基于云計算的自動氣象監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)(精)(編輯修改稿)
2024-07-15 17:06 本頁面
【文章內容簡介】 分析和處理等工作 。 采用云計算平臺 , 各種經(jīng)過處理的中間或最終氣象資料數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在在第三方云服務商提供的存儲資源上 ,由云提供 商負責運行和維護 。應用層 用戶可以通過 Windows Azure 發(fā)布的唯一訪問接口對氣象信息進行訪問 ,用戶終端使用各自權限實現(xiàn)氣象 瀏覽 、歷史氣象查詢 、 數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)設置等功能 , 為各行各 業(yè)提供實時有效的氣象監(jiān)測信息 , 供企業(yè)單位進行生產和決 策等應用 。從系統(tǒng)的整體結構圖可以看到該系統(tǒng)分為三個層次實現(xiàn) 了不同的功能模塊 。 以微軟云計算平臺構建軟件中心 , 其虛 擬技術和分布式技術為系統(tǒng)提供了極大的伸縮性和負載平衡 ,為系統(tǒng)的開放式結構提供了基礎 [6]。 用戶自動氣象站可 以方便地接入系統(tǒng) ,不用擔心系統(tǒng)資源負載問題 , 而且通過云 計算平臺為所有用戶提供一個標準統(tǒng)一的 Web 網(wǎng)站界面 , 使 用戶間可以方便地進行溝通和氣象信息共享。 圖 1基于云計算的氣象監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)結構2關鍵技術研究及實現(xiàn)2．1自動氣象站網(wǎng)的組建本文以無線遙測自動氣象站為研究對象 , 將感知數(shù)據(jù)先后經(jīng)過網(wǎng)關和網(wǎng)橋發(fā)送到接入網(wǎng)絡 ,通過接入網(wǎng)絡 , 把中間或 最終處理結果傳送到 “ 云端 ”。 因此自動氣象站的網(wǎng)絡組建 成了感知層實現(xiàn)的關鍵 。用戶的自動氣象站可能分布在全國各地 , 地理環(huán)境各不相 同 , 包括條件及其惡劣和艱苦的無人區(qū) 。 為了使各種用戶的自 動氣象站都能合理地接入系統(tǒng) , 組網(wǎng)技術是關鍵 , 也是決定感 知層中氣象數(shù)據(jù)資料是否能有效 、 快速傳播的根本保證 。 通用分組無線業(yè)務 (General Packet Radio Service , GPRS , 是在現(xiàn)有 的全球移動通信系統(tǒng) (Global System for Mobile munication ,GSM 上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務 , 特別適合于 間斷的 、 突發(fā)性的或頻繁的 、 少量的數(shù)據(jù)傳輸 。 根據(jù)自動氣象 站資料數(shù)據(jù)量較小 , 資料傳輸次數(shù)密度大 , 資料傳輸突發(fā)性高 等特點 ,GPRS 是當前適合氣象站網(wǎng)絡組建的可靠技術 [7]。 本自動氣象監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)組網(wǎng)根據(jù) GPRS 網(wǎng)絡提供的通信連接方式和現(xiàn)有自動氣象站系統(tǒng)通信情況 , 設計了具有統(tǒng)一的接入點名稱 (Access Point Name ,APN 、 統(tǒng)一的 IP 地址規(guī) 劃 、 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸格式的自動氣象站 網(wǎng) [8]。 在該自動氣象站組建的網(wǎng)絡系統(tǒng)中 , 自動氣象站負責氣象數(shù)據(jù) (如 :風向 、風速 、 雨量 、 溫度 、 濕度 、 氣壓等 的采集 , 并提供對外連接的 RS232接口 , DTU 負責連接 GPRS 網(wǎng)絡 , 接收發(fā)送自動氣象站資料 , 在自動氣象站與通信處理中心的數(shù) 據(jù)交互中起著橋梁的作用 。 GPRS 網(wǎng)絡負責氣象數(shù)據(jù)的無線 傳輸 , 并 通 過 GPRS 網(wǎng) 關 支 持 節(jié) 點 (Gateway GPRS Support Node , GGSN 實現(xiàn)自動氣象站資料采集中心的專線接入 。GPRS DTU 工作時均有一張 SIM 卡 , 利用 SIM 卡的唯一 性 , 對 SIM 卡號碼進行鑒別授權 , 對 SIM 卡號和 APN 進行綁定 ,實現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全 。 GPRSDTU 將各區(qū)域站的基本信 息和該站的整點資料打成 IP 數(shù)據(jù)包 , 通過 GPRS 基站接入無線 GPRS 網(wǎng)絡 ,然后由移動服務商通信設備轉接到 Internet , 最后通過各種網(wǎng)關 (或路由器 到達云計算平臺 。 云計算平臺中部署 GPRS DTU 接收軟件 ,從 Internet 接收到 IP 數(shù)據(jù)包 后 , 該接收軟件將氣象數(shù)據(jù)的 IP 數(shù)據(jù)包還原成氣象數(shù)據(jù)格 式 , 實現(xiàn)各自動氣象站資料通過 GPRS 網(wǎng)絡和 Internet 到云計 算平臺中 SQL Azure 數(shù)據(jù)庫的準時和同步傳輸 。采用以上網(wǎng)絡組建 , 能有效提高自動氣象站的采集效率 , 實現(xiàn)全網(wǎng)資料的同步采集 , 提高對自動氣象站網(wǎng)的監(jiān)控能力 和維護能力 。 2．2云存儲各單位自動站感知到的數(shù)據(jù)通過 GPRS 網(wǎng)絡傳輸?shù)酵ㄐ?處理器后再存儲到微軟云計算平臺 。 利用云計算提供的統(tǒng)一 數(shù)據(jù)存儲平臺 , 進行數(shù)據(jù)管理與維護 。微軟
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