[发明专利]基于GPRS远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统

说明书

技术领域

    本发明涉及环境遥感观测领域，尤其涉及一种基于GPRS远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统。

背景技术

野外光谱辐照度计以太阳辐射作为光源，，主要用于测量太阳输送到地球的能量以及大气状况对其测量结果的影响，它广泛应用于气象、环境等领域，是环境光学遥感领域重要的观测设备。

随着遥感应用领域的不断拓展，遥感观测需求对光谱辐照度计的智能化程度要求越来越高。由于遥感观测需要，设备长期搁置在野外，有些甚至是一些恶劣环境，如戈壁滩、山顶、海边等，而与此同时操作人员也必须随同这些设备长期工作在这些恶劣环境里，这就给遥感观测工作的连续性带来了很大困难。所以，研制具备远程无线通信功能的完全无人职守的野外观测设备非常必要。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于GPRS远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于GPRS远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统，包括有可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统、基于GPRS的远程无线通信系统、野外风光电源以及湿度智能监测系统，所述的可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统包括有积分球、挡光设备和探测单元，所述的挡光设备包括有二维转台以及与二维转台连接的挡光小球，积分球通过光纤与三个探测单元连接，同步完成400～1000nm、900～1700nm和1700～2400nm波段范围的上半球空间的全照度和天空漫射照度的信号探测，先将挡光小球通过二维转台转到积分球入光孔所在的平面以下，测量处于完全无遮挡状态，太阳光直接照射到积分球入光孔内，由光纤从积分球导入光信号，再分别引入三个探测单元内，测量得到全照度；通过二维转台带动挡光小球，运用天文学理论计算得出每次转动的角度以及四象限微调精准对准，以遮挡太阳直射光信号，由光纤从积分球导入光信号，再分别引入三个探测单元内，测量得到天空漫射照度，全照度减去天空漫射照度得到太阳直射照度；所述的基于GPRS的远程无线通信系统包括有设备数据采集终端、设备主控模块、GPRS通信组件、PC机和手机终端，所述的设备数据采集终端采集可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统测量的数据，并传给设备主控模块，设备主控模块通过RS232接口与GPRS通信组件通讯，运用AT指令对GPRS通信组件进行设置，设备主控模块将接收的数据传给GPRS通信组件，GPRS通信组件将数据存储在内部的存储器内，再通过GPRS网络传输到PC机上，手机终端和PC机共同组成数据管理控制终端；所述的野外风光电源给可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统、基于GPRS的远程无线通信系统和湿度智能监测系统供电，所述的野外风光电源包括有风力发电机和太阳能电池板，所述的风力发电机和太阳能电池板均与风光互补控制器连接，所述的风光互补控制器分别与蓄电池组和负载连接，风光互补控制器对风力发电机和太阳能电池板所发的电能进行调节和控制，并把调整后的电能直接送往负载和把多余的电能送往蓄电池组进行储存，当所发的电能不能满足负载需要时，风光互补控制器把蓄电池组的电能送往负载，蓄电池组充满电后，直流控制中心可控制蓄电池组不被过充，当蓄电池组所储存的电能消耗到一定程度，控制器可控制蓄电池组不被过放电，保护蓄电池组，蓄电池组的任务是储能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电，它由多块蓄电池组成；由于系统长期置于野外场地且设计为完全无人职守工作方式，因此需要有湿度自动监测功能，以防雨天雨水打湿入光孔防护罩影响以后的测量精度，所述的湿度智能监测系统包括有湿度探头、电容式数字湿度传感器模块AM2302、湿度监测MCU、主控MCU和转动系统，所述的湿度探头将探测的信号传给电容式数字湿度传感器模块AM2302，电容式数字湿度传感器模块AM2302将采集的参数转换成数字信号实时送入湿度监测MCU中，湿度监测MCU将数字信号进行处理得到实际湿度值，并将实际湿度值通过串口上传给主控MCU，主控MCU判断实际湿度值，当实际湿度值超出正常范围时，主控MCU控制转动系统转动，所述的转动系统与所述的可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统连接，转动系统带动可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统转动至防雨状态，主控MCU控制切断除GPRS通信组件以外的电源电路，可见光至短波红外波段光谱辐照度测量系统进入待机状态，主控也进入休眠状态，GPRS通信组件与PC机保持无线通信状态，当接收到PC机启动工作指令时，GPRS通信组件唤醒系统主控MCU，主控MCU控制转动系统转到正常工作状态。