一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，包括外接式微型傳感器盒、智能移動終端、無線通信模塊以及服務(wù)器模塊；外接式微型傳感器盒包括傳感器模塊、處理器模塊、無線收發(fā)模塊以及供電模塊；服務(wù)器模塊包括氣象專用服務(wù)器以及推送服務(wù)器。本實(shí)用新型攜帶便捷；可應(yīng)用于智能手機(jī)上；通過設(shè)置智能移動終端與外接式微型傳感器盒，為感知數(shù)據(jù)源提供一個(gè)數(shù)據(jù)源選擇，有利于兼容不同的終端設(shè)備，并且能夠?qū)Ω兄獢?shù)據(jù)進(jìn)行有效性驗(yàn)證，節(jié)省存儲空間，減輕服務(wù)器與處理器端的工作負(fù)荷。
【專利說明】一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣象數(shù)據(jù)采集設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于智能終端，并且?guī)в斜銛y外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]從20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)初，我國天氣業(yè)務(wù)發(fā)生了很大的變化，預(yù)報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從以天氣圖方法為基礎(chǔ)到以數(shù)值預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)、物理量診斷分析、人工智能等一批客觀預(yù)報(bào)方法相繼投入業(yè)務(wù)使用，建立了以短期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)和臺風(fēng)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)為主體的天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，技術(shù)路線和預(yù)報(bào)思路逐漸明晰，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率得到很大提高。進(jìn)入21世紀(jì)，資料同化理論和應(yīng)用技術(shù)快速發(fā)展，特別是衛(wèi)星資料同化應(yīng)用技術(shù)取得了重大突破。
[0003]聯(lián)合國的調(diào)查顯示，截止到2030年城市人口的數(shù)量將達(dá)到全球總?cè)丝跀?shù)的五分之三。由于城市中高密度的居住人群以及他們對基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，導(dǎo)致城市環(huán)境的極度脆弱，市區(qū)特別容易遭受氣象災(zāi)害的影響，如嚴(yán)重的雷雨天氣、暴雨洪澇災(zāi)害、霧(或煙塵霧)害、風(fēng)災(zāi)、積雪災(zāi)害、雹災(zāi)等。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市不斷新建和擴(kuò)建，城市人口的不斷增加，使城市環(huán)境與氣候發(fā)生了很大變化，城市氣象災(zāi)害的發(fā)生和影響也表現(xiàn)出新的特點(diǎn)，城市氣象災(zāi)害預(yù)警急需加強(qiáng)，提高城市氣象災(zāi)害的預(yù)警能力顯得尤為重要。
[0004]目前隨著信息技術(shù)的發(fā)展，移動智能終端參與感知在人類生活中越發(fā)重要，在環(huán)境、氣象、人類健康等領(lǐng)域都出現(xiàn)一些研究以及適用。智能終端設(shè)備所具有的功能越來越強(qiáng)大，所攜帶的傳感器也越來越多，國內(nèi)外的研究通過手機(jī)等智能終端設(shè)備自身傳感器來探測一些必要物理現(xiàn)象。智能終端的氣象信息采集系統(tǒng)有著推廣渠道廣、費(fèi)用低廉、靈活性高等特點(diǎn)。但是，目前此類氣象數(shù)據(jù)采集裝置同樣存在著許多的不足:一是智能終端本身所攜帶的傳感器功能有限，不能滿足氣象探測任務(wù)的要求；二是兼容性不好，一般不同的移動終端所攜帶的傳感器不太一樣，不利于兼容不同的終端設(shè)備；三是雖然目前市場中也出現(xiàn)了將自行車、汽車等交通工具作為感知節(jié)點(diǎn)的移動感知裝置，但是仍然有一定的局限性，對于地形崎嶇、交通不便的山區(qū)以及無法行車的高原甚至沙漠地帶，交通工具無法到達(dá)，只能依靠移動性差、靈活性低的自動氣象站，仍然解決不了數(shù)據(jù)覆蓋范圍有限，實(shí)時(shí)性不高的缺陷。而隨著傳感器集成工藝的進(jìn)一步發(fā)展，各傳感器體積將會進(jìn)一步地縮小，因此說傳感器可能集成在一個(gè)裝置內(nèi)甚至一塊芯片上，因此為了提高氣象科技減災(zāi)與防災(zāi)的水平，增加公眾在氣象探測方面的參與度，提高探測數(shù)據(jù)的有效性，研究開發(fā)便于隨身攜帶以及與終端設(shè)備便于通信的氣象數(shù)據(jù)采集裝置顯得十分必要。
