概述
系統設計
產品簡介
1.1 產品簡介
自動氣象站是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象系統。它在工農業生產、旅游、城市環境監測和其它專業領域都有廣泛的用途。
自動氣象站具體由傳感器、數據采集儀、通訊系統、供電系統、整體支架、軟件平臺六部分組成?？赏瑫r監測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、照度等諸多要素；風速風向傳感等傳感器為氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點。系統內置大容量FLASH存儲芯片；多種通訊接口可以很方便的與計算機建立有線通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實現氣象設備與計算機監控中心的遠程無線連接。
1.2 產品功能
◆實時監測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、照度等參數；
◆數據采集儀具有數據采集、實時時鐘、定時存儲、參數設定、參數和歷史數據掉電保護等功能；
◆漢字液晶鍵盤人機界面，人機界面友好；
◆數據瀏覽功能。能提供局域網數據瀏覽、互聯網數據瀏覽、手機數據瀏覽等多種數據瀏覽途徑供用戶選擇；
◆靈活的系統組網方式。通訊功能支持MODBUS通訊協議。提供標準有線（485/232/USB）、無線（GPRS/LAN/WIFI）等多種通訊方式供用戶選擇。靈活與計算機組成氣象監測系統；
◆可靠供電系統。提供市電、直流和太陽能系統等多種供電方式供用戶選擇；
◆采用全不銹鋼、金屬噴漆支架和野外防護箱，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾；
1.3 系統特點
◆電源系統：交流220V、直流12V、太陽能等,根據用戶需要選配。
◆可靠運行于各種惡劣的野外環境，低功耗、高穩定性、高精度、可無人值守。
◆完善的防雷擊、抗干擾等保護措施。
◆硬件和軟件均采用模塊組合式開放性設計，可靈活組合使用。
◆監測要素可按實際需求選配。模塊化設計極大的方便了后期設備的調試和升級。
◆通訊方式可根據傳輸距離來按需要選配，為方案提供最高的性價比。
◆氣象WEB發布系統可以讓用戶在局域網和互聯網上隨時使用瀏覽氣象站現場氣象數據。
◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現局域網、互聯網上查詢、統計氣象站現場氣象數據.
系統設計
2.1 系統設計目標
根據客戶需求，提供能夠充分體現和滿足客戶個性化需求的解決方案.
2.2 系統設計原則
1）兼容性原則。
系統提供靈活的設置，可兼容國內外各種傳感設備，進行數據采集與處理，在保證功能的前提下，可以最大限度降低系統成本。
2）易用性原則。
系統使用人員范圍廣，使用人員的計算機水平層次不一，很多地方缺少計算機專業人員，該系統做到操作簡便，維護簡單，易學易懂。
3）可靠性原則。
硬件設計時具備操作與安全保護機制，最大限度減小用戶誤操作導致的錯誤或損失。采用可靠穩定的數據傳輸系統，采集中心以查詢方式主動調取采集器數據，具備心跳機制，斷線重連機制等，保證各項性能可以長時間穩定運行。
4）安全性原則。
系統的用戶根據業務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統能充分發揮操作系統、數據庫、應用軟件三層安全保證措施，以保證數據的安全性。
5）易二次開發、易維護性原則。
采用封裝技巧，建立穩定的底層工具，核心技術文檔隨系統發布等手段，使具有基本技術水平的系統維護人員可以在一定程度上對系統進行較復雜的維護及一般性擴充。
6）環保節能原則。
采用無污染優化的電源管理設備，可控的系統功耗。高效節能，以較小的太陽能電源系統即可實現應有功能。
2.3 產品配置
根據客戶需求及項目需要，整體配置如下：
| 名稱 | 數量 | 參數 |
| 大氣溫度傳感器 | 1個 | 量程：-50～100℃，分辨率：0.1℃，精度：±0.5℃ |
| 大氣濕度傳感器 | 1個 | 量程：0～100%RH，分辨率：0.1%RH，精度：±5% |
| 風速傳感器 | 1個 | 量程：0～45m/s（啟動風速≤0.5m/s），分辨率：0.1m/s，精度：±(0.3+0.03V)m/s |
| 風向傳感器 | 1個 | 量程：0～360°（啟動風速≤0.5m/s），分辨率：1°，精度：±3° |
| 雨量傳感器 | 1個 | 量程：0～999.9mm，降雨強度≤4mm/min,分辨率0.2mm,精度±4%（室內靜測，雨強為2mm/min） |
