【技术实现步骤摘要】
本公开的至少一种实施例涉及森林地面的气象监测的，更具体地，涉及一种能够用于森林火灾预警的气象监测系统。
技术介绍
1、森林火灾的发生会严重破坏森林结构，从而引起空气污染、水土流失、森林物种的减少甚至灭绝。为了及时发现森林火灾，采用传感器网络成为比较普遍的做法。
2、目前，森林火灾监控系统中气象信息监测中主要还是常规的气象监测手段，例如基于超声波的地面气象站或者基于风杯风标的地面气象站，基于太阳能供电的森林火险气象预警系统，其通过超声波气象站采集森林的气象数据，然而超声波气象站体积大，成本高。而采用含有风杯风标式风传感器的气象监测模块，由于存在活动部件，在森林环境中长期使用存在失效问题，难以适应在森林中长期使用的需求。
3、因此，亟需发展一种气象监测系统，不使用活动部件，并提高长期在森林中进行气象监测的环境适应性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的技术问题中的至少之一，本公开提供一种气象监测系统，能够在不使用活动部件的情况下测量外部气体的风速和风向，实现森林环境气象的长期监测。
2、本公开的实施例的提供了一种气象监测系统，包括：筒体；风速风向测量模块，包括多个子测量模块，每个上述子测量模块包括：两个导风孔，设置在上述筒体的侧壁的在径向方向相对的位置，多个子测量模块的导风孔在上述筒体上等间隔排布；两个通道，上述通道的第一端分别与上述导风孔连通；以及超声流量模块，包括在上述径向方向上延伸的通风管道，上述通道的第二端分别连接至上述通风管道的第一端和第
3、根据本公开的一些实施例，每个上述超声流量模块还包括：两个超声发射器，分别设置在上述通风管道的第一端和第二端，上述超声发射器适用于向上述通风管道内以相反的传播方向发射具有相同频率的上述初始超声波；多个反射片，沿气体流动的方向设置在上述通风管道的内壁上，上述反射片被构造成以多次连续反射的方式将从设置在上述通风管道的第一端和第二端的两个上述超声发射器发射的上述初始超声波分别反射到上述第二端和第一端，以形成上述第一反射波和第二反射波；两个超声接收器，适用于分别接收上述第一反射波和第二反射波，并得到上述第一反射波和第二反射波的频率；以及处理器，与上述超声接收器电连接，适用于基于上述第一反射波和第二反射波的频率差确定在上述超声流量模块内流动的上述外部气体的子风速、并基于多个上述超声流量模块的测量的多个子风速确定上述外部气体的风速和风向。
4、根据本公开的一些实施例，上述处理器对每个上述超声流量模块相对于选定的径向方向的倾斜角度、及其测量的上述子风速进行拟合运算，得到上述子风速随上述倾斜角度的变化曲线，并将上述变化曲线中最大的子风速确定为上述外部气体的风速，并将上述风速对应的倾斜角度确定为上述外部气体的风向。
5、根据本公开的一些实施例，两个上述超声发射器发射的上述初始超声波的传播方向均与上述通风管道的轴向方向呈预设夹角，使得由每个上述超声发射器发射的上述初始超声波经多个上述反射片的连续反射后被位于另一端的上述超声接收器接收。
6、根据本公开的一些实施例，多个上述超声流量模块设置在不同的高度位置，上述处理器基于上述外部气体在上述通道内传输距离的不同，对上述频率差进行补偿。
7、根据本公开的一些实施例，上述气象监测系统还包括：盖板，设置在上述筒体的顶部并径向延伸超出上述筒体的外围，以阻挡雨水进入上述导风孔。
8、根据本公开的一些实施例，上述盖板的外缘的任一点与最接近上述点的上述导风孔的连线与上述筒体轴线的夹角小于45度。
9、根据本公开的一些实施例，上述气象监测系统还包括：气流引入盖，设置在上述筒体的底部，上述气流引入盖适用于将上述外部气体引入并进行扩散；桶体，设置在上述气流引入盖的下侧；以及多参数测量传感器模块，设置在上述桶体内，上述多参数测量传感器模块适用于对上述外部气体的温度、湿度、气压以及烟雾中的至少一种进行测量。
10、根据本公开的一些实施例，上述气流引入盖的边缘超出上述桶体的外围并向下倾斜延伸，在将上述外部气体引入的同时避免外部环境对上述多参数测量传感器模块的影响。
