1.概述

农业生产是在自然条件下进行的，自然条件中的光，热、水分等都是气象因素，又是农作物生长发育的必要条件，农民说得好:“土是根，热是劲，水是命”。农作物的种类繁多，特性各异，对光、热、水的要求不同:作物在生长发育的各个不同时期对气象条件的要求也有差异。同时大风、暴雨、霜冻、干旱等自然灾害又是直接影响着农作物的珙产。

一直以来，气象数据监测都是农业增产增收的重要保障，农业气象监测的指标越多，数据越详细，生产过程也会更加精细化，生产效益才更有保证。因此随着现代农业结构的调整和精细化农业的发展，传统的天气预报已经不能准确的为农业服务，农业气象站慢慢登上了农业生产的舞台，成为了新农人必须掌握的设备。

2.系统简介

自动气象站是一种集数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。

自动气象站具体由传感器、数据采集仪、通讯系统、供电系统、整体支架、软件平台六部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、风速、风向、雨量、PM2.5/PM10等诸多要素；风速风向传感等传感器为气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。系统内置大容量FLASH存储芯片；多种通讯接口可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现气象设备与计算机监控中心的远程无线连接。

2.1系统拓扑图

2.2 产品功能

◆实时监测大气温度、大气湿度、风速、风向、雨量、PM2.5/PM10等参数；

◆数据采集仪具有数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和历史数据掉电保护等功能；

◆汉字液晶键盘人机界面，人机界面友好；

◆数据浏览功能。能提供局域网数据浏览、互联网数据浏览、手机数据浏览等多种数据浏览途径供用户选择；

◆灵活的系统组网方式。通讯功能支持MODBUS通讯协议。提供标准有线（485/232/USB）、无线（GPRS/LAN/WIFI）等多种通讯方式供用户选择。灵活与计算机组成气象监测系统；

◆可靠供电系统。提供市电、直流和太阳能系统等多种供电方式供用户选择；

◆采用全不锈钢、金属喷漆支架和野外防护箱，外形美观、耐腐蚀、抗干扰；

2.3系统特点

◆电源系统：交流220V、直流12V、太阳能等,根据用户需要选配。

◆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。

◆监测要素可按实际需求选配。模块化设计较大的方便了后期设备的调试和升级。

◆通讯方式可根据传输距离来按需要选配，为方案提供高性价比。

◆气象WEB发布系统可以让用户在局域网和互联网上随时使用浏览气象站现场气象数据。

◆客户端浏览：可以通过软件客户端，实现局域网、互联网上查询、统计气象站现场气象数据

3系统设计

3.1 系统设计目标

根据客户需求，提供能够充分体现和满足客户个性化需求的解决方案.

3.2系统设计原则

1）兼容性原则。

系统提供灵活的设置，可兼容国内外各种传感设备，进行数据采集与处理，在保证功能的前提下，可以较大限度降低系统成本。

2）易用性原则。

系统使用人员范围广，使用人员的计算机水平层次不一，很多地方缺少计算机专业人员，该系统做到操作简便，维护简单，易学易懂。

3）可靠性原则。

硬件设计时具备操作与安全保护机制，尽可能减小用户误操作导致的错误或损失。采用可靠稳定的数据传输系统，采集中心以查询方式主动调取采集器数据，具备心跳机制，断线重连机制等，保证各项性能可以长时间稳定运行。

4）安全性原则。

系统的用户根据业务的需要，具有不同的安全级别及操作权限，系统能充分发挥操作系统、数据库、应用软件三层安全保证措施，以保证数据的安全性。

5）易二次开发、易维护性原则。

采用封装技巧，建立稳定的底层工具，核心技术文档随系统发布等手段，使具有基本技术水平的系统维护人员可以在一定程度上对系统进行较复杂的维护及一般性扩充。

6）环保节能原则。

采用无污染优化的电源管理设备，可控的系统功耗。高效节能，以较小的太阳能电源系统即可实现应有功能。

4.产品配置

4.1风速传感器DX-FS-1

测量范围：□ 0～45m/s

          □ 0～70m/s

准 确 度：±(0.3+0.03V)m/s （V:风速）

分 辨 率：0.1m/s

启动风速：≤0.5m/s

4.2风向传感器DX-FX-1

测量范围：0～360°

准 确 度：±2°

启动风速：≤0.5m/s

线缆等级：额定电压：300V 温度等级：80℃

4.3翻斗式雨量计JD05

雨量计筒直径： Φ200mm

分辨率 ：0.2mm/0.5mm（可选）

刃口锐角： 40°～45°

输出方式： 脉冲型

4.4大气温湿压一体传感器DX-THP-1

温度                湿度

测量范围： -50～100℃          0～100%RH

准 确 度： ±0.5℃                ±3%RH

分 辨 率： 0.1℃                 0.1%RH

气压                

测量范围： 500～1100hPa        

准 确 度： ±1hPa            

分 辨 率： 0.1hPa            

4.5  PM2.5/PM10一体化传感器 DX-PM-1

1、测量范围：

PM2.5: 0.0-999.9μg/m3

PM10 : 0.0-1999.9μg/m3

2、相对误差：

±15%和±10μg/m3的最大误差（25℃,50%RH）

3、最小检测粒子：

0.3μm直径

4.6水温传感器DX-WT-1

测量范围：-50～100℃

             -20～50℃

  准 确 度： ±0.5℃

  仪器线长：标配：10米

  负载能力：电流型输出阻抗≤300Ω

             电压型输出阻抗≥1KΩ

4.7遥测终端机DX-RTU-1

1.硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接单总线温湿度传感器，控制继电器等），SDI接口，1路IO接口，1路脉冲输入接口，1路脉冲雨量计接口，2路模拟量4-20mA接口，1路以太网接口（可外接多种转换模块），2路12V可控电源输出，1路5V可控电源输出。

2.存储容量：16M，支持最大256G TF卡。

3.供电电压：6-24V。

4.通信功能：支持GPRS，短消息，卫星，433，以太网等多种通信方式。

4.8供电系统

现场根据情况选择供电系统，常见的有市电供电系统和太阳能供电系统。一般供电系统配备了一套太阳能电池组（12V/38AH），配合多种太阳能板（40W/100W）及太阳能充电控制器（13.8V-10A）以及蓄电池。即使在阴雨天，整体系统仍能正常工作。

太阳能板采用单晶硅太阳能基板，安装于立杆顶端，可以充分吸收太阳能，从而为系统供电。蓄电池采用铅酸免维护蓄电池，具有高能、故障率低的特点。蓄电池可安装在立杆上，也可埋在立杆旁的地下。系统电路连接可选择地下接线或者从立杆顶端接线。

4.9云平台

平台功能：可以将遥测终端机采集到的传感器数据发送到服务器上，主要用于展示各个站点的风速，风向，雨量，大气温湿压，水位，流量等信息。

其功能为：站点的管理，全部站点实时数据的查看，单个站点的实时数据历史数据、报表、曲线、历史图形、站点图片抓拍、站点视频、数据导出、EXCLE 报表、GIS 地理信息数据、单站多数据对比，多站数据对比，预警预报。