JT-2001型自動氣象站
1概述
1.1 產品簡介
JT-2001型高速公路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(tǒng)。它在工農業(yè)生產、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它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(tǒng)、供電系統(tǒng)、整體支架、軟件平臺六部分組成?？赏瑫r監(jiān)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傳感器，具有高精度高可靠性的特點。系統(tǒng)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(xiàn)氣象設備與計算機監(jiān)控中心的遠程無線連接。
1.2 產品功能
◆實時監(jiān)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(lián)網數據瀏覽、數據瀏覽等多種數據瀏覽途徑供用戶選擇；
◆靈活的系統(tǒng)組網方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)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(jiān)測系統(tǒng)；
◆可靠供電系統(tǒng)。提供市電、直流和太陽能系統(tǒng)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(tǒng)特點
◆電源系統(tǒng)：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(huán)境，低功耗、高穩(wěn)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(jiān)測要素可按實際需求選配。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按需要選配，為方案提供高的性價比。
◆氣象WEB發(fā)布系統(tǒng)可以讓用戶在局域網和互聯(lián)網上隨時使用瀏覽氣象站現(xiàn)場氣象數據。
◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現(xiàn)局域網、互聯(lián)網上查詢、統(tǒng)計氣象站現(xiàn)場氣象數據.
2系統(tǒng)設計
2.1 系統(tǒng)設計目標
根據客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個性化需求的解決方案.
2.2 系統(tǒng)設計原則
1）兼容性原則。
系統(tǒng)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，可以大限度降低系統(tǒng)成本。
2）易用性原則。
系統(tǒng)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(tǒng)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，大限度減小用戶誤操作導致的錯誤或損失。采用可靠穩(wěn)定的數據傳輸系統(tǒng)，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(wěn)定運行。
4）安全性原則。
系統(tǒng)的用戶根據業(yè)務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統(tǒng)能充分發(fā)揮操作系統(tǒng)、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(fā)、易維護性原則。
采用封裝技巧，建立穩(wěn)定的底層工具，核心技術文檔隨系統(tǒng)發(fā)布等手段，使具有基本技術水平的系統(tǒng)維護人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進行較復雜的維護及一般性擴充。
6）環(huán)保節(jié)能原則。
采用無污染優(yōu)化的電源管理設備，可控的系統(tǒng)功耗。高效節(jié)能，以較小的太陽能電源系統(tǒng)即可實現(xiàn)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 | 型號 | 數量 | 參數 |
大氣溫度傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：-50～99.99℃，分辨率：0.1℃，精度：±0.5℃ |
大氣濕度傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～99.99%RH，分辨率：0.1%RH，精度：±5% |
風速傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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） |
照度傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～200000Lux，分辨率：10Lux，精度：±7% |
數據采集儀 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 2米金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩(wěn)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*適用于野外無人值守觀測站點 |
雙電源供電系統(tǒng) | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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 | 錦泰物聯(lián) | 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(lián)網云平臺 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | B/S架構無線系統(tǒng)平臺，可導出數據，繪制波形圖、報表、數據上傳、支持PC、平板、登錄查看，即可使用分配的用戶名和密碼進入管理平臺。 |
客戶端 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 隨時隨地進行數據監(jiān)控、查詢及控制，方便高效 |
3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(xié)議，方便用戶實現(xiàn)系統(tǒng)集成或二次開發(fā)。
本數據采集儀具有技術優(yōu)良、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(yè)生產、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它領域都有廣泛的用途。
3.2 主要技術參數
內核： ARM 32位Cortex-M3 CPU
系統(tǒng)時鐘：高可達72MHz
指令執(zhí)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(wěn)定性：具有看門狗電路，自動復位功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)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(xiàn)U盤存儲；
功能要求：智能采集、轉發(fā)、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(huán)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(xiàn)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(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，方便用戶實現(xiàn)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(fā)、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(xié)議，供用戶實現(xiàn)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(xiàn)U盤存儲功能，實現(xiàn)大量數據的存儲；