11、根据本公开的一些实施例，上述气象监测系统还包括：多个防护网，设置在上述气流引入盖和上述多参数测量传感器模块之间，以使上述多参数测量传感器模块在对上述外部气体进行测量的情况下避免将外部环境中的异物引入。
12、根据本公开提供的一种气象监测系统，通过在筒体内设置风速风向测量模块，风速风向测量模块包括多个子测量模块，每个子测量模块包括两个导风孔、两个通道和超声流量模块，两个导风孔设置在筒体的侧壁的在径向方向相对的位置，多个子测量模块的导风孔位于相同的水平面内，通道的第一端分别与导风孔连通，超声流量模块包括在径向方向上延伸的通风管道，通道的第二端分别连接至通风管道的第一端和第二端，外部气体经导风孔和通道进入通风管道，通过在通风管道的内部发射沿相反方向传播的两路初始超声波，两路初始超声波的频率受外部气体流动的影响而在通风管道的第一端和第二端输出具有频率差的第一反射波和第二反射波，基于多个超声流量模块的频率差确定外部气体的风速和风向，能够在不使用活动部件的情况下测量外部气体的风速和风向，实现森林环境气象的长期监测。
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1.一种气象监测系统，包括：
2.根据权利要求1所述的气象监测系统，其中，每个所述超声流量模块还包括：
3.根据权利要求2所述的气象监测系统，其中，所述处理器对每个所述超声流量模块相对于选定的径向方向的倾斜角度、及其测量的所述子风速进行拟合运算，得到所述子风速随所述倾斜角度的变化曲线，并将所述变化曲线中最大的子风速确定为所述外部气体的风速，并将所述风速对应的倾斜角度确定为所述外部气体的风向。
4.根据权利要求2所述的气象监测系统，其中，两个所述超声发射器发射的所述初始超声波的传播方向均与所述通风管道的轴向方向呈预设夹角，使得由每个所述超声发射器发射的所述初始超声波经多个所述反射片的连续反射后被位于另一端的所述超声接收器接收。
5.根据权利要求2所述的气象监测系统，其中，多个所述超声流量模块设置在不同的高度位置，所述处理器基于所述外部气体在所述通道内传输距离的不同，对所述频率差进行补偿。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的气象监测系统，其中，还包括：
7.根据权利要求6所述的气象监测系统，其中，所述盖板的外缘
8.根据权利要求1-5中任一项所述的气象监测系统，其中，还包括：
9.根据权利要求8所述的气象监测系统，其中，所述气流引入盖的边缘超出所述桶体的外围并向下倾斜延伸，在将所述外部气体引入的同时避免外部环境对所述多参数测量传感器模块的影响。
10.根据权利要求8所述的气象监测系统，其中，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种气象监测系统，包括：
2.根据权利要求1所述的气象监测系统，其中，每个所述超声流量模块还包括：
3.根据权利要求2所述的气象监测系统，其中，所述处理器对每个所述超声流量模块相对于选定的径向方向的倾斜角度、及其测量的所述子风速进行拟合运算，得到所述子风速随所述倾斜角度的变化曲线，并将所述变化曲线中最大的子风速确定为所述外部气体的风速，并将所述风速对应的倾斜角度确定为所述外部气体的风向。
4.根据权利要求2所述的气象监测系统，其中，两个所述超声发射器发射的所述初始超声波的传播方向均与所述通风管道的轴向方向呈预设夹角，使得由每个所述超声发射器发射的所述初始超声波经多个所述反射片的连续反射后被位于另一端的所述超声接收器接收。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜利东，刘建强，邵益梓，黄柏恺，王鹏，陈贤祥，方震，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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