将接收的数据上传到工业控制计算机，工业控制计算机，用于接收并处理采集器传来的数据后，做出相应的分析处理，得到小时最深冻土层上下限值及出现时间并且将分析结果上传给数据库；数据库，用于存储数据。2.根据权利要求1所述的一种基于冻土自...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，吴丽侠，刘雨澎，徐静，
申请(专利权)人：秦皇岛市气象局，
类型：新型
国别省市：