JT-2001型自動(dòng)氣象站

1概述

1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

JT-2001型高速公路自動(dòng)氣象站是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無(wú)人值守的氣象系統。它在工農業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監測和其它領(lǐng)域都有廣泛的用途。

自動(dòng)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(shí)監測大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、照度等諸多要素；風(fēng)速風(fēng)向傳感等傳感器為氣象傳感器，具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。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(xiàn)通訊連接，若選配GPRS無(wú)線(xiàn)通訊模塊還可實(shí)現氣象設備與計算機監控中心的遠程無(wú)線(xiàn)連接。

1.2 產(chǎn)品功能

◆實(shí)時(shí)監測大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、照度等參數；

◆數據采集儀具有數據采集、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、定時(shí)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(pán)人機界面，人機界面友好；

◆數據瀏覽功能。能提供局域網(wǎng)數據瀏覽、互聯(lián)網(wǎng)數據瀏覽、數據瀏覽等多種數據瀏覽途徑供用戶(hù)選擇；

◆靈活的系統組網(wǎng)方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)議。提供標準有線(xiàn)（485/232/USB）、無(wú)線(xiàn)（GPRS/LAN/WIFI）等多種通訊方式供用戶(hù)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(yáng)能系統等多種供電方式供用戶(hù)選擇；

◆采用全不銹鋼、金屬?lài)娖?/span>支架和野外防護箱，外形美觀(guān)、耐腐蝕、抗干擾；

1.3 系統特點(diǎn)

◆電源系統：交流220V、直流12V、太陽(yáng)能等,根據用戶(hù)需要選配。

◆可靠運行于各種惡劣的野外環(huán)境，低功耗、高穩定性、高精度、可無(wú)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(kāi)放性設計，可靈活組合使用。

◆監測要素可按實(shí)際需求選配。模塊化設計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(lái)按需要選配，為方案提供高的性?xún)r(jià)比。

◆氣象WEB發(fā)布系統可以讓用戶(hù)在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上隨時(shí)使用瀏覽氣象站現場(chǎng)氣象數據。

◆客戶(hù)端瀏覽：可以通過(guò)軟件客戶(hù)端，實(shí)現局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢(xún)、統計氣象站現場(chǎng)氣象數據.

2系統設計

2.1 系統設計目標

根據客戶(hù)需求，提供能夠充分體現和滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)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(jìn)行數據采集與處理，在保證功能的前提下，可以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人員，該系統做到操作簡(jiǎn)便，維護簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂。

3）可靠性原則。

硬件設計時(shí)具備操作與安全保護機制，大限度減小用戶(hù)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(xún)方式主動(dòng)調取采集器數據，具備心跳機制，斷線(xiàn)重連機制等，保證各項性能可以長(cháng)時(shí)間穩定運行。

4）安全性原則。

系統的用戶(hù)根據業(yè)務(wù)的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統能充分發(fā)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(kāi)發(fā)、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(shù)文檔隨系統發(fā)布等手段，使具有基本技術(shù)水平的系統維護人員可以在一定程度上對系統進(jìn)行較復雜的維護及一般性擴充。

6）環(huán)保節能原則。

采用無(wú)污染優(yōu)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(yáng)能電源系統即可實(shí)現應有功能。

2.3 產(chǎn)品配置

根據客戶(hù)需求及項目需要，整體配置如下：

3產(chǎn)品簡(jiǎn)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(wú)人值守的氣象采集器。具有數據采集、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數據定時(shí)存儲、參數設定、友好的人機界面和標準通信功能，操作簡(jiǎn)單可靠可以根據用戶(hù)的需求很方便的與計算機建立有線(xiàn)（RS485、RS232、USB等）、無(wú)線(xiàn)通訊（GPRS、WIFI、LAN等）連接。開(kāi)放式通訊協(xié)議，方便用戶(hù)實(shí)現系統集成或二次開(kāi)發(fā)。

    本數據采集儀具有技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、測量精度高、運行可靠、功能全面等特點(diǎn)，在氣象、水文、工農業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監測和其它領(lǐng)域都有廣泛的用途。

3.2 主要技術(shù)參數

內核： ARM 32位Cortex-M3 CPU

系統時(shí)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，抗力強
穩定性：具有看門(mén)狗電路，自動(dòng)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(shí)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(gè)，實(shí)現U盤(pán)存儲；

功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動(dòng)、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(jìn)行采集，輸入信號頻率高達1MHz.

