專利名稱：核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其涉及用于核電廠的氣象觀測采集系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
多年以來，在核電廠廠址氣象觀測過程中，由于需要觀測的氣象要素較常規(guī)氣象 臺站多，其涉及百米氣象鐵塔的風(fēng)溫梯度觀測和常規(guī)地面氣象要素觀測，國內(nèi)沒有一套專 門針對核電廠廠址氣象觀測的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，一般采用的模式有(1)、單片機(jī)形式的采集器目前一般氣象臺站均采用單片機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集器， 在核電廠氣象觀測應(yīng)用中通過在地面氣象觀測和鐵塔梯度觀測部分采用幾個單片機(jī)組成 多個采集器，分別進(jìn)行采集，再集中由某一單片機(jī)進(jìn)行匯總處理，經(jīng)過組合來滿足核電廠址 氣象觀測數(shù)據(jù)采集要素的需要，此方法的主要缺點是采集器存儲數(shù)據(jù)量較小，一般為三個 月，而核電廠址氣象觀測一般為一至兩年，數(shù)據(jù)也比一般的氣象站臺多，如現(xiàn)場需要進(jìn)行數(shù) 據(jù)檢查或永久保存數(shù)據(jù)需要另外配備電腦才能存儲數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)視數(shù)據(jù)質(zhì)量，雖然也能進(jìn) 行運程傳輸存儲數(shù)據(jù)，但由于GPRS信號的不穩(wěn)定，傳輸數(shù)據(jù)的保證率達(dá)不到100 % ；同時由 于采用多單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行采集，因各單片機(jī)時鐘誤差不盡相同，系統(tǒng)進(jìn)行匯總數(shù)據(jù)或各系 統(tǒng)進(jìn)行通信時會出現(xiàn)時鐘同步誤差導(dǎo)致整個或部分單片機(jī)系統(tǒng)死機(jī)，無法正常工作。(2)、工控機(jī)系統(tǒng)，其是利用工控機(jī)加數(shù)據(jù)采集卡模式，將氣象鐵塔和地面觀測站 的各要素經(jīng)信號變換后輸入數(shù)據(jù)采集卡，利用工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理和儲存，保證了數(shù) 據(jù)存貯的可靠性。但此系統(tǒng)也存在一定缺點，一是工控機(jī)設(shè)備功耗較大；二是由于核電廠廠 址一般在山區(qū)、海邊等雷暴較多區(qū)域，氣象設(shè)備因雷暴引起的故障較多，當(dāng)氣象要素的采集 均通過采集卡獲取時，出現(xiàn)故障后難以及時判斷那部分問題或者因采集卡某一部分損壞影 響所有數(shù)據(jù)采集。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種對采集數(shù)據(jù)集中處理、傳輸通道獨立的核電廠氣 象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)，它包括分別設(shè)置在鐵塔各層用于測量風(fēng)溫要素的傳感器、設(shè)置在地面上用于測 量地面各氣象要素的傳感器、與所述的各傳感器相匹配連接的信號處理模塊、與各信號處 理模塊相總線通信連接的嵌入式工控機(jī)，各信號處理模塊與嵌入式工控機(jī)之間形成獨立的 傳輸通道，所述的嵌入式工控機(jī)用于接收并處理各信號處理模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲和 顯不。進(jìn)一步地，所述的嵌入式工控機(jī)還內(nèi)置有用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)腉PRS模塊。由于上述技術(shù)方案的采用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新 型采用小型的嵌入式工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理、存貯，同時對每一路傳感器的信號處理采用獨立的模塊執(zhí)行，然后通過總線形式進(jìn)行傳輸，避免了多系統(tǒng)的時鐘誤差引起的故 障，而在出現(xiàn)故障時能根據(jù)故障現(xiàn)象及出錯的要素判斷哪個通道出現(xiàn)問題，更換相應(yīng)模塊， 可以縮短維修時間，保證數(shù)據(jù)的獲取。

附圖1為本實用新型實施原理圖其中1、傳感器；2、信號處理模塊；3、嵌入式工控機(jī)；31、存儲單元；32、顯示單元； 33、GRPS模塊；4、總線；5、電源模塊；
