气象智能集成处理器、设备及系统的制作方法

1.本公开涉及气象数据处理技术领域，具体涉及一种气象智能集成处理器、设备及系统。


背景技术：

2.相关技术中，我国现有的地面气象观测站在上报所采集的气象数据时，主要采用“主采集器-外部总线-分采集器-传感器-外围设备”的结构组成设计，其中各分采集器的主要功能是从对应的传感器即气象观测设备采集获取数据，然后通过外部总线传输至主采集器，由主采集器按一定的算法进行必要的质控处理，再上报至业务终端，以便业务终端根据上传的数据进行进一步处理。
3.这种组成结构虽然易于实现多要素的整站集成，但一方面“外部总线”这种组网方式具有很大的局限性，主采集器与分采集器之间采用的是有线连接，在台站建设或更换仪器时需要大量的布线接线，工作方式较为原始落后，防雷效果差，易受生物干扰破坏，这些都会影响数据采集，引起数据缺测，从而损害了所上报的气象数据的可靠性；另一方面，由于采集器接口形式单一，不易扩展，且各传感器标准不统一，各厂家生产的同要素传感器之间不兼容，接口不一，互换性差，因此无法实现针对采集器与传感器的动态管理和组网，从而降低了气象上报数据的效率。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种气象智能集成处理器、设备及系统。
5.第一方面，本公开实施例中提供了一种气象智能集成处理器，包括：接收模块、质量控制模块以及发送模块；
6.接收模块，用于接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，气象观测数据包括观测起始标识、观测数据包头、观测数据主体、观测校验码以及观测结束标识，观测数据包头包括观测数据版本信息、观测设备位置信息、观测设备标识信息、观测数据参数信息以及观测设备要素变量数，观测数据主体包括观测数据、观测质量控制信息以及观测设备状态信息；
7.质量控制模块，用于对观测气象数据进行质量控制处理，以获取气象上报数据，气象上报数据包括上报起始标识、上报数据包头、上报数据主体、上报校验码以及上报结束标识，上报数据包头包括上报观测设备标识信息、上报数据参数信息、上报观测设备要素变量数，上报数据主体包括上报数据、上报质量控制信息和上报观测设备状态信息；
8.发送模块，用于发送气象上报数据。
9.在本公开一种实现方式中，接收模块采用无线方式从所述观测设备接收所述气象观测数据；和/或
10.发送模块通过无线方式发送所述气象上报数据。
11.在本公开一种实现方式中，观测设备位置信息包括观测设备的经度、观测设备的纬度以及观测设备的海拔高度；
12.观测设备标识信息包括观测设备的区站号、观测设备的服务类型标识、观测设备的观测类型标识以及观测设备的设备标识号。
13.在本公开一种实现方式中，观测数据参数信息包括观测数据的观测时间、观测数据的观测时间间隔以及观测数据中观测要素变量的数量。
14.在本公开一种实现方式中，观测数据包括至少一个观测要素变量数据对，每个观测要素变量数据对包括对应的观测要素变量值以及观测要素变量名；
15.观测设备状态信息包括至少一个观测设备状态数据对，每个观测设备状态数据对包括对应的观测设备状态变量值以及观测设备状态变量名。
16.在本公开一种实现方式中，上报观测设备标识信息包括与观测气象数据对应的上报观测设备的区站号、上报观测设备的服务类型标识、上报观测设备的观测类型标识以及上报观测设备的设备标识号。
17.在本公开一种实现方式中，上报数据参数信息包括上报数据的观测时间、上报数据的观测时间间隔以及上报数据中上报要素变量的数量。
18.在本公开一种实现方式中，上报数据包括至少一个上报要素变量数据对，每个上报要素变量数据对包括对应的上报要素变量值以及上报要素变量名；
19.上报观测设备状态信息包括至少一个上报观测设备状态数据对，每个上报观测设备状态数据对包括对应的上报观测设备状态变量值以及上报观测设备状态变量名。
20.第二方面，本公开实施例中提供了一种气象智能集成设备，包括第一方面任一项的气象智能集成处理器。
21.第三方面，本公开实施例中提供了一种天气智能集成系统，包括至少一个观测设备以及第二方面的气象智能集成设备。
22.根据本公开实施例提供的技术方案，气象智能集成处理器，包括：接收模块、质量控制模块以及发送模块；接收模块，用于接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，气象观测数据包括观测起始标识、观测数据包头、观测数据主体、观测校验码以及观测结束标识，观测数据包头包括观测数据版本信息、观测设备位置信息、观测设备标识信息、观测数据参数信息以及观测设备要素变量数，观测数据主体包括观测数据、观测质量控制信息以及观测设备状态信息；质量控制模块，用于对观测气象数据进行质量控制处理，以获取气象上报数据，气象上报数据包括上报起始标识、上报数据包头、上报数据主体、上报校验码以及上报结束标识，上报数据包头包括上报观测设备标识信息、上报数据参数信息、上报观测设备要素变量数，上报数据主体包括上报数据、上报质量控制信息和上报观测设备状态信息；发送模块，用于发送气象上报数据。在该技术方案中，由于气象智能集成处理器能够对从观测设备处接收的气象观测数据进行质量控制处理，并将经过质量控制处理得到的气象上报数据上报，使接收该气象上报数据的设备能够直接对经过质量控制处理的气象上报数据进行进一步处理，简化了上报气象上报数据所需的结构组成，降低了对气象上报数据进行进一步处理所需的计算量，提高了所气象上报数据的可靠性以及气象上报数据的效率。
