LAWS01自动气象站技术白皮书.docx

山东乐通达物联网科技有限公司 L-AWS01 L-AWS01 自动气象站技术白皮书 发布日期： 2014.10 实施日期： 变更履历 类别→［ N：新建 M：维护 ］ 序号 序号 1 版本 1.0 日期 2014-10-11 类别 N 维护者 蔺长军 审批者 维护纪要 目 录 第 1 章 概述 1 引言 1 定义 1 原理 1 1.1.2 结构 2 国内现状 2 发展概况 2 面临的主要行业问题 3 面临的主要应用问题 3 国外现状 3 自动气象站的发展前景 4 第 2 章 公司简介 5 公司概况 5 公司特点 5 技术优势 5 注重合作 6 追求创新 6 售后服务 7 第 3 章 L-AWS01 自动气象站 8 系统概述 8 设计依据 8 设计原则 9 总体架构 10 系统接口 11 组网图 11 开发、运行环境 11 主要功能 13 系统特点 15 硬件系统配置原则 17 智能网关 17 空气温湿度传感器 18 CO2 浓度传感器 19 土壤湿度传感器 20 风速传感器 21 风向传感器 22 雨量传感器 22 总辐射传感器 23 光照强度传感器 24 信号线路避雷器 25 通信线缆 25 电源线缆 25 LOTTON_AWS 自动气象站技术白皮书 乐通达 软件 第 1 章 概述 引言 随着微电子技术、计算机技术、卫星技术和材料科学的逐步发展，许多新技术都应用到气象观测自动化中，这大大提高了气象传感器的探测精度和可维护 性。因此，有必要了解当前国际自动气象站和气象传感器方面的最新发展和动态， 为我国自动气象站及气象传感器技术的发展提供借鉴。 定义 自动气象站：是指能按设定的要求，对多种气象要素自动进行采集、处理、存储和传输的地面气象观测设备，可以减少观测人员的地面观测工作量，提高观测时效和质量。自二十世纪八十年代以来，芬兰、美国、日本等许多国家的地面气象观测网中就已普遍采用了自动气象站。1999 年 7 月，我国引进芬兰 VAISALA 公司的 5 套自动气象站投入业务运行，这是我国首次将自动气象站作为正式观测使用，标志着我国地面气象观测进入了一个新的里程。同时，我国也加快了自行研制生产自动气象站的步伐，第一批于 2000 年 1 月 1 日起正式投入业务运行。目前，我国已普遍使用自动遥测气象站，实现了人工气象站与自动气象站的联合观测。 原理 气象站一般由传感器、数据采集器、主控微机、显示打印系统和供电系统等部分组成，传感器包括有温湿度传感器、气压传感器、风向风速传感器和降水传感器等。自动气象站将各要素传感器所测要素的量值以各种电信号（模拟信号和数字信号）的形式传入或数据采集器；数据采集器采集各传感器信号，并对信号进行处理，通过一根通讯电缆与主控机进行通讯；主控微机接收数据采集器传送来的数据信号，并通过终端软件按地面气象观测规范的要求，实施地面气象观测业务工作。 山东乐通达物联网科技有限公司版权所有 1 LOTTON_AWS 自动气象站技术白皮书 乐通达 软件 1.1.2 结构 自动气象站应最大程度地保证自动运行以减少维护费用和人力资源。因此其结构设计要充分注意模块化和扩展性。若有额外的传感器需要加入，只需要将新的传感器插入自动气象站而不需要改变已经存在的硬件结构。并且任何硬件模块都应是可升级的，以适应仪器将来的扩展。目前，我国所使用的自动气象站都属于集中式，结构封闭；国内各厂家生产的传感器独立性不强，互换性差；为了保证集中式自动气象站观测数据的准确性，每次维修或更换传感器都要重新校准标定，且必须整机进行，使得校标过程过于复杂。对于这些弊端，基于总线制分布式或网络型结构的自动气象站可以很好地解决，成为自动气象站发展的趋势之 一。 分布式自动气象站里所采用的智能传感器不同于普通的气象传感器，区别在于智能传感器不是输出电信号，而是将电信号经过信号变换、采样计算，直接输出我们所需要的气象数据，一个智能传感器就相当于一个一体化的单要素自动站。分布式自动气象站所谓的“分布”，一方面是指硬件设备不是集中在一起，而是分散在一个相对广泛的区域里，通过一条数据总线把各个部件连接起来；另一方面是指硬件各部分相对独立，数据采集分散在各个智能传感器里面。总线控制器负责提供现场总线（RS485 或 CAN 总线），分布在不同区域里的各种智能传感器都可以通过该总线与计算机进行数据通讯。 国内现状 发展概况 当前国内有多个厂家生产自动气象站，如北京华创升达高科技发展中心和天津气象仪器厂的 CAWS 系列、长春气象仪器厂的DYYZ II 系列、江苏无线电研究所的 ZQZ_C II 系列、广东省气象技术