[0005]因此，研制出一種便于隨身攜帶以及與終端設(shè)備便于通信的氣象數(shù)據(jù)采集裝置是本領(lǐng)域術(shù)人員所急需解決的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于智能終端，并且?guī)в斜銛y外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，包括外接式微型傳感器盒、智能移動終端、無線通信模塊以及服務(wù)器模塊；外接式微型傳感器盒包括傳感器模塊、處理器模塊、無線收發(fā)模塊以及供電模塊；傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊依次連接，并且供電模塊分別與傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊相連；智能移動終端的一端與外接式微型傳感器盒內(nèi)的無線收發(fā)模塊相連，另一端通過無線通信模塊與服務(wù)器模塊相連；服務(wù)器模塊包括氣象專用服務(wù)器以及推送服務(wù)器；氣象專用服務(wù)器采用推拉混合機(jī)制架構(gòu)，包括外圍推送接口、監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊由分布式處理器組成；推送服務(wù)器通過外圍推送接口與氣象專用服務(wù)器相連。
[0009]作為優(yōu)選，處理器模塊包括模數(shù)變換器以及存儲器；模數(shù)變換器分別與傳感器模塊以及存儲器相連接。
[0010]作為優(yōu)選，外接式微型傳感器盒還連接有通用接口設(shè)備。
[0011]作為優(yōu)選，智能移動終端采用整體模塊化設(shè)計(jì)，包括攝像頭、GPS定位器以及壓力傳感器。
[0012]本實(shí)用新型提供了一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，主要由外接式微型傳感器盒、智能移動終端、無線通信模塊以及服務(wù)器模塊組成。
[0013]本實(shí)用新型中的外接式微型傳感器盒由傳感器模塊、處理器模塊、無線收發(fā)模塊以及供電模塊組成，其中供電模塊分別向傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊供電，傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊依次連接。傳感器模塊采集所在位置的氣象數(shù)據(jù)，各個(gè)傳感器將采集到的氣象數(shù)據(jù)以模擬信號的形式傳輸至處理器模塊中進(jìn)行信號處理，并且將處理好的信號通過無線收發(fā)模塊與智能移動終端相連。
[0014]本實(shí)用新型中的智能移動終端的一端與外接式微型傳感器盒內(nèi)的無線收發(fā)模塊相連，通過無線收發(fā)模塊接收來自處理器模塊處理過后的信號，并且還可以通過無線通信模塊將氣象數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器模塊。本實(shí)用新型中的智能移動終端包括攝像頭、GPS定位器以及壓力傳感器，能夠隨時(shí)感知沿途的天氣實(shí)時(shí)狀況，拍下實(shí)地圖片，測量氣壓，應(yīng)用于氣象服務(wù)。并且?guī)в蠫PS定位器，可連同位置信息一起通過無線通信模塊，方便地將該位置的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器模塊。并且本實(shí)用新型中的智能移動終端采用整體模塊化設(shè)計(jì)，對于各部分的實(shí)際應(yīng)用可進(jìn)行配制裁剪，智能移動終端和服務(wù)器模塊進(jìn)行通信，讓服務(wù)器模塊負(fù)責(zé)一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況或者設(shè)置定時(shí)機(jī)制實(shí)現(xiàn)各部分的開關(guān)，起到了節(jié)能的作用。
[0015]本實(shí)用新型中的無線通信模塊可利用無線傳感網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通訊連接互聯(lián)網(wǎng)或者利用W1-F1、藍(lán)牙等短距離無線通信手段與本地網(wǎng)絡(luò)連接，將采集、處理后的氣象數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器模塊中，起到了橋梁的作用。
[0016]本實(shí)用新型中的服務(wù)器模塊主要實(shí)現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)有效驗(yàn)證、插值以及與傳統(tǒng)氣象資料的融合。在所有數(shù)據(jù)經(jīng)過融合之后，再基于web2.0的支撐，便可提取到有效的實(shí)時(shí)氣象預(yù)警信息。服務(wù)器模塊主要由氣象專用服務(wù)器以及推送服務(wù)器組成，氣象專用服務(wù)器采用推拉混合機(jī)制架構(gòu)，由外圍推送接口、監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊組成；監(jiān)控模塊監(jiān)聽融合過后的實(shí)時(shí)預(yù)警信息，將分類過后的災(zāi)害預(yù)警信息通過外圍推送接口傳遞至推送服務(wù)器，最終由推送服務(wù)器將災(zāi)害預(yù)警信息提醒推送給各移動終端；數(shù)據(jù)處理模塊由分布式處理器組成，既是存儲器，也是計(jì)算機(jī)；一方面存儲著傳統(tǒng)氣象資料，另一方面可以接受海量的感知數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲、分析加工、計(jì)算等操作。
[0017]作為一種優(yōu)化方案，本實(shí)用新型中的處理器模塊包括模數(shù)變換器以及存儲器，能夠?qū)鞲衅鞑杉降哪M信號經(jīng)過模數(shù)變換器轉(zhuǎn)換為更加方便處理的數(shù)字信號，由處理器進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理，并保存在存儲器中。
[0018]作為一種優(yōu)化方案，本實(shí)用新型中的外接式微型傳感器盒還連接有通用接口設(shè)備，用于直接連接智能移動終端，可用于對智能移動終端進(jìn)行充電，還可以實(shí)現(xiàn)在沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下將傳感器采集到的氣象數(shù)據(jù)傳輸至智能移動終端。