7．可現(xiàn)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，抗外界力強；
9.支持時間校準功能；支持、標準MODBUS雙協(xié)議切換；
10傳感器通道：多路 擴展存儲：U盤存儲 通訊波特率：9600bps
4傳感器
4.1 大氣溫濕度傳感器
產品簡介
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(wěn)定性好等特點。儀器體積小巧，安裝方便且便攜，性能可靠；采用專有線路，線性好，負載能力強，傳輸距離長，抗力強?？蓮V泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農業(yè)及交通等領域的溫度測量。
技術參數
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
接線方式：RS-485信號：4線
RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）
響應時間：<1s，測量穩(wěn)定時間：1s<>
負載電阻：電壓型：RL≥1K，電流型：RL≤300Ω
工作溫度：-50℃~99.99℃ 相對濕度：0～99.99%
產品功耗：180mW
4.2 風速傳感器
產品簡介
風速傳感器采用三風杯結構，風杯選用碳纖維材料，強度高，啟動好；杯體內置信號處理單元能根據用戶需求輸出相應風速信號，本產品具有量程大、線性好、精度高、靈敏度高、抗干擾能力強、觀測方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點；可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農業(yè)及交通等領域。
技術參數
測量范圍：0～45m/s
準 確 度：±(0.3+0.03V)m/s（V:風速）
分 辨 率：0.1m/s
啟動風速：≤0.5m/s
供電方式：DC5V
接線方式：電壓型：3線
信號輸出：脈沖信號
結構：工程碳纖維材質，旋轉三風杯式結構，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
響應時間：<1s，測量穩(wěn)定時間：1s<>
負載能力：電壓型輸出阻抗≥1KΩ
工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃
濕度≤99.99%RH
防護等級：IP45
線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃
4.3 風向傳感器
產品簡介
風向傳感器內部采用精密電位器，并選用低慣性輕金屬風向標響應風向，靈敏度高，精度高，動態(tài)特性好。精密信號處理單元可根據用戶需求輸出各種信號。本產品具有線性好、觀測方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，且非接觸式電子風向傳感器比電刷式風向電位器使用壽命更長，無死區(qū)，更靈敏。該可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農業(yè)及交通等領域。
技術參數
測量范圍：0～360°
準 確 度：±3°
啟動風速：≤0.5m/s
供電方式：DC5V
接線方式：電壓型：3線
信號輸出：電壓型：0～5V
結構：工程碳纖維材質，尾翼式結構，磁電式原理，旋轉無接觸，*，靈敏度更高
大回轉半徑：105mm
整體高度：200mm
響應時間：<1s，測量穩(wěn)定時間：1s<>
負載能力：電壓型輸出阻抗≥1KΩ
工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃
濕度≤99.99%RH
防護等級：IP45
線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃
4.4 雨量傳感器
產品簡介
雨量傳感器適用于氣象臺（站）、水文站、農林、國防等有關部門，用來遙測液體降水量、降水強度、降水起止時間。本儀器嚴格按照SL61-2003水文自動測報系統(tǒng)規(guī)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、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測報系統(tǒng)、自動野外測報站。
技術參數
承水口徑：Ф200 ± 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：≤4mm/min
分 辨 率：0.2mm（6.28ml）
準 確 度：±4%（室內靜態(tài)測試，雨強為2mm/min）
輸出信號：開關接點通斷信號
工作溫度：0～50℃
貯存溫度：-10℃～50℃
產品重量：承水桶重1700 g ，總重3300 g
4.5 照度傳感器
產品簡介
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。用戶可根據不同測量場所配置不同的量程，具有測量范圍寬，線性度好，防水性好，安裝方便，適于遠距離傳輸等特點。可廣泛用于農業(yè)大棚、城市照明等場所。
技術參數
波長范圍：380nm～730nm
測量范圍：0～200000Lux
分 辨 率：10Lux
準 確 度：±7%
供電方式：DC12V
接線方式：RS-485信號：4線
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
產品重量：170 g
5 支架配置
2米金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩(wěn)固，外觀美觀，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*適用于野外無人值守觀測站點；
6雙電源供電系統(tǒng)
系統(tǒng)可實現(xiàn)雙電源供電，即太陽能和市電雙電源供電。整個系統(tǒng)主要由太陽能電池板、蓄電池、太陽能控制器、雙電源供電盒組成；
使用雙電源供電時，只要其中一方有電就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行；
當太陽能和市電都有電的時候，優(yōu)先使用太陽能的電量，以節(jié)省市電的使用，經濟環(huán)保；
當蓄電池電量偏低時，自動切換使用市電供電；
當任意一方突然斷電時，可無縫切換到另一方的供電，可大限度的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定供電；
技術指標
1．太陽能板技術指標為：
輸出功率：30W
30w太陽能電池板：
開路電壓：21.5V
短路電流：1.97A
大功率點電壓：17V
大功率點電流：1.76A
大系統(tǒng)電壓：50V
2．蓄電池指標
蓄電池選用高品質、高性能、長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°C，77°F）:15m
大充電電流：7.5A
待機使用：2.275±0.025V/CELL
循環(huán)使用：2.45±0.05 V/CELL
7 GPRS無線通訊
7.1 概述
GPRS無線通訊方式。在自動氣象站直接布線不方便的情況下，可以采取GPRS無線數據通信網絡的方式來傳輸氣象數據，中心氣象計算機可以與多臺PH自動氣象站通過移動GPRS無線數據通信網絡組成氣象監(jiān)測網絡。
7.2 產品簡介
GPRS模塊利用GPRS/CDMA 1x網絡平臺，實現(xiàn)數據信息的透明傳輸，在網絡結構上實現(xiàn)虛擬數據網，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(jiān)控、交通管理、氣象等應用場合。
7.3 技術指標
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(wěn)定性：
主CPU：32位ARM處理器
內置軟硬件看門狗
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可設
支持永遠在線
Address-IMEI Mapping技術節(jié)省無線帶寬
2．CDMA 1x 數據：
GPRS Class 10
編碼方案：CS1 - CS4
符合SMG31bis技術規(guī)范
支持IS 707數據業(yè)務
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
