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公路交通氣象站的數(shù)據(jù)采集與傳輸方式
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關(guān) 鍵 詞 | 公路交通氣象站,交通氣象站,氣象站 |
- 【資料簡介】
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公路交通氣象站的數(shù)據(jù)采集與傳輸是保障氣象信息實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其設(shè)計(jì)需兼顧多參數(shù)同步采集、高可靠性傳輸及低功耗運(yùn)行需求。
數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)以傳感器網(wǎng)絡(luò)為核心,覆蓋能見度、風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度、路面狀況等核心參數(shù)。能見度儀采用前向散射技術(shù),通過紅外光束與大氣顆粒物的散射作用,每秒采集10組數(shù)據(jù)并取平均值,消除瞬時(shí)波動(dòng)干擾;風(fēng)速風(fēng)向儀的超聲波探頭以10Hz頻率交替發(fā)射聲波,通過測量傳播時(shí)間差計(jì)算風(fēng)速與風(fēng)向,精度達(dá)0.1m/s和1°;溫濕度傳感器集成鉑電阻與電容式元件,同步輸出溫度(-40℃至+85℃)與濕度(0-100%RH)數(shù)據(jù),響應(yīng)時(shí)間小于5秒;路面狀況檢測器利用紅外遙感與多光譜分析,每分鐘掃描一次路面,識別干燥、潮濕、積雪、結(jié)冰等6種狀態(tài),檢測結(jié)果與溫度數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證,確保準(zhǔn)確性。所有傳感器通過RS485或CAN總線連接至數(shù)據(jù)采集模塊,該模塊內(nèi)置16位ADC與低功耗微處理器,支持16路模擬量與8路數(shù)字量輸入,可同步處理多傳感器數(shù)據(jù)并添加時(shí)間戳與地理位置標(biāo)簽。
數(shù)據(jù)傳輸采用無線與有線雙通道備份機(jī)制。主傳輸通道為4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò),支持TCP/IP協(xié)議與MQTT協(xié)議雙模式,數(shù)據(jù)包大小控制在512字節(jié)以內(nèi),確保在弱信號環(huán)境下仍能穩(wěn)定傳輸。當(dāng)主通道故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)切換至LoRa無線自組網(wǎng),該網(wǎng)絡(luò)采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù),通信距離達(dá)3公里,抗干擾能力強(qiáng),適合山區(qū)或隧道等復(fù)雜地形。有線傳輸作為應(yīng)急備份,通過光纖或RS232接口連接至就近的交通監(jiān)控中心,數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)115200bps。所有傳輸通道均支持?jǐn)?shù)據(jù)加密,采用AES-128算法對關(guān)鍵字段加密,防止數(shù)據(jù)篡改或泄露。
為降低功耗,傳輸策略采用動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制。在無觸發(fā)事件時(shí),數(shù)據(jù)上傳間隔設(shè)為5分鐘;當(dāng)能見度低于500米、風(fēng)速超過15m/s或路面溫度接近0℃時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)縮短上傳間隔至30秒,確保管理部門及時(shí)獲取關(guān)鍵信息。此外,數(shù)據(jù)采集模塊支持休眠模式,在非采集時(shí)段功耗降至0.5W以下,延長設(shè)備續(xù)航時(shí)間。
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