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施進(jìn)行說明如圖1所示的氣象觀測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其主要應(yīng)用于核電站上，其要觀測的氣象 要素包括百米氣象鐵塔的風(fēng)溫梯度以及常規(guī)地面上的各要素觀測，其中，塔體梯度包括四 層風(fēng)向風(fēng)速和四層溫度測量，地面氣象要素包括地面空氣溫度、地表溫度、濕度、氣壓、總輻 射、凈輻射、雨量等，本實用新型采集系統(tǒng)是在各需要觀測的位置設(shè)置傳感器1，各傳感器 的輸出端與相應(yīng)的信號處理模塊2相連，各信號處理模塊2與一嵌入式工控機(jī)3通過總線 4相通信連接，其中，所述的傳感器1根據(jù)觀測的對象不同，采用不同的傳感器，如溫度傳 感器、濕度傳感器等，不同的傳感器1的輸出信號不同，有模擬信號、數(shù)字信號，也有開關(guān)信 號，故各信號處理模塊2與對應(yīng)的傳感器1相匹配連接，各信號處理模塊2將接收的信號最 終變換為標(biāo)準(zhǔn)的傳輸信號輸出，嵌入式工控機(jī)3與各信號處理模塊2之間的通信總線可為 485/232總線，嵌入式工控機(jī)3內(nèi)置有存儲單元31和顯示單元32，工控機(jī)3通過預(yù)先設(shè)計 好的采樣頻率在各個總線通道上讀取所有傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理 和計算，對計算處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，顯示。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，本實用新型中，嵌入式工控機(jī)3還內(nèi)置有GPRS模塊33。本系統(tǒng)還設(shè)置了電源模塊5，電源模塊5用于為各傳感器、信號處理模塊以及工控 機(jī)提供工作電壓。本實用新型采用小型的嵌入式工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理、存貯，同時對每一 路傳感器的信號采集、A/D轉(zhuǎn)換等采用獨立的模塊化方式，通過總線形式進(jìn)行傳輸，由工控 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)顯示、存貯，集成于一套采集系統(tǒng)中，避免了多系統(tǒng)的時鐘誤差引起 的故障，由于采用獨立的傳輸模塊，在出現(xiàn)故障時能根據(jù)故障現(xiàn)象及出錯的要素判斷哪個 通道出現(xiàn)問題，更換相應(yīng)信號處理模塊，可以縮短維修時間，保證數(shù)據(jù)的獲取。上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù) 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍， 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于它包括分別設(shè)置在鐵塔各層用于測量風(fēng)溫要素的傳感器、設(shè)置在地面上用于測量地面各氣象要素的傳感器、與所述的各傳感器相匹配連接的信號處理模塊、與各信號處理模塊相總線通信連接的嵌入式工控機(jī)，各信號處理模塊與嵌入式工控機(jī)之間形成獨立的傳輸通道，所述的嵌入式工控機(jī)用于接收并處理各信號處理模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲和顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的地面 各氣象要素包括地面空氣溫度、地表溫度、濕度、氣壓、總輻射、凈輻射、雨量，上述各氣象要 素分別通過一傳感器采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的各信 號處理模塊接收相應(yīng)傳感器的輸出信號，并將信號整形調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)的傳輸信號發(fā)送至嵌入 式工控機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的嵌入 式工控機(jī)還內(nèi)置有用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)腉PRS模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于它 還包括用于為所述的各傳感器、信號處理模塊以及嵌入式工控機(jī)提供工作電壓的電源模 塊。
專利摘要本實用新型涉及一種核電廠氣象觀測站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它包括分別設(shè)置在鐵塔各層用于測量風(fēng)溫要素的傳感器、設(shè)置在地面上用于測量地面各氣象要素的傳感器、與各傳感器相匹配連接的信號處理模塊、與各信號處理模塊相總線通信連接的嵌入式工控機(jī)，各信號處理模塊與嵌入式工控機(jī)之間形成獨立的傳輸通道，所述的嵌入式工控機(jī)用于接收并處理各信號處理模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲和顯示。本實用新型采用小型的嵌入式工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理、存貯，對每一路傳感器的信號處理采用獨立的模塊執(zhí)行，避免了多系統(tǒng)的時鐘誤差引起的故障，而在出現(xiàn)故障時能根據(jù)故障現(xiàn)象及出錯的要素判斷哪個通道出現(xiàn)問題，更換相應(yīng)模塊，可以縮短維修時間，保證數(shù)據(jù)的獲取。
文檔編號G01W1/02GK201732175SQ20102022852
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者劉珂, 朱小康, 沙向東, 羅敦?zé)? 金國棟 申請人:蘇州熱工研究院有限公司;中國廣東核電集團(tuán)有限公司