專利名稱：：海洋氣象站采集傳輸裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型屬于數據傳輸通信領域，特別涉及海洋氣象站采集傳輸裝置。
背景技術：
：現有技術的海洋氣象站采集傳輸裝置實現的功能不同類型氣象傳感器和氣象主機采集終端分別采集氣象數據，并只能供本地使用；對于移動船舶，由于其自身移動特性，所采集的氣象信息中存在一定誤差，無法得到真風速和真風向等數據。
發(fā)明內容為克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種海洋氣象站采集傳輸裝置，不同類型氣象傳感器和氣象主機采集終端分別采集氣象數據可異地使用，測量數據準確。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是，一種海洋氣象站采集傳輸裝置，風速和風向傳感器、氣壓和溫度傳感器、雨量傳感器分別連接到氣象站主機，氣象站主機連接到海上端氣象采集處理顯示終端，海上端氣象采集處理顯示終端通過衛(wèi)星鏈路連接到陸地數據庫服務器，陸地數據庫服務器連接到陸地用戶終端。海上端氣象采集處理顯示終端包括用于連接海上端氣象采集處理顯示終端的RS232/RS485串口，還包括觸屏顯示模塊。本實用新型具備以下技術效果本實用新型由每船載氣象站點，從氣象傳感器或主機、AIS系統(tǒng)中進行氣象信息、方位數據、航速數據的采集，計算并保存采集的氣象數據，同時將該站點采集的氣象信息及時通過網絡(支持TCP/IP協(xié)議)傳遞到陸地數據服務器，為陸地指揮決策提供相關依據，實現數據的遠程使用。對于安裝船載氣象站的移動船舶，本實用新型對于移動船舶的航向和航速用于真風計算，通過船舶AIS提供的航向和航速數據提供計算參考，從而獲得真風速和真風向的值。圖1本實用新型系統(tǒng)結構圖。具體實施方式根據中海油海上作業(yè)的特點，本實用新型是針對固定平臺及移動工作船舶進行實時的氣象信息的現場數據顯示、回傳、陸地集中顯示等功能的實現，經過對現有多種類氣象站系統(tǒng)進行分析后，綜合運用工業(yè)控制，有機結合衛(wèi)星通信技術、搖擺儀、船舶自動識別系3統(tǒng)(AIS)以及數據庫等多種技術手段進行系統(tǒng)的研究與開發(fā)。同時可以將海上采集數據通過衛(wèi)星網絡實時回傳陸地監(jiān)控中心，給應急決策提供可靠的、實時的依據。所以說，本系統(tǒng)是一個結合海油船舶和平臺設施、利用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一套適合中海油使用的實時數據傳輸的綜合性氣象信息采集方案。以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型。本實用新型系統(tǒng)結構如圖1所示。船載氣象站采集結構在固定平臺或船載氣象站采集點，配置一個采集模塊，用于對該采集站點的數據采集、計算和顯示以及傳輸。1、關于數據采集。1.1、功能描述A、原系統(tǒng)實現的功能不同類型氣象傳感器和氣象主機采集終端分別采集氣象數據，并只能供本地使用。對于移動船舶，由于其自身移動特性，所采集的氣象信息中存在一定誤差，無法得到真風速和真風向等數據。B、新系統(tǒng)實現的功能由每船載氣象站點，從氣象傳感器或主機、AIS系統(tǒng)中進行氣象信息、方位數據、航速數據的采集，計算并保存采集的氣象數據，同時將該站點采集的氣象信息及時通過網絡(支持TCP/IP協(xié)議)傳遞到陸地數據服務器，為陸地指揮決策提供相關依據。對于安裝船載氣象站的移動船舶，為了獲取移動船舶的航向和航速用于真風計算，需要通過船舶AIS提供的航向和航速數據提供計算參考，從而獲得真風速和真風向的值。1.2數據采集設備—、原系統(tǒng)所含設備各類型氣象傳感器，氣象站主機。二、新系統(tǒng)設備所含設備A、AIS系統(tǒng)。采集航向、航速、經度、緯度和定位時間；通訊方式為RS-232/485串口，直接接氣象站采集嵌入式主機。B、氣象傳感器、氣象站主機(VAISALAWXT510等)。采集最小風向，平均風向，最大風向，最小風速，平均風速，最大風速，氣溫，相對濕度，氣壓，雨量積聚，雨量持續(xù)時間，雨量強度，冰雹積聚，冰雹持續(xù)時間，冰雹強度；通訊方式為RS-232/485串口，直接接氣象站采集主機。風速傳感器、風向傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、雨量傳感器均連接在不同型號的氣象站主機，也就是說每套氣象站主機均包含上述傳感器；是電器連接(RS485)。C、海上端氣象采集處理顯示終端。