23.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
24.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
25.图1示出根据本公开一实施方式的气象智能集成处理器的示意性结构框图；
26.图2示出根据本公开一实施方式的气象智能集成设备的示意性结构框图；
27.图3示出根据本公开一实施方式的天气智能集成系统的示意性结构框图。
具体实施方式
28.下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
29.在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
30.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
31.相关技术中，我国现有的地面气象观测站在上报所采集的气象数据时，主要采用“主采集器-外部总线-分采集器-传感器-外围设备”的结构组成设计，其中各分采集器的主要功能是从对应的传感器即气象观测设备采集获取数据，然后通过外部总线传输至主采集器，由主采集器按一定的算法进行必要的质控处理，再上报至业务终端，以便业务终端根据上传的数据进行进一步处理。
32.这种组成结构虽然易于实现多要素的整站集成，但一方面“外部总线”这种组网方式具有很大的局限性，主采集器与分采集器之间采用的是有线连接，在台站建设或更换仪器时需要大量的布线接线，工作方式较为原始落后，防雷效果差，易受生物干扰破坏，这些都会影响数据采集，引起数据缺测，从而损害了所上报的气象数据的可靠性；另一方面，由于采集器接口形式单一，不易扩展，且各传感器标准不统一，各厂家生产的同要素传感器之间不兼容，接口不一，互换性差，因此无法实现针对采集器与传感器的动态管理和组网，从而降低了气象上报数据的效率。
33.考虑到上述缺陷，本公开提供的技术方案中，气象智能集成处理器，包括：接收模块、质量控制模块以及发送模块；接收模块，用于接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，气象观测数据包括观测起始标识、观测数据包头、观测数据主体、观测校验码以及观测结束标识，观测数据包头包括观测数据版本信息、观测设备位置信息、观测设备标识信息、观测数据参数信息以及观测设备要素变量数，观测数据主体包括观测数据、观测质量控制信息以及观测设备状态信息；质量控制模块，用于对观测气象数据进行质量控制处理，以获取气象上报数据，气象上报数据包括上报起始标识、上报数据包头、上报数据主体、上报校验码以及上报结束标识，上报数据包头包括上报观测设备标识信息、上报数据参数信息、上报观测设备要素变量数，上报数据主体包括上报数据、上报质量控制信息和上报观测设备状态信息；发送模块，用于发送气象上报数据。在该技术方案中，由于气象智能集成处理器能够对从观测设备处接收的气象观测数据进行质量控制处理，并将经过质量控制处理得到的气象上报数据上报，使接收该气象上报数据的设备能够直接对经过质量控制处理的气象
上报数据进行进一步处理，简化了上报气象上报数据所需的结构组成，降低了对气象上报数据进行进一步处理所需的计算量，提高了所气象上报数据的可靠性以及气象上报数据的效率。
34.图1示出根据本公开一实施方式的气象智能集成处理器的示意性结构框图，如图1所示，气象智能集成处理器100，包括：接收模块101、质量控制模块102以及发送模块103。
35.接收模块101，用于接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，气象观测数据包括观测起始标识、观测数据包头、观测数据主体、观测校验码以及观测结束标识，观测数据包头包括观测数据版本信息、观测设备位置信息、观测设备标识信息、观测数据参数信息以及观测设备要素变量数，观测数据主体包括观测数据、观测质量控制信息以及观测设备状态信息；
36.在本公开一实施方式中，接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，可以为通过无线通信方式或有线通信方式接收至少一个观测设备发送的气象观测数据。例如，无线通信方式可以为通过蓝牙连接或紫蜂(zigbee)连接等无线连接方式与观测设备进行无线连接；有线通信方式可以为通过串口(例如rs232接口、rs485接口、rs422接口)、光纤接口、rj45接口、usb接口等有线连接方式与观测设备进行有线连接，本公开不对接收至少一个观测设备发送的气象观测数据的通信方式进行限定。需要说明的是，接收模块可以自适应的采用与观测设备对应的通信方式接收器发送的气象观测数据。
