基于无线传感器网络的气象数据采集系统设计

针对现有的气象监测系统在测量定位、测量点数据传输方面的不足,结合S3C44B0X嵌入式微处理器高速的特点,设计了基于无线传感器网络的气象数据采集系统。在无线传感器网络设计中采用改进的DV-Hop无线传感器定位算法,用仿真软件仿真验证了该算法的有效性。该系统可保证气象观测数据的准确性、可靠性。     

基于无线传感器网络的气象数据采集系统设

针对现有的气象监测系统在测量定位、测量点数据传输方面的不足,结合Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ嵌
入式微处理器高速的特点,设计了基于无线传感器网络的气象数据采集系统。在无线传感器网络
设计中采用改进的ＤＶ－Ｈｏｐ无线传感器定位算法,用仿真软件仿真验证了该算法的有效性。该系
统可保证气象观测数据的准确性、可靠性。

     

物联网自动气象站的试制

为适应现代气象检测的需求,试制了物联网自动气象站。温度、湿度、风、气压、降水等气象传感器节点以及路由器、协调器构成局域无线传感器网络,并通过数据通信器利用3G、GPRS、Internet等与远程计算机组成广域网。远程计算机接收、解析数据,并经质量控制后保存到网络实时数据库。实现了气象数据的管理及分发,并可通过用户手机或互联网实现实时数据查询。     

多旋翼微型无人机气象探测适用性分析

本文通过多种试验对多旋翼无人机搭载微型气象探测设备进行低空温湿度探测和数据传输进行了适用性分析。结果表明,采用433 MHz无线透传的数据通讯方式数据传输稳定性较好,选用的微型气象探测设备温湿度传感器通过了实验室计量检定,与百叶箱温湿度的对比观测中二者一致性较好;无人机在单纯悬停过程中,温湿度观测与对比观测设备误差较小,相关性较好;在低空连续飞行过程中,温湿度观测结果与探空仪观测结果具有较好的一致性(温度平均绝对误差0.84℃,相对湿度平均绝对误差4%),但存在温湿度小脉动变化无法捕捉的情况,可能与设备温湿度响应时间、通风防辐射罩结果、飞行速度等有关。     

基于CAN总线的高精度温湿度智能传感器设计

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定了高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,介绍了该方案的软硬件设计与实现.该系统以低功耗ARM CORTEX-M3架构的LPC1768为主控芯片,配合低功耗、16位串行A/D转换芯片AD7792以及低功耗、高速CAN收发器SN65HVD230等实现基于CAN总线的高精度测量、自动采集和实时处理等功能,它与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点.试验测试结果表明,该高精度智能传感器具自检验、自校准、自适应性能,工作稳定可靠,并具有足够的精度.     

基于ZigBee技术的无线气象数据采集系统的设计与实现

随着各类新型气象观测要素的增加,自动气象观测场线缆的数量也随之增加,从而提高了系统的故障率;由于大部分观测场都采用地下布线,使得后期维护或维修十分不便。文章设计了一套基于ZigBee技术的无线气象数据采集系统,介绍了系统的总体设计方案和ZigBee模块的硬件电路,同时对协调节点ZigBee网络组建、数据接收及传输到服务器端环节进行了软件设计;最后对采集系统进行了对比观测,观测结果显示：系统能稳定地将各传感器的数据实时、准确地传输到服务器端,实现了气象数据在ZigBee无线网中的采集。     

基于磁致伸缩技术的蒸发自动测量装置设计与实现

针对目前气象水文部门普遍采用的超声波蒸发传感器测量精度只有1.5mm且测量时易受环境因素影响的问题,提出了基于磁致伸缩位移测量技术,研制出一种高精度的测量装置,实现对水面蒸发量的自动测量,其测量精度可以达到0.1mm,同时给出了有关实现电路。通过在自动气象站中应用该装置进行为期6个月的蒸发量自动测量,并将自动测量数据和人工观测数据进行对比,验证了磁致伸缩技术在实现蒸发量的高精度自动化测量方面的可行性。在气象水文部门,可以使用该装置代替超声波蒸发传感器,得到精度更高、稳定性更好的蒸发量测量结果。     

河南省乡镇雨量站使用的网络技术

介绍河南省GPRS雨量网使用的网络技术以及软件编程实现.该网络突破传统自动气象网络信息采集和传输等方面的弱点,结合移动无线传输和Internet技术,使用GPRS数据终端,实现雨量监测的自动化、无线化.采用VC++编程建立数据库,通过Winsock方式监听数据信息并进行处理.     

河南省乡镇雨量站使用的网络技术

介绍河南省GPRS雨量网使用的网络技术以及软件编程实现。该网络突破传统自动气象网络信息采集和传输等方面的弱点，结合移动无线传输和Internet技术，使用GPRS数据终端，实现雨量监测的自动化、无线化。采用VC 编程建立数据库，通过Winsock方式监听数据信息并进行处理。     

实验室温湿度跟踪与分析系统的设计与应用

根据JJF1069-2012法定计量检定机构规范的要求,采用温湿度传感器与温湿度测控仪智能一体化设计,运用C++语言开发温湿度跟踪与分析系统,对温湿度自动监测分析,实现了对温湿度自动监测分析查看、数据统一管理、数据存档及时超限报警以及温湿度环境数据跟踪.结果 表明,气温与相对湿度的检测值与实际值误差绝对值分别在1.0°和3.0％RH内,满足气象计量实验室对环境温湿度数据跟踪与分析的要求,有助于提高气象计量检定的工作效率和促进检测质量控制工作的开展.     

