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区域自动气象站
来源:深圳市气象局 更新时间:2019年4月18日

  一、介绍

  自动气象站是指在某一地区根据需要,建设的能够自动探测多个要素,无需人工干预,即可自动生成报文,定时向中心站传输探测数据的气象站,是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。能够用于对风速、风向、雨量、气温、湿度、气压等常规六个气象要素进行全天候现场监测,还可增配能见度、太阳辐射、土壤水分等传感器。

  系统特点

  可靠运行于各种恶劣的野外环境,低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。

  完善的防雷击、抗干扰等保护措施。

  硬件和软件均采用模块组合式开放性设计,可灵活组合使用。

  气象传感器可根据需要选配。

  通讯方式可根据需要选配。

  电源系统可根据需要选配。

自动气象站系统功能图

  二、工作原理

  自动气象站的基本原理是传感器将对应气象要素的变化转换成电信号的相应变化,这种变化由单片机控制的数据采集器所采集,进行线性化和定标处理,实现工程量到要素量的转换,并对数据进行质量控制。经过预处理后得出各个气象要素的实时值,然后由通信模块传输到中心站的微机上。

  三、硬件构成

  自动气象站有多种类型,其结构基本相同,主要由采集器、传感器、系统电源、通信接口及外围设备等组成。

  1、采集箱①

  机箱材料抗腐蚀,防红外线辐射,防化学物质和大气的侵蚀。其表面用金属防辐射喷涂成白色防止太阳辐射和沉降物质(冰,树枝)。机壳密闭防尘防水。机壳门向右开成190度角,密封采用锻压聚氨酯泡沫垫圈而成。同时,BOX501机壳底盘安装了了压力补偿元件,用来补偿由温差造成的压差变化。这种薄膜元件连同质地精良的塑材有效地防止机壳内水汽的凝结。

  所有传感器,电源及通讯设备均通过机内密闭的接口连接到设备上。每个接头都用标签标识。

  采集箱内含:数据采集器,电源适配器,电池充电模块,信号防雷模块,交流电源防雷模块集线器等模块单元。

  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。数据存储器至少能存储30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。

采集器

  2、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:

  风向②——单翼风向传感器 风速②——风杯风速传感器 风向风速一体化③——超声风传感器

  气压④——硅电容式压力传感器 气温⑤——铂电阻温度传感器 湿度⑤——薄膜电容湿度传感器 雨量⑥——翻斗式雨量传感器

  能见度⑦——天气现象传感器

  测量参数

  自动气象站通常测量的参数如下:

  三、自动气象站建设基本要求

  1、选址要具备地域代表性,能代表测点周围一定范围内的平均气象状况,确保观测资料满足代表性、准确性和比较性要求。

  2、四周应空旷平坦,保持气流畅通和自然光照,保证仪器的感应面通风和不受遮阴。

  3、站点周边10m范围内不能有影响源,周边障碍物的高度距离比小于1/3。

  4、场地大小要求为5m×5m,不低小于2m×2m,无需用地审批。

  5、现场有良好移动运营商网络信号,以确保数据采集传输的及时性和稳定性。

  8、现场最好具备220V市电接入条件,但必须具备太阳能电池安装条件,确保市电中断情况下自动气象站可以不间断运行。

  9、场地环境安全,受人为干扰少,可确保设备安全。