[0019]本實(shí)用新型與現(xiàn)有的氣象數(shù)據(jù)采集裝置相比，有益效果為:(1)攜帶便捷，有效解決了氣象觀測站稀少、地形復(fù)雜地區(qū)氣象數(shù)據(jù)覆蓋范圍有限、實(shí)時(shí)性不高的缺陷；(2)可應(yīng)用于智能手機(jī)上，減少傳感器與通信的能量開銷，解決了能耗續(xù)航問題，利于公眾自主參與到氣象預(yù)警信息傳播中去，并且能夠降低使用成本；(3)通過設(shè)置智能移動終端與外接式微型傳感器盒，為感知數(shù)據(jù)源提供一個(gè)數(shù)據(jù)源選擇，有利于兼容不同的終端設(shè)備，并且能夠?qū)Ω兄獢?shù)據(jù)進(jìn)行有效性驗(yàn)證，節(jié)省存儲空間，減輕服務(wù)器與處理器端的工作負(fù)荷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0022]如圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖，本實(shí)用新型為一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，包括外接式微型傳感器盒、智能移動終端、無線通信模塊以及服務(wù)器模塊。
[0023]外接式微型傳感器盒包括傳感器模塊、處理器模塊、無線收發(fā)模塊以及供電模塊；傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊依次連接，并且供電模塊分別與傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊相連。處理器模塊包括模數(shù)變換器以及存儲器；模數(shù)變換器分別與傳感器模塊以及存儲器相連接，并且外接式微型傳感器盒還連接有通用接口設(shè)備。
[0024]智能移動終端的一端與外接式微型傳感器盒內(nèi)的無線收發(fā)模塊相連，另一端通過無線通信模塊與服務(wù)器模塊相連；智能移動終端采用整體模塊化設(shè)計(jì)，包括攝像頭、GPS定位器以及壓力傳感器。
[0025]服務(wù)器模塊包括氣象專用服務(wù)器以及推送服務(wù)器；氣象專用服務(wù)器采用推拉混合機(jī)制架構(gòu)，包括外圍推送接口、監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊由分布式處理器組成；推送服務(wù)器通過外圍推送接口與氣象專用服務(wù)器相連。
[0026]本實(shí)用新型中的傳感器模塊采集所在位置的氣象數(shù)據(jù)，如氣壓、輻射量、溫濕度、光照強(qiáng)度、雨量、風(fēng)速風(fēng)向以及PM2.5顆粒物濃度等，并將采集到的模擬信號經(jīng)過模數(shù)變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，保存在存儲器中，并通過無線收發(fā)模塊將數(shù)字信號發(fā)送至智能移動終端，考慮到成本以及使用的便捷，可以使用智能手機(jī)，也可使用平板電腦。
[0027]智能手機(jī)以及平板電腦等都自帶高清攝像頭、GPS定位器以及壓力傳感器，將感知到的沿途的天氣實(shí)時(shí)狀況，拍下實(shí)地圖片，連同位置信息通過無線通信模塊上傳至服務(wù)器模塊中的氣象專用服務(wù)器，氣象專用服務(wù)器中的監(jiān)控模塊將上傳的氣象數(shù)據(jù)信息監(jiān)聽融合為實(shí)時(shí)預(yù)警信息，并進(jìn)行分類，通過外圍推送接口傳遞給推送服務(wù)器，最終由推送服務(wù)器將預(yù)警信息提醒推送給移動終端。
[0028]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:包括外接式微型傳感器盒、智能移動終端、無線通信模塊以及服務(wù)器模塊；所述外接式微型傳感器盒包括傳感器模塊、處理器模塊、無線收發(fā)模塊以及供電模塊；所述傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊依次連接，并且供電模塊分別與傳感器模塊、處理器模塊以及無線收發(fā)模塊相連；所述智能移動終端的一端與外接式微型傳感器盒內(nèi)的無線收發(fā)模塊相連，另一端通過無線通信模塊與服務(wù)器模塊相連；所述服務(wù)器模塊包括氣象專用服務(wù)器以及推送服務(wù)器；所述氣象專用服務(wù)器采用推拉混合機(jī)制架構(gòu)，包括外圍推送接口、監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊由分布式處理器組成；所述推送服務(wù)器通過外圍推送接口與氣象專用服務(wù)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述處理器模塊包括模數(shù)變換器以及存儲器；所述模數(shù)變換器分別與傳感器模塊以及存儲器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述外接式微型傳感器盒還連接有通用接口設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有便攜外接式微型傳感器盒的氣象數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述智能移動終端采用整體模塊化設(shè)計(jì)，包括攝像頭、⑶3定位器以及壓力傳感器。
【文檔編號】G01W1/02GK204154913SQ201420651153
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】杜景林, 周婉, 郭子悅, 齊忍 申請人:南京信息工程大學(xué)