专利名称：核电厂气象观测站数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气象数据采集系统，尤其涉及用于核电厂的气象观测采集系 统。
背景技术：
多年以来，在核电厂厂址气象观测过程中，由于需要观测的气象要素较常规气象 台站多，其涉及百米气象铁塔的风温梯度观测和常规地面气象要素观测，国内没有一套专 门针对核电厂厂址气象观测的数据采集处理系统，一般采用的模式有(1)、单片机形式的采集器目前一般气象台站均采用单片机结构的数据采集器， 在核电厂气象观测应用中通过在地面气象观测和铁塔梯度观测部分采用几个单片机组成 多个采集器，分别进行采集，再集中由某一单片机进行汇总处理，经过组合来满足核电厂址 气象观测数据采集要素的需要，此方法的主要缺点是采集器存储数据量较小，一般为三个 月，而核电厂址气象观测一般为一至两年，数据也比一般的气象站台多，如现场需要进行数 据检查或永久保存数据需要另外配备电脑才能存储数据和现场监视数据质量，虽然也能进 行运程传输存储数据，但由于GPRS信号的不稳定，传输数据的保证率达不到100 % ；同时由 于采用多单片机系统进行采集，因各单片机时钟误差不尽相同，系统进行汇总数据或各系 统进行通信时会出现时钟同步误差导致整个或部分单片机系统死机，无法正常工作。(2)、工控机系统，其是利用工控机加数据采集卡模式，将气象铁塔和地面观测站 的各要素经信号变换后输入数据采集卡，利用工控机进行数据采集处理和储存，保证了数 据存贮的可靠性。但此系统也存在一定缺点，一是工控机设备功耗较大；二是由于核电厂厂 址一般在山区、海边等雷暴较多区域，气象设备因雷暴引起的故障较多，当气象要素的采集 均通过采集卡获取时，出现故障后难以及时判断那部分问题或者因采集卡某一部分损坏影 响所有数据采集。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种对采集数据集中处理、传输通道独立的核电厂气 象观测站数据采集系统。为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种核电厂气象观测站数据 采集系统，它包括分别设置在铁塔各层用于测量风温要素的传感器、设置在地面上用于测 量地面各气象要素的传感器、与所述的各传感器相匹配连接的信号处理模块、与各信号处 理模块相总线通信连接的嵌入式工控机，各信号处理模块与嵌入式工控机之间形成独立的 传输通道，所述的嵌入式工控机用于接收并处理各信号处理模块发送的数据并进行存储和 显不。进一步地，所述的嵌入式工控机还内置有用于将数据进行远程传输的GPRS模块。由于上述技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点本实用新 型采用小型的嵌入式工控机进行系统集中数据处理、存贮，同时对每一路传感器的信号处理采用独立的模块执行，然后通过总线形式进行传输，避免了多系统的时钟误差引起的故 障，而在出现故障时能根据故障现象及出错的要素判断哪个通道出现问题，更换相应模块， 可以缩短维修时间，保证数据的获取。

附图1为本实用新型实施原理图其中1、传感器；2、信号处理模块；3、嵌入式工控机；31、存储单元；32、显示单元； 33、GRPS模块；4、总线；5、电源模块；
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施进行说明如图1所示的气象观测数据采集系统，其主要应用于核电站上，其要观测的气象 要素包括百米气象铁塔的风温梯度以及常规地面上的各要素观测，其中，塔体梯度包括四 层风向风速和四层温度测量，地面气象要素包括地面空气温度、地表温度、湿度、气压、总辐 射、净辐射、雨量等，本实用新型采集系统是在各需要观测的位置设置传感器1，各传感器 的输出端与相应的信号处理模块2相连，各信号处理模块2与一嵌入式工控机3通过总线 4相通信连接，其中，所述的传感器1根据观测的对象不同，采用不同的传感器，如温度传 感器、湿度传感器等，不同的传感器1的输出信号不同，有模拟信号、数字信号，也有开关信 号，故各信号处理模块2与对应的传感器1相匹配连接，各信号处理模块2将接收的信号最 终变换为标准的传输信号输出，嵌入式工控机3与各信号处理模块2之间的通信总线可为 485/232总线，嵌入式工控机3内置有存储单元31和显示单元32，工控机3通过预先设计 好的采样频率在各个总线通道上读取所有传感器采集的数据，并对接收到的数据进行整理 和计算，对计算处理后的数据进行存储，显示。为了进行数据的远程传输，本实用新型中，嵌入式工控机3还内置有GPRS模块33。本系统还设置了电源模块5，电源模块5用于为各传感器、信号处理模块以及工控 机提供工作电压。本实用新型采用小型的嵌入式工控机进行系统集中数据处理、存贮，同时对每一 路传感器的信号采集、A/D转换等采用独立的模块化方式，通过总线形式进行传输，由工控 机进行数据处理，系统显示、存贮，集成于一套采集系统中，避免了多系统的时钟误差引起 的故障，由于采用独立的传输模块，在出现故障时能根据故障现象及出错的要素判断哪个 通道出现问题，更换相应信号处理模块，可以缩短维修时间，保证数据的获取。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围， 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求一种核电厂气象观测站数据采集系统，其特征在于它包括分别设置在铁塔各层用于测量风温要素的传感器、设置在地面上用于测量地面各气象要素的传感器、与所述的各传感器相匹配连接的信号处理模块、与各信号处理模块相总线通信连接的嵌入式工控机，各信号处理模块与嵌入式工控机之间形成独立的传输通道，所述的嵌入式工控机用于接收并处理各信号处理模块发送的数据并进行存储和显示。
2.根据权利要求1所述的核电厂气象观测站数据采集系统，其特征在于所述的地面 各气象要素包括地面空气温度、地表温度、湿度、气压、总辐射、净辐射、雨量，上述各气象要 素分别通过一传感器采集。
3.根据权利要求1所述的核电厂气象观测站数据采集系统，其特征在于所述的各信 号处理模块接收相应传感器的输出信号，并将信号整形调理成标准的传输信号发送至嵌入 式工控机。
4.根据权利要求1所述的核电厂气象观测站数据采集系统，其特征在于所述的嵌入 式工控机还内置有用于将数据进行远程传输的GPRS模块。
5.根据权利要求1-4中任一所述的核电厂气象观测站数据采集系统，其特征在于它 还包括用于为所述的各传感器、信号处理模块以及嵌入式工控机提供工作电压的电源模 块。
专利摘要本实用新型涉及一种核电厂气象观测站数据采集系统，它包括分别设置在铁塔各层用于测量风温要素的传感器、设置在地面上用于测量地面各气象要素的传感器、与各传感器相匹配连接的信号处理模块、与各信号处理模块相总线通信连接的嵌入式工控机，各信号处理模块与嵌入式工控机之间形成独立的传输通道，所述的嵌入式工控机用于接收并处理各信号处理模块发送的数据并进行存储和显示。本实用新型采用小型的嵌入式工控机进行系统集中数据处理、存贮，对每一路传感器的信号处理采用独立的模块执行，避免了多系统的时钟误差引起的故障，而在出现故障时能根据故障现象及出错的要素判断哪个通道出现问题，更换相应模块，可以缩短维修时间，保证数据的获取。
文档编号G01W1/02GK201732175SQ20102022852
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者刘珂, 朱小康, 沙向东, 罗敦烨, 金国栋 申请人:苏州热工研究院有限公司;中国广东核电集团有限公司