供電顯示：

寬電壓輸入：8V~40V

環(huán)境溫度：-30~85℃

功耗：整機功耗不大于 2W

ID設置：支持網(wǎng)絡(luò )ID號設置，明確設備網(wǎng)絡(luò )地址；

顯示形式：192*64全點(diǎn)陣液晶顯示，可以顯示12*4個(gè)漢字，整體界面清晰美觀(guān)；可擴展LED顯示屏進(jìn)行豐富顯示；同時(shí)支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘及時(shí)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(shí)保存

通訊功能：

具有三路RS232/RS485/USB通信接口，可進(jìn)行RS232/RS485/USB通信；并可擴展 CAN總線(xiàn)通信接口1個(gè)； 

遠程升級：

支持遠程應用程序更新：采集儀程序更改、升級，無(wú)需返廠(chǎng)，通過(guò)計算機軟件，即可對采集儀進(jìn)行遠程程序更新，支持現場(chǎng)和遠程對設備進(jìn)行各項參數設置或讀取的編程操作

通訊協(xié)議：

支持tcp/udp通訊方式，通訊支持、標準MODBUS協(xié)議，雙協(xié)議切換功能，方便用戶(hù)實(shí)現上位機軟

件二次編程。

3.3 產(chǎn)品功能

1．功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動(dòng)、人工召測功能；

2．存儲容量：每4小時(shí)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(xié)議，供用戶(hù)實(shí)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(shí)現U盤(pán)存儲功能，實(shí)現大量數據的存儲；

7．可現場(chǎng)和遠程對設備進(jìn)行各項參數設置或讀取的編程操作；

8．電路設計合理，抗外界力強；

9.支持時(shí)間校準功能；支持、標準MODBUS雙協(xié)議切換；

10傳感器通道：多路   擴展存儲：U盤(pán)存儲  通訊波特率：9600bps

4傳感器

4.1 大氣溫濕度傳感器

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

大氣溫度傳感器采用高精度熱敏電阻作為感應部件，大氣濕度傳感器采用高分子薄膜濕敏電容作為感應部件，具有測量精度高、穩定性好等特點(diǎn)。儀器體積小巧，安裝方便且便攜，性能可靠；采用專(zhuān)有線(xiàn)路，線(xiàn)性好，負載能力強，傳輸距離長(cháng)，抗力強?？蓮V泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場(chǎng)、港口、實(shí)驗室、工農業(yè)及交通等領(lǐng)域的溫度測量。

技術(shù)參數

大氣溫度：

測量范圍：-50～99.99℃

分 辨 率：0.1℃

準 確 度：±0.5℃

大氣濕度：

測量范圍：0～99.99%RH

分 辨 率：0.1%RH

準 確 度：±5%

供電方式：DC12V

接線(xiàn)方式：RS-485信號：4線(xiàn)

RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

響應時(shí)間：<1s，測量穩定時(shí)間：1s<>

負載電阻：電壓型：RL&ge;1K，電流型：RL&le;300&Omega;

工作溫度：-50℃~99.99℃  相對濕度：0～99.99%

產(chǎn)品功耗：180mW

4.2 風(fēng)速傳感器

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

風(fēng)速傳感器采用三風(fēng)杯結構，風(fēng)杯選用碳纖維材料，強度高，啟動(dòng)好；杯體內置信號處理單元能根據用戶(hù)需求輸出相應風(fēng)速信號，本產(chǎn)品具有量程大、線(xiàn)性好、精度高、靈敏度高、抗干擾能力強、觀(guān)測方便、穩定可靠等優(yōu)點(diǎn)；可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場(chǎng)、港口、實(shí)驗室、工農業(yè)及交通等領(lǐng)域。

技術(shù)參數

測量范圍：0～45m/s

準 確 度：&plusmn;(0.3+0.03V)m/s（V:風(fēng)速）

分 辨 率：0.1m/s

啟動(dòng)風(fēng)速：&le;0.5m/s

供電方式：DC5V

接線(xiàn)方式：電壓型：3線(xiàn)