37.接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，可以为主动向至少一个观测设备发送上报数据指令，使至少一个观测设备响应于该上报数据指令发送气象观测数据，也可以为接收至少一个观测设备主动发送的气象观测数据。
38.在本公开一实施方式中，观测设备位置信息可以理解为用于指示发送气象观测数据的观测设备所在的位置，观测设备位置信息可以用于指示观测设备所在的地址，例如，该地址可以包括省份名称、市名称、县名称、区名称、街道名称以及门牌号名称等。观测设备位置信息也可以用于指示观测设备所在位置的具体坐标。
39.在本公开一实施方式中，观测设备标识信息可以理解为用于指示发送气象观测数据的观测设备的功能、型号以及该观测设备的身份标识等。
40.在本公开一实施方式中，观测数据参数信息可以理解为用于指示观测数据的采集方式以及观测数据的规格等，例如观测数据参数信息可以包括观测数据的采集时间，观测数据的采集间隔以及观测数据中观测要素变量的数量等。
41.在本公开一实施方式中，观测设备要素变量数可以理解为用于指示观测设备状态信息中设备状态变量的数量。
42.在本公开一实施方式中，观测数据可以理解为由观测设备所采集的气象数据，其中观测数据可以包括至少一个观测要素变量。例如，观测要素变量的名称可以包括气压、气温、相对湿度、露点温度、水汽压、风向、风速、降水、雪深、雪压、蒸发水位、蒸发量、辐射量、辐照度、紫外辐射辐照度、曝辐量、紫外辐射曝辐量、光合有效辐射辐照度、光合有效辐射曝辐量、日照小时累计、日照日累计数、地温、云高、云量、垂直能见度、能见度、路面温度、冰点温度、水膜厚度、冰层厚度、雪层厚度、融雪剂浓度、土壤体积含水量、冻土、酸雨样品温度、酸雨ph值、酸雨电导率等。
43.在本公开一实施方式中，观测质量控制信息可以理解为用于指示观测设备针对观
测数据的质量给出的估计值，该估计值可以与观测数据的质量对应。示例性的，观测质量控制信息可以为包括多个字符的质量控制码，质量控制码中字符数量与观测数据中观测要素变量一一对应，不同的字符对应不同的质量。例如，字符为0对应质量为正确，字符为1对应质量为可以，字符为2对应质量为错误，字符为3对应质量为修正数据，字符为4对应质量为修改数据等。
44.在本公开一实施方式中，观测设备状态信息可以理解为用于指示观测设备针对自身状态给出的至少一个观测设备状态值，不同的观测设备状态值可以对应观测设备不同状态。观测设备状态值的大小可以与观测设备对应状态的好坏程度对应。例如，当观测设备状态值为0时，观测设备对应状态可以为“正常”，即设备状态节点检测且判断正常；当观测设备状态值为1时，观测设备对应状态可以为“异常”，即设备状态节点能工作，但检测值判断超出正常范围；当观测设备状态值为2时，观测设备对应状态可以为“故障”，即设备状态节点处于故障状态；当观测设备状态值为3时，观测设备对应状态可以为“偏高”，即设备状态节点检测值超出正常范围；当观测设备状态值为4时，观测设备对应状态可以为“偏低”，设备状态节点检测值低于正常范围；当观测设备状态值为5时，观测设备对应状态可以为“停止”，设备节点工作处于停止状态；当观测设备状态值为6时，观测设备对应状态可以为“轻微”或“交流”，设备污染判断为轻微；或设备供电为交流方式；当观测设备状态值为7时，观测设备对应状态可以为“一般”或“直流”，设备污染判断为一般，或设备供电为直流方式；当观测设备状态值为8时，观测设备对应状态可以为“重度”或“未接外部电源”，设备污染判断为重度；或设备供电未接外部电源。
45.质量控制模块102，用于对观测气象数据进行质量控制处理，以获取气象上报数据，气象上报数据包括上报起始标识、上报数据包头、上报数据主体、上报校验码以及上报结束标识，上报数据包头包括上报观测设备标识信息、上报数据参数信息、上报观测设备要素变量数，上报数据主体包括上报数据、上报质量控制信息和上报观测设备状态信息；
46.在本公开一实施方式中，对观测气象数据进行质量控制处理，可以为基于预先获取的算法以及观测气象数据进行计算，根据计算结果对观测气象数据进行质量控制处理；也可以为将观测气象数据作为输入，输入至预先训练得到的目标质量控制模型，并根据目标质量控制模型的输出获取气象上报数据，其中根据目标质量控制模型的输出获取气象上报数据，可以为将目标质量控制模型的输出作为气象上报数据，也可以为根据目标质量控制模型的输出对观测气象数据进行进一步处理以获取气象上报数据。
47.在本公开一实施方式中，上报观测设备标识信息可以理解为用于指示与气象上报数据对应的上报观测设备的功能、型号以及该上报观测设备的身份标识等，其中，上报观测设备属于至少一个观测设备。
48.在本公开一实施方式中，上报数据参数信息可以理解为用于指示上报数据的采集方式以及上报数据的规格等，例如上报数据参数信息可以包括上报数据的采集时间，上报数据的采集间隔以及上报数据中上报要素变量的数量等。
49.在本公开一实施方式中，上报观测设备要素变量数可以用于指示上报观测设备状态信息中设备状态变量的数量。
50.在本公开一实施方式中，上报数据可以理解为由上报观测设备所采集的气象数据，其中上报数据可以包括至少一个上报要素变量。例如，上报要素变量的名称可以包括气