基于GSM短信无线式LED气象信息发布屏系统设计

提出并实现了一种基于GSM短信的LED信息发布屏系统的设计。采用工业级GSM通信模块、单片机(MCU)信息接收处理与控制及LED显示屏一体化设计,充分利用中国移动或中国联通的GSM网络覆盖面广、稳定、可靠、费用低廉的特点,设计并实现了集信息智能接收和显示以及远程监控于一体的新一代电子显示屏信息发布平台。同时结合现有的“气象短信平台”开发通用的GSM无线式LED信息发布监控系统,用户可以通过授权使用该系统或直接通过个人手机终端实现各类专业气象服务信息的远程发布。     

无线温湿度采集管理系统

设计了一种无线传输温湿度采集管理系统.该系统采用数字式温湿度传感器进行温湿度数据采集,通过无线传输模块连接微处理器,微处理器使用串口与 PC 机进行通信,并通过软件编程将采集的数据存放到数据库进行数据管理、备份、存储、查询以及分析处理.     

一种简易恒温加热防冻结装置在三穗国家基准气候站的实践应用

低海拔地区冬季由于凝冻常常会使风向风速传感器冻结,造成风要素资料失真或监测数据缺测,影响数据可用性,造成气象数据历史延续空白,导致无法弥补的历史数据损失。该文利用三穗县国家基准气候站2008—2020年冬季逐日、逐时、逐分钟风向风速、气温、相对湿度以及降水等地面气象监测资料,详细分析冬季冰冻期间风向风速缺测时段的气温、相对湿度、降水等相关信息,找出风向风速冻结与气温、相对湿度、风速大小的对应关系,从而判定风向、风速易冻结的气象要素阈值,采用USB碳纤维发热片,科学搭建低压加热方式,确保风向、风速传感器设备加热时不被灼伤受损,ZQZ-TF风向、风速监测资料连续可靠。     

气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

VPN技术在应急指挥车中的应用

近年来,水旱灾害、雪灾、火灾、环境事故等一系列突发公共事件频繁发生,为了提高预防和处置突发公共事件的能力,快速采集事发现场的第一手资料,洛阳气象局购置了气象应急指挥车。该指挥车集成了车载气象监测、通信网络、信息传输、气象预报、气象服务、应急指挥、系统保障等功能模块。在实际应用中,为了克服卫星通信系统使用费用较高困难,我们在应急指挥车上增设了基于3G网络的VPN通信系统,很好地实现了应急指挥车与远程指挥中心之间的气象数据、语音和视频的实时通信,大大提高了气象部门应对气象灾害和突发公共事件的快速反应能力。     

基于MICAPS4的智能网格预报平台设计与实现

随着我国智能网格预报业务的开展,海量高分辨率客观数据需要便捷的分析显示及产品制作平台高效处理。该文基于MICAPS4（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4.0,人机交互气象信息处理和天气预报制作系统）设计并实现智能网格预报平台,采用MVVM（模型-视图-视图模型,model-view-viewmodel）设计模式,实现业务逻辑与视图的分离,通过对各子功能模块的划分,降低模块之间的耦合度,具有良好的可扩展性。平台实现了高分辨率网格预报数据的显示分析和产品输出,开发了基于等值线、网格、关键点等智能化预报制作工具,集成了降水时间拆分、温度极值订正等客观预报方法,开发了降水、温度、相对湿度等要素一致性处理方法,可有效帮助预报员提高工作效率,同时能够确保产品之间的一致性。平台继承MICAPS4的微内核组件服务、高性能渲染引擎和开放式插件扩展管理等优良特性,实现面向智能网格预报的业务编排、智能编辑和算法集成。目前,该平台已经实现业务应用,为全国智能网格预报业务提供重要支撑。     

基于GPRS的视频图像传输系统设计与实现

设计了可将被监测点实时采集的图片、视频文件通过无线网络传输到远程监控中心,可实时动态地报告被监测点的情况的传输系统,该系统在视频测点安装数字摄像设备,通过GPRS网络建立TCP连接传输数据和指令,现场视频处理模块通过GPRS Modem与GSM基站通信,GPRS分组数据包从GSM基站发送到SGSN节点,再由SGSN送到GGSN网关节点,GGSN把收到的数据包进行处理,转换为可在Internet中传送的格式,最终送给远程视频服务器端．     

广东省能见度仪观测网优化设计

针对广东省的能见度观测展开研究,提出了适用于能见度观测布局适应性分布研究的新方案,旨在为器测替代目测的能见度监测网提供建议。研究表明:利用广东省86个地面气象观测站的2009—2011年能见度和相对湿度日平均值资料,计算得到了品质因数 (figure of merit,FOM指数) 和空间影响范围因数 (sphere of influence,SOI指数),并以此为依据对现有的能见度站点进行排名和分类。再根据确定的标准遴选所需站点,筛选时,如果排名低的站点影响的范围内超过50%的区域被排名高的站点影响范围所覆盖,则剔除此排名低的站点。筛选得到广东省能见度仪观测站网需要的最少站点数为43个。考虑到地形以及增加背景站等因素,最后综合考虑广东省能见度仪观测站网所需要的站点数为51个,该结果可为器测能见度观测站网建设提供参考。     

基于ZigBee协议地面气象观测原型站无线传输系统设计

为满足地面气象自动化实时监测需求,适应气象观测向集约化、标准化和智能化的方向发展,中国气象局气象探测中心在北京观象台建设了代表未来地面气象观测自动化发展的业务原型站,设计了基于ZigBee无线传输系统。该系统采用当今成熟稳定的电子测量、数据传输和控制技术,具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点,支持地面气象数据对象字典协议格式,地面自动观测数据实时数据通过ZigBee无线传输模块发送到ZigBee协调器,地面综合观测业务软件(ISOS)通过综合集成硬件控制器完成观测数据采集,从而实现地面自动观测数据的质控和应用。