信號輸出：脈沖信號

結構：工程碳纖維材質(zhì)，旋轉三風(fēng)杯式結構，內置單束激光發(fā)射管，測量靈敏度更高

大回轉半徑：90mm

整體高度：160mm

響應時(shí)間：<1s，測量穩定時(shí)間：1s<>

負載能力：電壓型輸出阻抗&ge;1K&Omega;

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

          濕度&le;99.99%RH

防護等級：IP45

線(xiàn)纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

4.3 風(fēng)向傳感器

 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

風(fēng)向傳感器內部采用精密電位器，并選用低慣性輕金屬風(fēng)向標響應風(fēng)向，靈敏度高，精度高，動(dòng)態(tài)特性好。精密信號處理單元可根據用戶(hù)需求輸出各種信號。本產(chǎn)品具有線(xiàn)性好、觀(guān)測方便、穩定可靠等優(yōu)點(diǎn)，且非接觸式電子風(fēng)向傳感器比電刷式風(fēng)向電位器使用壽命更長(cháng)，無(wú)死區，更靈敏。該可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場(chǎng)、港口、實(shí)驗室、工農業(yè)及交通等領(lǐng)域。

技術(shù)參數

測量范圍：0～360&deg;

準 確 度：&plusmn;3&deg;

啟動(dòng)風(fēng)速：&le;0.5m/s

供電方式：DC5V

接線(xiàn)方式：電壓型：3線(xiàn)

信號輸出：電壓型：0～5V

結構：工程碳纖維材質(zhì)，尾翼式結構，磁電式原理，旋轉無(wú)接觸，*，靈敏度更高

大回轉半徑：105mm

整體高度：200mm

響應時(shí)間：<1s，測量穩定時(shí)間：1s<>

負載能力：電壓型輸出阻抗&ge;1K&Omega;

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

          濕度&le;99.99%RH

防護等級：IP45

線(xiàn)纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

4.4 雨量傳感器

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

雨量傳感器適用于氣象臺（站）、水文站、農林、國防等有關(guān)部門(mén)，用來(lái)遙測液體降水量、降水強度、降水起止時(shí)間。本儀器嚴格按照SL61-2003水文自動(dòng)測報系統規范、GB11831-89水文測報裝置遙測雨量計、GB11832-89翻斗式雨量計國家標準要求組織生產(chǎn)、裝配、檢定?？捎糜谝苑篮?、供水調度、電站水庫水情管理等為目的水文自動(dòng)測報系統、自動(dòng)野外測報站。

技術(shù)參數

承水口徑：Ф200 &plusmn; 0.6mm，外刃口角度45度

供電方式：DC5V

輸出方式：脈沖信號

測量范圍：0～999.9mm

降雨強度：&le;4mm/min

分 辨 率：0.2mm（6.28ml）

準 確 度：&plusmn;4%（室內靜態(tài)測試，雨強為2mm/min）

輸出信號：開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通斷信號

工作溫度：0～50℃

貯存溫度：-10℃～50℃

產(chǎn)品重量：承水桶重1700 g ，總重3300 g

4.5 照度傳感器

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

照度傳感器變送器采用靈敏度較高硅藍光伏探測器作為傳感器。用戶(hù)可根據不同測量場(chǎng)所配置不同的量程，具有測量范圍寬，線(xiàn)性度好，防水性好，安裝方便，適于遠距離傳輸等特點(diǎn)?？蓮V泛用于農業(yè)大棚、城市照明等場(chǎng)所。

技術(shù)參數

波長(cháng)范圍：380nm～730nm

測量范圍：0～200000Lux

分 辨 率：10Lux

準 確 度：&plusmn;7%

供電方式：DC12V

接線(xiàn)方式：RS-485信號：4線(xiàn)

RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

工作溫度：-10℃～70℃

IP等級：IP67

相對濕度：0～80%RH

產(chǎn)品重量：170 g

5 支架配置

2米金屬?lài)娖崾街Ъ芙Y構，鋼質(zhì)材料設計，牢靠穩固，外觀(guān)美觀(guān)，承載防護箱、傳感器、太陽(yáng)能等，功能齊全，安裝方便，抗腐蝕處理，抗風(fēng)能力強，安裝高度符合國家標準要求，可*適用于野外無(wú)人值守觀(guān)測站點(diǎn)；