收集海上不同類型氣象站主機傳送的氣象數據，并將不同類型的串口提供的數據采用統(tǒng)一的RS-232/485串口數據傳向衛(wèi)星鏈路。衛(wèi)星鏈路為經過衛(wèi)星傳輸的局域網連接；服務器位置位于陸地局域網中。D、陸地數據庫和陸地終端用戶。集中接受、分析及處理海上各平臺及船舶提供的氣象數據，為陸地監(jiān)控及應急決策提供可靠、實時的依據。1.3數據源格式1)、導航系統(tǒng)以NMEA0183串行信息格式給出航向和船速，信息格式為ASCII碼[0033]際標準)航向$—HDT，x.x，T=船速$—VTG，x.x，T=x.x，M=X.X，N=x.x，K=x.x，T*hh〈CRXLF>=heading,degreesTrue航向x.x，，T，x.x，M，x.x，N，x.x，K*hh〈CRXLF>=Track,degreesTrue=Track,degreesMagnetic=Speed,Knots船速，節(jié)=Speed,Km/h船速，千米/小時2)、GPS位置信息(經度、緯度和定位時間)需要從導航系統(tǒng)中獲得(符合麗0國NMEA格式為ASCII碼$—61^，1111.11，a，yyyyy.yy，a，hh墜s.ss，A#ih〈CRXLF>1111.11，a諱度，N/Syyyyy.yy，a經度，E/whhmmss.ss定位時間UTCA狀態(tài)，A二數據有效3)、通常導航系統(tǒng)還需要相對風速和風向。還可以從設備中輸出這些信息NMEA0183格式的信息。$IIMWV，180，R05.1，N，風向180deg.，風速5.lm/s)4)、通過氣象傳感器采集數據源采集數據格式(VIASALAWTX510)如下Orl，Dn=181D，Dm=199D，Dx=211D，Sn=0.1S，Sm=0.2S，Sx=0.4SJ\JOrl，Dn=181D，Dm=192D，Dx=211D，Sn=0.1S，Sm=0.2S，Sx=0.3S@—J0r2，Ta=77.5F，Ua==29.1P，Pa=29.45IGvOrl，Dn=181D，Dm=205D，Dx=222D，Sn=0.1S，Sm=0.1S，Sx=0.3SJStOrl，Dn=165D，Dm=190D，Dx=222D，Sn=0.1S，Sm=0.1S，Sx=0.3SIn]Orl，Dn=165D，Dm=186D，Dx=222D，Sn=0.1S，Sm=0.2S，Sx=0.4SHiCOrl，Dn=165D，Dm=169D，Dx=205D，Sn=0.1S，Sm=0.2S，Sx=0.4SIkV0r3，Rc=0.0101，Rd=20s，Ri==0.581，He=01，Hd=0s，Hi=0I0QIOrl，Dn=169D，Dm=175D，Dx=201D，Sn=0.2S，Sm=0.3S，Sx=0.5S0R—Orl，Dn=169D，Dm=185D，Dx=213D，Sn=0.2S，Sm=0.3S，Sx=0.5SL—F0r5，Th=77.7F，Vh==0.0#，Vs==18.5V，Vr=3.462VKHYS,Sx=0.4SM][說明,最小風速，平均風速，最大風速校驗碼(3)201D，Sn=0.2S，Sm=0.3S，Sx=0.5S0R—1)最小風向，平均風向，最大風向，Orl，Dn=169D，Dm=175D，Dx=2)氣溫，相對濕度，氣壓，校驗碼(3)0r2，Ta=77.5F，Ua=29.1P，Pa=29.45IGv'3)雨量積聚，雨量持續(xù)時間，雨量強度，冰雹積聚，冰雹持續(xù)時間，冰雹強度，校驗碼0r3，Rc=0.0101，Rd=Os，Ri=0.001，Hc=01，Hd=Os，Hi=OIDve5[0070]4)加熱頭溫度，加熱頭電壓，電源電壓，參考電壓，最大風速0r5，Th=77.7F，Vh=0.0#，Vs=18.5V，Vr=3.462VKHYS，Sx=0.4SM][1.4需要采集保存的數據1)從AIS設備中采集數據(航向、航速、地理位置信息)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2、數據回傳功能描述由每個采集站點回傳采集的數據信息，陸地數據庫服務器接收各個站點回傳的氣象數據信息，進行統(tǒng)計、報表、和輸出；由采集站點(船載氣象站)主動觸發(fā)該操作，陸地數據庫服務器提供此訪問服務。3、船端氣象數據顯示3.1功能描述海上船載氣象站點，通過分析從傳感器采集的氣象數據信息，展示氣象數據信息(主要是風向、風速等五要素)，并圖形化模擬展示風向(真風向)，并標注風速(真風速)。實時顯示當前風向以及風速。實時顯示當前其他各種采集的數據。3.2顯示模擬圖3.3船載真風計算模型風是氣象測量的基本要素之一。