压、气温、相对湿度、露点温度、水汽压、风向、风速、降水、雪深、雪压、蒸发水位、蒸发量、辐射量、辐照度、紫外辐射辐照度、曝辐量、紫外辐射曝辐量、光合有效辐射辐照度、光合有效辐射曝辐量、日照小时累计、日照日累计数、地温、云高、云量、垂直能见度、能见度、路面温度、冰点温度、水膜厚度、冰层厚度、雪层厚度、融雪剂浓度、土壤体积含水量、冻土、酸雨样品温度、酸雨ph值、酸雨电导率等。
51.在本公开一实施方式中，上报质量控制信息可以理解为用于指示针对上报数据的质量给出的估计值，该估计值可以与上报数据的质量对应。示例性的，上报质量控制信息可以为包括多个字符的质量控制码，质量控制码中字符数量与上报数据中上报要素变量一一对应，不同的字符对应不同的质量。例如，字符为0对应质量为正确，字符为1对应质量为可以，字符为2对应质量为错误，字符为3对应质量为修正数据，字符为4对应质量为修改数据等。
52.在本公开一实施方式中，上报观测设备状态信息可以理解为用于指示针对上报观测设备的状态给出的至少一个上报设备状态值，不同的上报设备状态值可以对应上报观测设备不同状态。上报设备状态值的大小可以与上报观测设备对应状态的好坏程度对应。例如，当上报设备状态值为0时，上报观测设备对应状态可以为“正常”，即设备状态节点检测且判断正常；当上报设备状态值为1时，上报观测设备对应状态可以为“异常”，即设备状态节点能工作，但检测值判断超出正常范围；当上报设备状态值为2时，上报观测设备对应状态可以为“故障”，即设备状态节点处于故障状态；当上报设备状态值为3时，上报观测设备对应状态可以为“偏高”，即设备状态节点检测值超出正常范围；当上报设备状态值为4时，上报观测设备对应状态可以为“偏低”，设备状态节点检测值低于正常范围；当上报设备状态值为5时，上报观测设备对应状态可以为“停止”，设备节点工作处于停止状态；当上报设备状态值为6时，上报观测设备对应状态可以为“轻微”或“交流”，设备污染判断为轻微；或设备供电为交流方式；当上报设备状态值为7时，上报观测设备对应状态可以为“一般”或“直流”，设备污染判断为一般，或设备供电为直流方式；当上报设备状态值为8时，上报观测设备对应状态可以为“重度”或“未接外部电源”，设备污染判断为重度；或设备供电未接外部电源。
53.发送模块103，用于发送气象上报数据。
54.在本公开一实施方式中，发送气象上报数据，可以为向其他设备或系统例如上位机、采集器、终端设备、服务器、云端等发送气象上报数据。发送气象上报数据，可以为通过无线通信方式或有线通信方式发送气象上报数据。例如，无线通信方式可以为通过基于微波通信技术、卫星通信技术、移动通信技术等的无线通信方式向其他装置或系统(例如上位机、移动终端等)发送气象上报数据；有线通信方式可以为通过串口(例如rs232接口、rs485接口、rs422接口)、光纤接口、rj45接口、usb接口等有线连接方式与其他装置或系统进行有线连接，并向其他装置或系统发送气象上报数据，本公开不对发送气象上报数据的通信方式进行限定。需要说明的是，发送模块可以自适应的采用与接收该气象上报数据的其他设备或系统对应的通信方式发送的气象观测数据。发送气象上报数据可以为主动发送，也可以为响应于上报指令，被动发送气象上报数据。
55.本公开提供的技术方案中，气象智能集成处理器，包括：接收模块、质量控制模块以及发送模块；接收模块，用于接收至少一个观测设备发送的气象观测数据，气象观测数据
包括观测起始标识、观测数据包头、观测数据主体、观测校验码以及观测结束标识，观测数据包头包括观测数据版本信息、观测设备位置信息、观测设备标识信息、观测数据参数信息以及观测设备要素变量数，观测数据主体包括观测数据、观测质量控制信息以及观测设备状态信息；质量控制模块，用于对观测气象数据进行质量控制处理，以获取气象上报数据，气象上报数据包括上报起始标识、上报数据包头、上报数据主体、上报校验码以及上报结束标识，上报数据包头包括上报观测设备标识信息、上报数据参数信息、上报观测设备要素变量数，上报数据主体包括上报数据、上报质量控制信息和上报观测设备状态信息；发送模块，用于发送气象上报数据。在该技术方案中，由于气象智能集成处理器能够对从观测设备处接收的气象观测数据进行质量控制处理，并将经过质量控制处理得到的气象上报数据上报，使接收该气象上报数据的设备能够直接对经过质量控制处理的气象上报数据进行进一步处理，简化了上报气象上报数据所需的结构组成，降低了对气象上报数据进行进一步处理所需的计算量，提高了所气象上报数据的可靠性以及气象上报数据的效率。
56.在本公开一种实现方式中，接收模块可以采用无线方式从观测设备接收气象观测数据；和/或，发送模块通过无线方式发送气象上报数据。
57.其中，采用无线方式从观测设备接收所述气象观测数据，可以理解为通过蓝牙连接、紫蜂连接等无线连接方式与观测设备进行无线连接，并通过该无线连接从所述观测设备接收所述气象观测数据。
58.通过无线方式发送气象上报数据，可以理解为通过基于微波通信技术、卫星通信技术、移动通信技术等的无线通信方式向其他装置或系统(例如上位机、移动终端等)发送气象上报数据。
59.通过接收模块采用无线方式从观测设备接收气象观测数据，发送模块通过无线方式发送气象上报数据，可以较为方便的接收气象观测数据、发送气象上报数据，提高了上报气象上报数据所需的结构的灵活度。
