1.概述

農業生產是在自然條件下進行的，自然條件中的光，熱、水分等都是氣象因素，又是農作物生長發育的必要條件，農民說得好:“土是根，熱是勁，水是命”。農作物的種類繁多，特性各異，對光、熱、水的要求不同:作物在生長發育的各個不同時期對氣象條件的要求也有差異。同時大風、暴雨、霜凍、干旱等自然災害又是直接影響著農作物的珙產。

一直以來，氣象數據監測都是農業增產增收的重要保障，農業氣象監測的指標越多，數據越詳細，生產過程也會更加精細化，生產效益才更有保證。因此隨著現代農業結構的調整和精細化農業的發展，傳統的天氣預報已經不能準確的為農業服務，農業氣象站慢慢登上了農業生產的舞臺，成為了新農人必須掌握的設備。

2.系統簡介

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。它在工農業生產、旅游、城市環境監測和其它專業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、供電系統、整體支架、軟件平臺六部分組成。可同時監測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、PM2.5/PM10等諸多要素；風速風向傳感等傳感器為氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點。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通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實現氣象設備與計算機監控中心的遠程無線連接。

2.1系統拓撲圖

2.2 產品功能

◆實時監測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、PM2.5/PM10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、互聯網數據瀏覽、手機數據瀏覽等多種數據瀏覽途徑供用戶選擇；

◆靈活的系統組網方式。通訊功能支持MODBUS通訊協議。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測系統；

◆可靠供電系統。提供市電、直流和太陽能系統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；

2.3系統特點

◆電源系統：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境，低功耗、高穩定性、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。

◆監測要素可按實際需求選配。模塊化設計較大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，為方案提供高性價比。

◆氣象WEB發布系統可以讓用戶在局域網和互聯網上隨時使用瀏覽氣象站現場氣象數據。

◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現局域網、互聯網上查詢、統計氣象站現場氣象數據

3系統設計

3.1 系統設計目標

根據客戶需求，提供能夠充分體現和滿足客戶個性化需求的解決方案.

3.2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，進行數據采集與處理，在保證功能的前提下，可以較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專業人員，該系統做到操作簡便，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，盡可能減小用戶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定運行。

4）安全性原則。

系統的用戶根據業務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統能充分發揮操作系統、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）易二次開發、易維護性原則。

采用封裝技巧，建立穩定的底層工具，核心技術文檔隨系統發布等手段，使具有基本技術水平的系統維護人員可以在一定程度上對系統進行較復雜的維護及一般性擴充。

6）環保節能原則。

采用無污染優化的電源管理設備，可控的系統功耗。高效節能，以較小的太陽能電源系統即可實現應有功能。

4.產品配置

4.1風速傳感器DX-FS-1

測量范圍：□ 0～45m/s

          □ 0～70m/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

4.2風向傳感器DX-FX-1

測量范圍：0～360°

準 確 度：±2°

啟動風速：≤0.5m/s

線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

4.3翻斗式雨量計JD05

雨量計筒直徑： Φ200mm

分辨率 ：0.2mm/0.5mm（可選）

刃口銳角： 40°～45°

輸出方式： 脈沖型

4.4大氣溫濕壓一體傳感器DX-THP-1

溫度                濕度

測量范圍： -50～100℃          0～100%RH

準 確 度： ±0.5℃                ±3%RH

分 辨 率： 0.1℃                 0.1%RH

氣壓                

測量范圍： 500～1100hPa        

準 確 度： ±1hPa            

分 辨 率： 0.1hPa            

4.5  PM2.5/PM10一體化傳感器 DX-PM-1

1、測量范圍：

PM2.5: 0.0-999.9μg/m3

PM10 : 0.0-1999.9μg/m3

2、相對誤差：

±15%和±10μg/m3的最大誤差（25℃,50%RH）

3、最小檢測粒子：

0.3μm直徑

4.6水溫傳感器DX-WT-1

測量范圍：-50～100℃

             -20～50℃

  準 確 度： ±0.5℃

  儀器線長：標配：10米

  負載能力：電流型輸出阻抗≤300Ω

             電壓型輸出阻抗≥1KΩ

4.7遙測終端機DX-RTU-1

1.硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接單總線溫濕度傳感器，控制繼電器等），SDI接口，1路IO接口，1路脈沖輸入接口，1路脈沖雨量計接口，2路模擬量4-20mA接口，1路以太網接口（可外接多種轉換模塊），2路12V可控電源輸出，1路5V可控電源輸出。

2.存儲容量：16M，支持最大256G TF卡。

3.供電電壓：6-24V。

4.通信功能：支持GPRS，短消息，衛星，433，以太網等多種通信方式。

4.8供電系統

現場根據情況選擇供電系統，常見的有市電供電系統和太陽能供電系統。一般供電系統配備了一套太陽能電池組（12V/38AH），配合多種太陽能板（40W/100W）及太陽能充電控制器（13.8V-10A）以及蓄電池。即使在陰雨天，整體系統仍能正常工作。

太陽能板采用單晶硅太陽能基板，安裝于立桿頂端，可以充分吸收太陽能，從而為系統供電。蓄電池采用鉛酸免維護蓄電池，具有高能、故障率低的特點。蓄電池可安裝在立桿上，也可埋在立桿旁的地下。系統電路連接可選擇地下接線或者從立桿頂端接線。

4.9云平臺

平臺功能：可以將遙測終端機采集到的傳感器數據發送到服務器上，主要用于展示各個站點的風速，風向，雨量，大氣溫濕壓，水位，流量等信息。

其功能為：站點的管理，全部站點實時數據的查看，單個站點的實時數據歷史數據、報表、曲線、歷史圖形、站點圖片抓拍、站點視頻、數據導出、EXCLE 報表、GIS 地理信息數據、單站多數據對比，多站數據對比，預警預報。