自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备,主要由传感器、采集器、通讯接口、系统电源等组成,随着气象要素值的变化,各传感器的感应元件输出的电量产生变化,这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集,经过线性化和定量化处理,实现工程量到要素量的转换,再对数据进行筛选,得出各个气象要素值。自动气象站观测项目主要包括气压、 温度、湿度、风向、风速、雨量等要素,经扩充后还可测量其它要素,数据采集频率较高,每分钟采集并存储一组观测数据。自动气象站根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站。自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过通信电路组成的。
概况
利用3G/4G无线通讯(GPRS)技术将本地区的气象参量数据自动发往中心气象台的无人气象站。自动气象站一般设置于条件恶劣、无法建立人工气象观测站的地区。自动气象站能搜集和提供气象参量信息(如气温、气压、湿度、风力、风向、雨量等),积累各地区的气象资料,并通过无线电发射机自动地定时发往相距数百公里的中心气象台。中心气象台收到气象信息后可进行实时显示,也可记录和存储下来供以后进行气象分析和气象预报之用。自动气象站一般是用各种传感器对大气压力、温度、相对湿度、风向、平均风速、最大风速、累计雨量和降水现象等参量进行自动测量,并将测量结果变换成无线电信号,再由3G无线通讯发往中心气象台,在一些偏远地区,由于供电不便,自动气象站可采用太阳能供电系统加蓄电池,满足自动气象站自身用电。
硬件
自动气象站有多种类型,其结构基本相同,主要由传感器、采集器、传输模块、系统电源、通信接口及外围设备(计算机、打印机)等组成。
1、传感器
能感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换器组成。
自动气象站常用的传感器有:
气压——膜盒式电容气压传感器
气温——铂电阻温度传感器
湿度——湿敏电容湿度传感器
风向——单翼风向传感器
风速——风杯风速传感器
雨量——翻斗式雨量传感器
蒸发——称重式蒸发量传感器
辐射——热电堆式辐射传感器
地温——铂电阻地温传感器
日照——自动追踪器直接辐射表、双金属片日照传感器
2、数据采集器
数据采集器是自动气象站的核心,其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输,其主要技术性能为:
数据采样速率及算法规定;
采集器的电源能保证采集器至少七天正常工作,数据存储器至少能存储三天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量和下表列各项目的每小时正点观测数据,能在计算机中形成规定的数据文件。
技术参数
1)风速:测量原理超声波,0~70m/s(±0.1m/s)
2)风向:测量原理超声波,0~360°(±1°)
3)空气温度:测量原理二极管结电压法,-40℃~85℃(±0.3℃)
4)空气湿度:测量原理电容式,0~100%RH(±2%RH)
5)大气压力:测量原理压阻式,300hPa~1100hPa(±0.02hPa)
6)光照:测量原理光电效应,0-100Klx(±3%)
7)光学雨量:测量原理光电式,0~4mm/min(±4%);
8)采集器供电接口:GX-12-3P插头,输入电压5V,带RS232输出Json数据格式,采集器供电:DC5V±0.5V峰值电流1A,
9)传感器modbus、485接口:GX-12-4P插头,输出供电电压12V/1A,设备配置接口:GX-12-4P插头,输入电压5V
10)太阳能供电、配置铅酸电池,可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器:150W,MPPT自动功率点跟踪,效率提高20%
11)数据上传间隔:30s-65535s可调
12)7寸安卓触屏,屏幕尺寸:1024*600 RGB LCD
配置
各个自动气象站的配置可以不尽相同,但通常包括以下内容:
气象传感器
数据采集器
无程无线传输模块
太阳能电池板或蓄电池
支架
机箱
上位机监控系统
太阳能电池板
自动气象站的主要动力来源,通常是一个或多个太阳能电池板并联稳压器和一个或多个充电池。一般而言,太阳能电池板的输出是其最佳的只有每天5个小时。因此安装角度和位置是至关重要的。在北半球的太阳能电池板将被安装成面向南,南半球的则面向北。安装的角度则各有不同,但安装的角度绝不应为5度,是因为会使灰尘积聚而令电力输出下降。
概况
利用3G/4G无线通讯(GPRS)技术将本地区的气象参量数据自动发往中心气象台的无人气象站。自动气象站一般设置于条件恶劣、无法建立人工气象观测站的地区。自动气象站能搜集和提供气象参量信息(如气温、气压、湿度、风力、风向、雨量等),积累各地区的气象资料,并通过无线电发射机自动地定时发往相距数百公里的中心气象台。中心气象台收到气象信息后可进行实时显示,也可记录和存储下来供以后进行气象分析和气象预报之用。自动气象站一般是用各种传感器对大气压力、温度、相对湿度、风向、平均风速、最大风速、累计雨量和降水现象等参量进行自动测量,并将测量结果变换成无线电信号,再由3G无线通讯发往中心气象台,在一些偏远地区,由于供电不便,自动气象站可采用太阳能供电系统加蓄电池,满足自动气象站自身用电。
硬件
自动气象站有多种类型,其结构基本相同,主要由传感器、采集器、传输模块、系统电源、通信接口及外围设备(计算机、打印机)等组成。
1、传感器
能感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换器组成。
自动气象站常用的传感器有:
气压——膜盒式电容气压传感器
气温——铂电阻温度传感器
湿度——湿敏电容湿度传感器
风向——单翼风向传感器
风速——风杯风速传感器
雨量——翻斗式雨量传感器
蒸发——称重式蒸发量传感器
辐射——热电堆式辐射传感器
地温——铂电阻地温传感器
日照——自动追踪器直接辐射表、双金属片日照传感器
2、数据采集器
数据采集器是自动气象站的核心,其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输,其主要技术性能为:
数据采样速率及算法规定;
采集器的电源能保证采集器至少七天正常工作,数据存储器至少能存储三天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量和下表列各项目的每小时正点观测数据,能在计算机中形成规定的数据文件。
技术参数
1)风速:测量原理超声波,0~70m/s(±0.1m/s)
2)风向:测量原理超声波,0~360°(±1°)
3)空气温度:测量原理二极管结电压法,-40℃~85℃(±0.3℃)
4)空气湿度:测量原理电容式,0~100%RH(±2%RH)
5)大气压力:测量原理压阻式,300hPa~1100hPa(±0.02hPa)
6)光照:测量原理光电效应,0-100Klx(±3%)
7)光学雨量:测量原理光电式,0~4mm/min(±4%);
8)采集器供电接口:GX-12-3P插头,输入电压5V,带RS232输出Json数据格式,采集器供电:DC5V±0.5V峰值电流1A,
9)传感器modbus、485接口:GX-12-4P插头,输出供电电压12V/1A,设备配置接口:GX-12-4P插头,输入电压5V
10)太阳能供电、配置铅酸电池,可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器:150W,MPPT自动功率点跟踪,效率提高20%
11)数据上传间隔:30s-65535s可调
12)7寸安卓触屏,屏幕尺寸:1024*600 RGB LCD
配置
各个自动气象站的配置可以不尽相同,但通常包括以下内容:
气象传感器
数据采集器
无程无线传输模块
太阳能电池板或蓄电池
支架
机箱
上位机监控系统
太阳能电池板
自动气象站的主要动力来源,通常是一个或多个太阳能电池板并联稳压器和一个或多个充电池。一般而言,太阳能电池板的输出是其最佳的只有每天5个小时。因此安装角度和位置是至关重要的。在北半球的太阳能电池板将被安装成面向南,南半球的则面向北。安装的角度则各有不同,但安装的角度绝不应为5度,是因为会使灰尘积聚而令电力输出下降。