60.在本公开一种实现方式中，观测设备位置信息包括观测设备的经度、观测设备的纬度以及观测设备的海拔高度；
61.观测设备标识信息包括观测设备的区站号、观测设备的服务类型标识、观测设备的观测类型标识以及观测设备的设备标识号。
62.在本公开一实施方式中，观测设备位置信息包括观测设备的经度、观测设备的纬度以及观测设备的海拔高度，可以通过观测设备位置信息精确定位观测设备的所在位置，便于后续质量控制模块基于该观测设备位置信息对观测气象数据进行质量控制处理。
63.在本公开一实施方式中，观测设备的区站号可以理解为用于指示观测设备所在的台站区。观测设备的服务类型标识可以理解为用于指示观测设备所在气象站的服务类型。例如，观测设备的服务类型标识为00时，该观测设备所在气象站为基准站；观测设备的服务类型标识为01基本站，观测设备的服务类型标识为02时，该观测设备所在气象站为一般站；观测设备的服务类型标识为03时，该观测设备所在气象站为区域气象站；观测设备的服务类型标识为04时，该观测设备所在气象站为交通气象站；观测设备的服务类型标识为05时，该观测设备所在气象站为电力气象站；观测设备的服务类型标识为06时，该观测设备所在气象站为农业气象站；观测设备的服务类型标识为07时，该观测设备所在气象站为旅游气象站；观测设备的服务类型标识为08时，该观测设备所在气象站为海洋气象站；观测设备的
服务类型标识为09时，该观测设备所在气象站为风能气象站；观测设备的服务类型标识为10时，该观测设备所在气象站为太阳能气象站；观测设备的服务类型标识为11时，该观测设备所在气象站为生态气象站；观测设备的服务类型标识为12时，该观测设备所在气象站为气象辐射站；观测设备的服务类型标识为13时，该观测设备所在气象站为便携站；观测设备的服务类型标识为14时，该观测设备所在气象站为自动气候站。
64.观测设备的观测类型标识可以用于指示观测设备上传感设备的类型。例如，观测类型标识与观测设备上传感设备类型的对应关系可以参照表1所示。
65.表1观测类型标识对照表
[0066][0067][0068]
在本公开一实施方式中，观测设备的设备标识号可以理解为用于区分不同的观测设备。例如，同一个区站号台站中不同的观测设备对应的设备标识号不同。
[0069]
观测设备标识信息包括观测设备的区站号、观测设备的服务类型标识、观测设备的观测类型标识以及观测设备的设备标识号，可以便于基于观测设备标识信息确定发送气
象观测数据的观测设备所在的台站区、该观测设备上传感设备的类型以及该观测设备具体为哪一个观测设备，便于后续质量控制模块基于该观测设备标识信息对观测气象数据进行质量控制处理。
[0070]
在本公开一种实现方式中，观测数据参数信息包括观测数据的观测时间、观测数据的观测时间间隔以及观测数据中观测要素变量的数量。
[0071]
在本公开一实施方式中，观测数据的观测时间可以为北京时间，观测数据的观测时间的格式可以为年月日时分秒，例如观测数据的观测时间为20190206132500时，指的是2019年2月6日13时25分00秒。
[0072]
在本公开一实施方式中，观测数据的观测时间间隔的格式可以为3位数字，其中第1位数字用于指示观测数据为实时数据(即观测数据的观测时间间隔为0)还是为定时数据，第2位以及第3位数字用于指示观测数据为定时数据时具体的观测时间间隔。例如，第1位数字为0时代表观测数据为实时数据，第1位数字为1时代表观测数据为定时数据，第2位以及第3位数字为00时代表观测数据的观测时间间隔为1秒，第2位以及第3位数字为01～59时依次代表观测数据的观测时间间隔为1～59分钟，第2位以及第3位数字为60～83时依次代表观测数据的观测时间间隔为1～24小时。
[0073]
观测数据参数信息包括观测数据的观测时间、观测数据的观测时间间隔以及观测数据中观测要素变量的数量，可以便于后续质量控制模块基于观测数据参数信息对观测气象数据进行质量控制处理。
[0074]
在本公开一种实现方式中，观测数据包括至少一个观测要素变量数据对，每个观测要素变量数据对包括对应的观测要素变量值以及观测要素变量名；
[0075]
观测设备状态信息包括至少一个观测设备状态数据对，每个观测设备状态数据对包括对应的观测设备状态变量值以及观测设备状态变量名。
[0076]
在本公开一实施方式中，例如，观测要素变量名可以包括气压、气温、相对湿度、露点温度、水汽压、风向、风速、降水、雪深、雪压、蒸发水位、蒸发量、辐射量、辐照度、紫外辐射辐照度、曝辐量、紫外辐射曝辐量、光合有效辐射辐照度、光合有效辐射曝辐量、日照小时累计、日照日累计数、地温、云高、云量、垂直能见度、能见度、路面温度、冰点温度、水膜厚度、冰层厚度、雪层厚度、融雪剂浓度、土壤体积含水量、冻土、酸雨样品温度、酸雨ph值、酸雨电导率，与其一一对应的，观测要素变量值的单位可以为百帕、摄氏度、百分数、摄氏度、百帕、度、米每秒、毫米、厘米、克每平方厘米、毫米、毫米、焦[耳]每平方米、瓦[特]每平方米、瓦[特]每平方米、兆焦[耳]每平方米、兆焦[耳]每平方米、微摩尔每平方米每秒、摩尔每平方米、分钟、[小]时、摄氏度米、百分数、米、米、摄氏度、摄氏度、毫米、毫米、毫米、百分比、百分比、厘米、摄氏度、无量纲、微西门子每厘米。
