地面气象观测站运行监测与控制系统设计

地面气象观测站是一种重要的气象探测设施,由主采集器、分采集器、各种传感器以及供电系统等构成,能够自动观测气温、湿度、气压、风速、风向、雨量等地面气象观测要素;为提升地面气象观测站运行状态监测及时性和丰富程度,实现远程电源控制,研究并设计一套地面气象观测站运行监测与控制系统;系统由站端控制器以及上位机软件组成,以树莓派为核心完成站端控制器硬件设计开发,基于python语言完成上位机软件以及控制器程序设计开发;对系统可靠性、功耗进行测试;测试结果表明:系统对自动站运行状态的成功获取率在99.5%以上,并对运行状态异常具有较好的识别能力;控制器平均值为3.9 W,接入常见的8要素地面气象观测站功耗占比为5.6%,电池供电情况下对蓄电池续航时间影响不大,但在低功耗气象站中使用时应考虑更换更大容量的电池;该系统可进一步提升地面气象观测站运行质量,降低维修保障人员工作强度。

基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统设计与实现

针对CINRAD/CA型新一代天气雷达运行过程中存在的接收机、发射机、伺服系统等分系统供电不能进行远程控制的问题,设计实现了基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统。系统在不改变雷达原来结构、不影响雷达性能与技术指标的情况下,基于西门子S7-1200PLC控制器,通过控制继电器开关间接控制主回路交流接触器,实现雷达机房接收机、发射机、伺服系统等分系统供电运行状态的实时监测和远程一键式开关机自动控制。在保证雷达观测数据传输及时性和可用性的同时提高雷达技术保障人员对雷达维护的时效性,为新一代天气雷达观测站无人值守提供一种可靠的技术手段。

基于PLC和组态软件的选煤厂煤流控制系统

针对选煤厂生产工艺的复杂性和人为操作的困难性,设计了基于西门子S7-300 PLC和力控组态软件的选煤厂煤流控制系统。利用S7-300 PLC实现现场控制和远程集中控制,同时将实时数据和设备运行状况传送给上位机进行监测,对设备故障等数据进行及时记录并查询,在提高选煤厂现代化程度的同时降低工人劳动强度,保证生产的安全性和可靠性。

交通信号灯的检测与识别

交通信号灯的检测与识别系统是无人驾驶与辅助驾驶必不可少的一部分，同时还可以辅助色觉障碍人群与疲劳司机进行安全驾驶，因此本文提出一种能检测和识别交通信号灯状态的新方法。首先在HSVg彩空间对交通信号灯进行颜色分割，利用交通信号灯被黑色矩形框包围的特征进行形状分割，将颜色分割与形状分割相结合确认候选区域；使用颜色直方图统计候选区域的H分量，识别交通信号灯的颜色；使用模板匹配的方法，识别箭头型交通信号灯的方向。实验表明，该方法的检测与识别率达到97％以上。

基于视频联动的带式输送机监控系统

基于视频联动技术,设计了一套带式输送机监控系统。利用S7-1200PLC实现现场控制并将实时采集的数据传输给上位机,建立上位机与视频墙控制系统之间的通讯,当输送机出现异常情况时,实现视频联动报警,根据监控需要,自动调出异常处的监控图像,分析判断,从而将煤矿带式输送机的故障率降到最低,保证安全生产。

基于树莓派实现自动土壤水分站远程控制及土壤湿度监测的设计与实现

为了改善自动土壤水分站的维护维修程序繁琐、方法单一等问题,跟随5G技术的发展,本文提出一种基于树莓派实现自动土壤水分站远程控制及湿度监测系统。文中以树莓派4B为主体,搭载Raspbian系统,实现远程控制和湿度监测等功能模块的软硬件设计,利用气象数据统一服务接口(MUSIC)获取体积含水率并通过数据分析计算出湿度数据存入sqlite数据库,利用界面将实时数据进行动态显示;搭建土壤水分实验站并通过串口助手获取自动土壤水分站实时数据;通过3路RPi Relay Board传感器实现电压通断控制;利用Python编译软件中的Tkinter模块实现土壤水分站远程控制界面,便于维护人员观察实况数据,并进行远程控制。实验测试结果表明,该控制与监测系统性能良好,对于自动站装备保障的时效性和准确性具有重要意义。

新技术在气象探测中的应用

文章简述了部分新技术在气象探测业务中的应用,包括已在气象探测业务中得到广泛应用的GPS技术、光纤传输和红外测量技术;还有不断发展的无人机、海洋漂浮浮标和高度集成化技术。新技术的研发使各类气象探测设备迎来了新的发展高潮,为解决传统测量时间和地点局限性提供了多种解决办法。