| 數據采集儀 | 1臺 | 多通道數據采集，液晶屏幕顯示，帶232和485接口，LCD背光，進行數據采集、存儲、及顯示；供電方式：220V交流/12V直流并存 |
| 小葉輕型百葉箱 | 1個 | 百葉箱的作用是防止太陽和地面對儀器的反射輻射，保護儀器免受強風、雨、雪等的影響，并使儀器感應部分有適當的通風，能真實的感應外界空氣溫度、濕度及氣壓的變化。防風防雨防輻射，通風透氣，耐腐蝕，內置大氣溫度、大氣濕度、數字氣壓等傳感器 |
| 金屬防護箱 | 1個 | 野外防護箱，防濕防潮，內置隔板，外置鎖具，內裝采集儀，蓄電池，太陽能控制器等 |
| 氣象站支架 | 1套 | 2米金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩固，承載防護箱、傳感器、太陽能等，功能齊全，安裝方便，抗腐蝕處理，抗風能力強，安裝高度符合國家標準要求，可完全適用于野外無人值守觀測站點 |
| 雙電源供電系統 | 1套 | 市電、太陽能雙電源控制盒1套；太陽能電池板 30W 1塊；太陽能板支撐架 1套；蓄電池40A.H 1個；太陽能控制器1套 |
| GRPS模塊 | 1套 | 采用TCP透明傳輸，數據傳至云平臺（配SIM卡） |
| 單機版氣象站軟件 | 1套 | 可導入導出數據，繪制波形圖、報表、數據上傳、參數遠程配置等功能 |
| 物聯網云平臺 | 1套 | B/S架構無線系統平臺，可導出數據，繪制波形圖、報表、數據上傳、支持PC、平板、手機登錄查看，即可使用分配的用戶名和密碼進入管理平臺。 |
| 手機客戶端 | 1套 | 隨時隨地進行數據監控、查詢及控制，方便高效 |
產品簡介
3.1 數據采集儀介紹
數據采集儀是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象采集器。具有數據采集、實時時鐘、數據定時存儲、參數設定、友好的人機界面和標準通信功能，操作簡單可靠可以根據用戶的需求很方便的與計算機建立有線（RS485、RS232、USB等）、無線通訊（GPRS、WIFI、LAN等）連接。開放式通訊協議，方便用戶實現系統集成或二次開發。
本數據采集儀具有技術先進、操作簡單、測量精度高、運行可靠、功能全面等特點，在氣象、水文、工農業生產、旅游、城市環境監測和其它專業領域都有廣泛的用途。
3.2 主要技術參數
（數據采集儀）
內核： ARM 32位Cortex-M3 CPU
系統時鐘：高可達72MHz
指令執行速度： 1.25Dmips/MHz
采樣頻率：0.5s/次
抗干擾：輸入、輸出采用光電隔離，抗干擾能力強
穩定性：具有看門狗電路，自動復位功能，保證系統穩定運行
存儲功能：
FLASH存儲容量： 4M bits（每1小時存儲一次，可存儲1.6年），可擴展至32Mbit.
并可擴展USB存儲接口1個，實現U盤存儲；
功能要求：智能采集、轉發、存儲，具有自動、人工召測功能。
傳感器通道：
模擬/計數通道：多路，可再擴展多路數字I/O通道，用于各種外接擴展功能.
模擬量A/D轉換精度：12位，頻率量采用16位高速計數器進行采集，輸入信號頻率高達1MHz.
供電顯示：
寬電壓輸入：8V~40V
環境溫度：-30~85℃
功耗：整機功耗不大于 2W
ID設置：支持網絡ID號設置，明確設備網絡地址；
顯示形式：192*64全點陣液晶顯示，可以顯示12*4個漢字，整體界面清晰美觀；可擴展LED顯示屏進行豐富顯示；同時支持實時時鐘及時間校準功能
數據存儲：掉電采用電池供電數據保護，設置的參數以及歷史數據可在掉電時保存
通訊功能：
具有三路RS232/RS485/USB通信接口，可進行RS232/RS485/USB通信；并可擴展 CAN總線通信接口1個；
遠程升級：
支持遠程應用程序更新：采集儀程序更改、升級，無需返廠，通過計算機軟件，即可對采集儀進行遠程程序更新，支持現場和遠程對設備進行各項參數設置或讀取的編程操作
通訊協議：
支持tcp/udp通訊方式，通訊支持XPH、標準MODBUS協議，雙協議切換功能，方便用戶實現上位機軟件二次編程。
3.3 產品功能
1．功能要求：智能采集、轉發、存儲，具有自動、人工召測功能；
2．存儲容量：每4小時存儲一次數據，可存儲6年多氣象數據；
3．具有標準USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；
4．可提供標準MODBUS協議，供用戶實現上位機軟件二次編程；
5．通信方式：具有GPRS/GSM通訊方式，支持LAN/WIFI方式的擴展；
6．具有外部接口擴展功能：可實現U盤存儲功能，實現大量數據的存儲；
7．可現場和遠程對設備進行各項參數設置或讀取的編程操作；
8．電路設計合理，抗外界干擾能力強；
9.支持時間校準功能；支持XPH、標準MODBUS雙協議切換；
10傳感器通道：多路 擴展存儲：U盤存儲 通訊波特率：9600bps