[0077]
在本公开一实施方式中，例如，观测设备状态变量名可以包括设备自检状态、传感器工作状态、电源状态、工作温度状态、加热部件工作状态、通风部件工作状态、通信工作状态、窗口污染工作状态、设备工作状况状态等。观测设备状态变量值为0时，代表对应的工作状态为“正常”，即设备状态节点检测且判断正常；观测设备状态变量值为1时，代表对应的工作状态为“异常”，即设备状态节点能工作，但检测值判断超出正常范围；观测设备状态变量值为2时，代表对应的工作状态为“故障”，即设备状态节点处于故障状态；观测设备状态变量值为3时，代表对应的工作状态为“偏高”，即设备状态节点检测值超出正常范围；观测
设备状态变量值为4时，代表对应的工作状态为“偏低”，即设备状态节点检测值低于正常范围；观测设备状态变量值为5时，代表对应的工作状态为“停止”，即设备节点工作处于停止状态；观测设备状态变量值为6时，代表对应的工作状态为“轻微”或“交流”或“未开通”，即设备污染判断为轻微，或设备供电为交流方式；或设备未开通；观测设备状态变量值为7时，代表对应的工作状态为“一般”或“直流”，即设备污染判断为一般；或设备供电为直流方式；观测设备状态变量值为8时，代表对应的工作状态为“重度”或“未接外部电源”，即设备污染判断为重度；或设备供电未接外部电源。
[0078]
观测数据包括至少一个观测要素变量数据对，每个观测要素变量数据对包括对应的观测要素变量值以及观测要素变量名；观测设备状态信息包括至少一个观测设备状态数据对，每个观测设备状态数据对包括对应的观测设备状态变量值以及观测设备状态变量名，可以便于后续质量控制模块对观测数据进行处理。
[0079]
在本公开一种实现方式中，上报观测设备标识信息包括与观测气象数据对应的上报观测设备的区站号、上报观测设备的服务类型标识、上报观测设备的观测类型标识以及上报观测设备的设备标识号。
[0080]
在本公开一实施方式中，上报观测设备的区站号可以理解为用于指示上报观测设备所在的台站区。上报观测设备的服务类型标识可以理解为用于指示上报观测设备所在气象站的服务类型。例如，上报观测设备的服务类型标识为00时，该上报观测设备所在气象站为基准站；上报观测设备的服务类型标识为01基本站，上报观测设备的服务类型标识为02时，该上报观测设备所在气象站为一般站；上报观测设备的服务类型标识为03时，该上报观测设备所在气象站为区域气象站；上报观测设备的服务类型标识为04时，该上报观测设备所在气象站为交通气象站；上报观测设备的服务类型标识为05时，该上报观测设备所在气象站为电力气象站；上报观测设备的服务类型标识为06时，该上报观测设备所在气象站为农业气象站；上报观测设备的服务类型标识为07时，该上报观测设备所在气象站为旅游气象站；上报观测设备的服务类型标识为08时，该上报观测设备所在气象站为海洋气象站；上报观测设备的服务类型标识为09时，该上报观测设备所在气象站为风能气象站；上报观测设备的服务类型标识为10时，该上报观测设备所在气象站为太阳能气象站；上报观测设备的服务类型标识为11时，该上报观测设备所在气象站为生态气象站；上报观测设备的服务类型标识为12时，该上报观测设备所在气象站为气象辐射站；上报观测设备的服务类型标识为13时，该上报观测设备所在气象站为便携站；上报观测设备的服务类型标识为14时，该上报观测设备所在气象站为自动气候站。
[0081]
上报观测设备的观测类型标识可以用于指示上报观测设备上传感设备的类型。例如，观测类型标识与观测设备上传感设备类型的对应关系可以参照表1所示。
[0082]
在本公开一实施方式中，上报观测设备的设备标识号可以理解为用于区分不同的上报观测设备。例如，同一个区站号台站中不同的上报观测设备对应的设备标识号不同。
[0083]
上报观测设备标识信息包括上报观测设备的区站号、上报观测设备的服务类型标识、上报观测设备的观测类型标识以及上报观测设备的设备标识号，可以便于接收气象上报数据的其他设备或系统基于上报观测设备标识信息确定与气象上报数据对应的上报观测设备所在的台站区、该上报观测设备上传感设备的类型以及该上报观测设备具体为哪一个上报观测设备，便于接收气象上报数据的其他设备或系统基于该上报观测设备标识信息
对气象上报数据进行进一步处理。
[0084]
在本公开一种实现方式中，上报数据参数信息包括上报数据的观测时间、上报数据的观测时间间隔以及上报数据中上报要素变量的数量。
[0085]
上报数据的观测时间可以为北京时间，上报数据的观测时间的格式可以为年月日时分秒，例如上报数据的观测时间为20190206132500时，指的是2019年2月6日13时25分00秒。
[0086]
在本公开一实施方式中，上报数据的观测时间间隔的格式可以为3位数字，其中第1位数字用于指示上报数据为实时数据(即上报数据的观测时间间隔为0)还是为定时数据，第2位以及第3位数字用于指示上报数据为定时数据时具体的观测时间间隔。例如，第1位数字为0时代表上报数据为实时数据，第1位数字为1时代表上报数据为定时数据，第2位以及第3位数字为00时代表上报数据的观测时间间隔为1秒，第2位以及第3位数字为01～59时依次代表上报数据的观测时间间隔为1～59分钟，第2位以及第3位数字为60～83时依次代表上报数据的观测时间间隔为1～24小时。