用角度表示風向時，是把圓周分成360度，北風(N)是O度，東風(E)是90度，南風(S)是180度，西風(W)是270度。為了正確地指示風向，風傳感器通常帶有指北標志。在風傳感器安裝時，必須保證風傳感器的指北標志指向地理北。但是對于船載氣象站，由于船的移動和轉向，風傳感器的指向會隨之變化，風速也會受到船速的影響。因此，安裝在船載氣象站上的風傳感器實際測得只是相對風速和相對風向。為了獲得真實的風速和風向，我們必須根據船的航速和航向對相對風速和風向進行修正。對于船載氣象站，使風傳感器的指北標志指向船頭方向。并且以船的航向為Y軸建立坐標系，這樣船始終沿著Y軸運動。經過上述簡化后不難看出，真風速TS實際為相對風速和船速的矢量之和，而真風向實際是真風相對船頭的風向與船的航向之和。矢量變換如下列方程組所示Y=90-Da=S*(cosY)b，=S*(sinY)b=b，-SSTS+62TD=arctag(b/a)+SH其中S相對風速，D相對風向，TS真風速，TD真風向，SS船的航速，SH船的航向3.4不同類型的氣象站接口按照海油現有配備的不同類型的氣象站單元，設計了適合不同的軟件GUI接口，就可以接入多種不同類型傳感器單元或和氣象站主機單元。1)、VAISALAWXT5102)、VAISALAMIL0S500/5203)、OBSERVOTAROMC-1834)、CAWS600-BWEATHERSTATION4、氣象站采集端設備1)、嵌入式主機型號PPC-L60T。2)、采集主機接入端口COM口(RS-232/485)，可同時接入兩個設備(AIS導航系統(tǒng)、氣象傳感器VAISALAWXT510)通信方式局域網TCP/IP操作系統(tǒng)WindowsXPE(XPEmbedded)4.1陸地數據采集服務器2、操作系統(tǒng)Windows2000(Professional/Server)/WindowsXP/Windows20033、平臺軟件SQLServer等支持SQL標準的數據庫4、數據存儲SQLServer20034.2陸地顯示客戶端1、氣象客戶端軟件；2、操作系統(tǒng)Windows98/Windows2000(Professional/Server)/WindowsXP/Windows2003;5、總結通過創(chuàng)新使用不同氣象站設備、AIS設備綜合接入，實現從不同類型氣象傳感器和氣象主機采集、綜合顯示、傳輸、以及運用AIS等船載設備，實現固定平臺氣象站和移動船舶氣象站均可以使用新型海洋采集傳輸方案。本方案的實現既解決了不同設備的接口不同問題，而且將顯示和數據處理主機有機的融合為一體；通過技術創(chuàng)新降低了成本，同時可以將海上采集數據通過衛(wèi)星網絡實時回傳陸地監(jiān)控中心，給應急決策提供可靠的、實時的依據。所以說，本系統(tǒng)是一個結合海油船舶和平臺設施、利用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一套適合中海油使用的實時數據傳輸的綜合性氣象信息采集方案。本實用新型的特點是采集了不同主機的數據，結合了AIS設備的船首向、方位數據，完成了軟件計算、顯示、傳輸功能與一體的氣象顯示終端。權利要求一種海洋氣象站采集傳輸裝置，其特征在于，風速傳感器、風向傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、雨量傳感器分別連接到氣象站主機，氣象站主機連接到海上氣象采集處理顯示終端，還包括連接到海上氣象采集處理顯示終端的船舶自動識別系統(tǒng)，海上氣象采集處理顯示終端通過衛(wèi)星鏈路連接到陸地數據庫服務器，陸地數據庫服務器連接到陸地用戶終端。2.根據權利要求1所述的一種海洋氣象站采集傳輸裝置，其特征在于，海上氣象采集處理顯示終端包括用于連接海上氣象采集處理顯示終端的RS232/RS485串口，還包括觸屏顯示模塊。專利摘要本實用新型屬于數據傳輸通信領域，特別涉及海洋氣象站采集傳輸裝置。本實用新型的目的在于提供一種海洋氣象站采集傳輸裝置，不同類型氣象傳感器和氣象主機采集終端分別采集氣象數據可異地使用，測量數據準確。本實用新型采用的技術方案是，一種海洋氣象站采集傳輸裝置，風速和風向傳感器、氣壓和溫度傳感器、雨量傳感器分別連接到氣象站主機，氣象站主機連接到海上端氣象采集處理顯示終端，海上端氣象采集處理顯示終端通過衛(wèi)星鏈路連接到陸地數據庫服務器，陸地數據庫服務器連接到陸地用戶終端。本實用新型主要應用于海洋氣象數據的采集傳輸。文檔編號G01W1/02GK201464663SQ20092009864公開日2010年5月12日申請日期2009年9月4日優(yōu)先權日2009年9月4日發(fā)明者吉曉峰,張武健,徐巖,李明清,王愛民,陳守文申請人:渤海石油通訊有限責任公司