[实用新型]一种基于4G通讯的自动雪深观测站

说明书

本实用新型提供了一种基于4G通讯的自动雪深观测站，包括固定在地面上的支撑杆和基于激光测距的雪深传感器，雪深传感器安装在倾斜结构上且连接于微控制器，微控制器还连接有通信模块和供电模块。特别地，本观测站还包括后台系统、图像传感器和倾斜安装结构，雪深传感器和图像传感器均连接于微控制器，图像传感器安装在支撑杆上，雪深传感器固定在倾斜安装结构上，用于检测雪深传感器到被测面的距离，微控制器通过通信模块连接于后台系统。本实用新型使用激光传感器进行雪深检测，具有更高的可靠性、准确性和抗干扰性；安装图像传感器用于采集现场环境图片，供工程人员更加直观地观测现场环境情况。

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，尤其涉及一种基于4G通讯的自动雪深观测站。

背景技术

目前国内气象部门使用的雪深传感器所采用的测距原理有超声波测距。超声波测距由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。

超声波传感器由一个超声波激发电路、机械波发生器和一个超声波接收电路组成，实现电信号到超声波能量的转换，同时可以接收超声波在目标物上的反射回波，并转换成电信号。采用时差法可计算出探头到目标的距离，由于超声波受周围环境影响较大，所以必须通过温度补偿、数字滤波等技术提高测量准确性。另外，超声波探头安装须保持水平，测量波束角α；为22°～30°，距离盲区约为50cm。

综上，超声波雪深测量元件具有环境温湿度影响大、设备必须安装在被测面正上方等先天约束条件，使得超声波测量雪深设备测量误差大，测量精度不足。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种激光雪深度计及其测量系统[申请号：CN201820476578.8]，包括相互连接的激光距离测量传感器和中控模块，其中，激光距离测量传感器用于测量雪深度，获取测量数值，中控模块用于处理测量数值，并控制激光距离测量传感器。

上述方案采用激光测距代替超声波测距，具有比超声波测距更高的测试精度、测量速度和抗干扰能力。但是上述方案仍然存在缺陷，虽然激光测距相较于超声波测距具有更强的抗干扰能力，但是激光测距还是会受外界环境、以及本身设备故障影响等造成测量结果不准确的问题，上述方案只向后台提供测光测距结果数据，管理人员无法远程验证测量结果是否无误。此外，激光雪深度计被安装在野外环境，经常会遭受风吹雨淋，容易因为诸多外部环境发生歪斜的问题，而激光雪深度计发生歪斜就会对测量结果造成影响，上述方案无法获取激光雪深度计是否有歪斜现象，所以在激光雪深度计因为歪斜检测到错误的数据后后台也无法知道。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种具有高检测可靠性的基于4G通讯的自动雪深观测站。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种基于4G通讯的自动雪深观测站，包括固定在地面上的支撑杆和基于激光测距的雪深传感器，所述雪深传感器安装在所述支撑杆上且连接于微控制器，所述微控制器还连接有通信模块和供电模块，其特征在于，还包括后台系统、图像传感器和倾斜安装结构，所述雪深传感器和图像传感器均连接于所述微控制器，所述图像传感器安装在所述支撑杆上，所述雪深传感器固定在所述倾斜安装结构上以用于检测雪深传感器到被测面的距离，所述微控制器通过所述通信模块连接于所述后台系统。

在上述的基于4G通讯的自动雪深观测站中，所述微控制器包括多个RS485通讯接口和/或RS232通讯接口，所述倾斜传感器、图像传感器和雪深传感器均通过所述RS485通讯接口和/或RS232通讯接口连接于所述微控制器。

在上述的基于4G通讯的自动雪深观测站中，所述微控制器包括开关量输入输出模块、RF通讯模块、电源管理模块、充电管理模块和调试接口。