[0087]
上报数据参数信息包括上报数据的观测时间、上报数据的观测时间间隔以及上报数据中上报要素变量的数量，可以便于接收气象上报数据的其他设备或系统基于该基于上报数据参数信息对气象上报数据进行进一步处理。
[0088]
在本公开一种实现方式中，上报数据包括至少一个上报要素变量数据对，每个上报要素变量数据对包括对应的上报要素变量值以及上报要素变量名；
[0089]
上报观测设备状态信息包括至少一个上报观测设备状态数据对，每个上报观测设备状态数据对包括对应的上报观测设备状态变量值以及上报观测设备状态变量名。
[0090]
在本公开一实施方式中，例如，上报要素变量名可以包括气压、气温、相对湿度、露点温度、水汽压、风向、风速、降水、雪深、雪压、蒸发水位、蒸发量、辐射量、辐照度、紫外辐射辐照度、曝辐量、紫外辐射曝辐量、光合有效辐射辐照度、光合有效辐射曝辐量、日照小时累计、日照日累计数、地温、云高、云量、垂直能见度、能见度、路面温度、冰点温度、水膜厚度、冰层厚度、雪层厚度、融雪剂浓度、土壤体积含水量、冻土、酸雨样品温度、酸雨ph值、酸雨电导率，与其一一对应的，上报要素变量值的单位可以为百帕、摄氏度、百分数、摄氏度、百帕、度、米每秒、毫米、厘米、克每平方厘米、毫米、毫米、焦[耳]每平方米、瓦[特]每平方米、瓦[特]每平方米、兆焦[耳]每平方米、兆焦[耳]每平方米、微摩尔每平方米每秒、摩尔每平方米、分钟、[小]时、摄氏度米、百分数、米、米、摄氏度、摄氏度、毫米、毫米、毫米、百分比、百分比、厘米、摄氏度、无量纲、微西门子每厘米。
[0091]
在本公开一实施方式中，例如，上报观测设备状态变量名可以包括设备自检状态、传感器工作状态、电源状态、工作温度状态、加热部件工作状态、通风部件工作状态、通信工作状态、窗口污染工作状态、设备工作状况状态等。上报观测设备状态变量值为0时，代表对应的工作状态为“正常”，即设备状态节点检测且判断正常；上报观测设备状态变量值为1时，代表对应的工作状态为“异常”，即设备状态节点能工作，但检测值判断超出正常范围；上报观测设备状态变量值为2时，代表对应的工作状态为“故障”，即设备状态节点处于故障状态；上报观测设备状态变量值为3时，代表对应的工作状态为“偏高”，即设备状态节点检测值超出正常范围；上报观测设备状态变量值为4时，代表对应的工作状态为“偏低”，即设备状态节点检测值低于正常范围；上报观测设备状态变量值为5时，代表对应的工作状态为“停止”，即设备节点工作处于停止状态；上报观测设备状态变量值为6时，代表对应的工作状态为“轻微”或“交流”或“未开通”，即设备污染判断为轻微，或设备供电为交流方式；或设备未开通；上报观测设备状态变量值为7时，代表对应的工作状态为“一般”或“直流”，即设备污染判断为一般；或设备供电为直流方式；上报观测设备状态变量值为8时，代表对应的工作状态为“重度”或“未接外部电源”，即设备污染判断为重度；或设备供电未接外部电源。
[0092]
上报数据包括至少一个上报要素变量数据对，每个上报要素变量数据对包括对应的上报要素变量值以及上报要素变量名；上报观测设备状态信息包括至少一个上报观测设备状态数据对，每个上报观测设备状态数据对包括对应的上报观测设备状态变量值以及上报观测设备状态变量名，可以便于接收气象上报数据的其他设备或系统对气象上报数据进行进一步处理。
[0093]
在本公开一种实现方式中，气象智能集成处理器还可以包括第一训练模块，第一训练模块用于获取质量控制记录，并根据质量控制记录获取未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据，并将未经质量控制处理的气象数据作为输入，将质量控制处理后的气象数据作为输出，对私有质量控制模型进行训练，以获取目标质量控制模型。
[0094]
在本公开一实施方式中，质量控制处理后的气象数据可以为理解为由相应的质量控制人员对未经质量控制处理的气象数据进行筛选、修订、修正后得到的，也可以理解为由云端或相应的质量控制处理器对未经质量控制处理的气象数据进行处理后得到的。
[0095]
在本公开一种实现方式中，气象智能集成处理器还可以包括第二训练模块；
[0096]
第二训练模块，用于接收边缘服务器发送的更新权值参数，并根据所述更新权值参数对私有质量控制模型进行更新；质量控制记录，并根据质量控制记录获取未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据，并将未经质量控制处理的气象数据作为输入，将质量控制处理后的气象数据作为输出，对更新后的私有质量控制模型进行训练；
[0097]
当训练后的私有质量控制模型未收敛时，根据所述训练后的私有质量控制模型获取梯度更新矢量，并发送该梯度更新矢量，边缘服务器用于对收到的梯度更新矢量进行聚合，并根据聚合后的梯度更新矢量对边缘服务器的共有质量控制模型的权值参数进行更新，以获取更新权值参数；
[0098]
当训练后的私有质量控制模型收敛时，根据训练后的私有质量控制模型获取目标质量控制模型。
[0099]
其中，边缘服务器可以对应多个气象智能集成处理器。需要说明的是，边缘服务器与气象智能集成处理器的对应关系可以根据地理位置划分、行政划分等确定。