6雙電源供電系統

系統可實(shí)現雙電源供電，即太陽(yáng)能和市電雙電源供電。整個(gè)系統主要由太陽(yáng)能電池板、蓄電池、太陽(yáng)能控制器、雙電源供電盒組成；

使用雙電源供電時(shí)，只要其中一方有電就可以實(shí)現系統的正常運行；

當太陽(yáng)能和市電都有電的時(shí)候，優(yōu)先使用太陽(yáng)能的電量，以節省市電的使用，經(jīng)濟環(huán)保；

當蓄電池電量偏低時(shí)，自動(dòng)切換使用市電供電；

當任意一方突然斷電時(shí)，可無(wú)縫切換到另一方的供電，可大限度的保證系統的穩定供電；

技術(shù)指標

1．太陽(yáng)能板技術(shù)指標為：

輸出功率：30W

30w太陽(yáng)能電池板：

開(kāi)路電壓：21.5V

短路電流：1.97A

大功率點(diǎn)電壓：17V

大功率點(diǎn)電流：1.76A

大系統電壓：50V

2．蓄電池指標

    蓄電池選用高品質(zhì)、高性能、長(cháng)壽命閥控式密封鉛酸蓄電池，設計壽命10年（20℃）。適合于高精密度、高效能UPS、EPS等緊急備用電源設備和不間斷電源設備。

主要技術(shù)指標為：

額定電壓：12v

標準容量：25AH等

12V  25AH蓄電池:

大放電量：250A（5ec）

短周期放電電流：750A(0.1sec)

內阻：（25&deg;C，77&deg;F）:15m

大充電電流：7.5A

待機使用：2.275&plusmn;0.025V/CELL

循環(huán)使用：2.45&plusmn;0.05 V/CELL

7 GPRS無(wú)線(xiàn)通訊

7.1 概述

GPRS無(wú)線(xiàn)通訊方式。在自動(dòng)氣象站直接布線(xiàn)不方便的情況下，可以采取GPRS無(wú)線(xiàn)數據通信網(wǎng)絡(luò )的方式來(lái)傳輸氣象數據，中心氣象計算機可以與多臺PH自動(dòng)氣象站通過(guò)移動(dòng)GPRS無(wú)線(xiàn)數據通信網(wǎng)絡(luò )組成氣象監測網(wǎng)絡(luò )。

7.2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

GPRS模塊利用GPRS/CDMA 1x網(wǎng)絡(luò )平臺，實(shí)現數據信息的透明傳輸，在網(wǎng)絡(luò )結構上實(shí)現虛擬數據網(wǎng)，具備RS232/422/485或TTL電平接口，高性能、工業(yè)級，外置式，適用于使用環(huán)境惡劣的各種工業(yè)監控、交通管理、氣象等應用場(chǎng)合。

7.3 技術(shù)指標

1．GPRS基礎參數：

供電：＋5~ +36V寬電壓輸入

電源接口：內正外負

數據接口：RS232/RS485

穩定性：

主CPU：32位ARM處理器

內置軟硬件看門(mén)狗

內置TCP/IP協(xié)議棧

數據中心：

支持域名

兼容多種數據中心軟件

配置：

串口配置

超級終端，菜單配置

數據傳輸：

數據接口波特率可設

支持串口硬流控

支持標準TCP/IP協(xié)議，UDP，TCP

心跳間隔及心跳超時(shí)可設

支持永遠在線(xiàn)

Address-IMEI Mapping技術(shù)節省無(wú)線(xiàn)帶寬

2．CDMA 1x 數據：

GPRS Class 10

編碼方案：CS1 - CS4

符合SMG31bis技術(shù)規范

支持IS 707數據業(yè)務(wù)

支持153kbps的包數據速率

支持Class 2.0 Group 3

CDMA 2000擴頻機制

符合IS-95A、IS-95B CDMA空中接口標準

3．功耗：

待機：80mA@+5VDC ，30mA@+12VDC

數傳：120～350mA@+5VDC ，50～140mA@+12VDC