[0100]
梯度更新矢量是气象智能集成处理器的第二训练模块根据质量控制记录获取未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据，并将未经质量控制处理的气象数据作为输入，将质量控制处理后的气象数据作为输出，对更新后的私有质量控制模型进行训练，当训练后的私有质量控制模型未收敛时，根据训练后的私有质量控制模型获取的。边缘服务器通过对梯度更新矢量进行聚合，并根据聚合后的梯度更新矢量对共有质量控制模型的权值参数进行更新，更新后的共有质量控制模型能够反映上一轮训练中不同气象智能集成处理器上的私有质量控制模型所学习到的、气象智能集成处理器对应的未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据之间的共有质量控制处理规律。通过发送该更新权值参数，使气象智能集成处理器的第二训练模块用于根据更新权值参数对
私有质量控制模型进行更新，可以使该私有质量控制模型学习到该气象智能集成处理器对应的未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据之间的私有质量控制处理规律的前提下，还能够学习到共有质量控制处理规律，提高了基于目标质量控制模型获取的气象上报数据的准确率。
[0101]
在本公开一种实现方式中，在接收边缘服务器发送的更新权值参数，并根据所述更新权值参数对私有质量控制模型进行更新之前，第二训练模块还可以用于：
[0102]
接收私有数据上传指令；
[0103]
响应于所述私有数据上传指令，发送质量控制记录；
[0104]
接收边缘服务器发送的初始权值参数；
[0105]
根据所述初始权值参数对初始质量控制模型进行更新，以获取所述私有质量控制模型。
[0106]
其中，初始质量控制模型可以为神经网络模型、卷积神经网络模型或长短期记忆网络模型等，初始质量控制模型可以理解为未经过训练的模型。
[0107]
在该实施方式中，通过接收私有数据上传指令，并响应于私有数据上传指令，发送质量控制记录，可以使边缘服务器基于根据该质量控制记录获取未经质量控制处理的气象数据以及质量控制处理后的气象数据，并将未经质量控制处理的气象数据作为输入，将质量控制处理后的气象数据作为输出，对初始质量控制模型进行初步训练，以获取共有质量控制模型，此时该共有质量控制模型可以理解为基于对多个气象智能集成处理器上传的质量控制记录中未经质量控制处理的气象数据与质量控制处理后的气象数据之间的质量控制处理规律进行了初步学习后的模型。之后气象智能集成处理器的第二训练模块根据该共有质量控制模型获取的初始权值参数对自身的初始质量控制模型进行更新，以获取私有质量控制模型，私有质量控制模型可以理解已学习到共有质量控制模型所学习到规律的模型，即此时该私有质量控制模型也可以理解为对多个气象智能集成处理器的共有质量控制处理规律进行了初步学习后的模型，从而方便之后对私有质量控制模型进行多轮的训练，无需气象智能集成处理器的第二训练模块基于初始质量控制模型进行训练，降低了训练的难度。
[0108]
在本公开一种实现方式中，在响应于所述私有数据上传指令，发送质量控制记录之前，第二训练模块还可以用于：
[0109]
对质量控制记录添加噪声，以获取噪声质量控制记录；
[0110]
发送质量控制记录，包括：
[0111]
发送噪声质量控制记录。
[0112]
其中，对质量控制记录添加噪声，可以为对质量控制记录添加随机噪声，也可以为对质量控制记录添加拉普拉斯噪声(laplace noise)。
[0113]
在该实施方式中，通过对质量控制记录添加噪声，以获取噪声质量控制记录，并发送噪声质量控制记录，可以在尽量不降低质量控制记录所反映的气象智能集成处理器对应的质量控制处理规律的前提下，避免质量控制记录中较为敏感的天气信息发生泄露，改善了天气信息的安全性。
[0114]
本公开还公开了一种气象智能集成设备，图2示出根据本公开一实施方式的气象智能集成设备的示意性结构框图，如图2所示，所述气象智能集成设备200包括本公开实施
方式中的任一种气象智能集成处理器201。
[0115]
本公开还公开了一种天气智能集成系统，图3示出根据本公开一实施方式的天气智能集成系统的示意性结构框图，如图3所示，所述天气智能集成系统300包括至少一个观测设备301以及本公开实施方式中的气象智能集成设备302。
[0116]
在本公开一种实现方式中，气象智能集成系统还可以包括：至少一个上位机、终端设备、服务器、云端或采集器，上位机、终端设备、服务器、云端或采集器可以用于接收气象智能集成设备发送的气象上报数据。附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0117]
描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
[0118]
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
[0119]
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。