大氣探測自動氣象站

大氣探測自動氣象站第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一自動氣象觀測系統(tǒng)自動進行氣象觀測業(yè)務(wù)和資料收集處理傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集計算機和數(shù)據(jù)通訊線路組成自動氣象站——專指用于氣象常規(guī)天氣觀測業(yè)務(wù)的自動觀測系統(tǒng)。專業(yè)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成傳感器把自然界的變量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)函數(shù)關(guān)系的可測的電量數(shù)據(jù)采集計算機將傳感器的電信號放大、轉(zhuǎn)換成計算機可處理的數(shù)據(jù)并進行存儲、顯示通訊線路將局地的、單站和數(shù)據(jù)中心連接起來，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的傳送和控制指令的交換。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成被測量感應(yīng)元件信號調(diào)理部分顯示輸出部分輸出量傳感器信號調(diào)理電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路中央處理器CPU顯示器存儲器移動存儲通訊接口打印機語音接口視頻音頻交換網(wǎng)絡(luò)

電源第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為特定的工作目的和數(shù)據(jù)需求進行設(shè)計傳感器特性——符合測量目的的要求信號特性——易于傳送和轉(zhuǎn)換的電信號采集特性——采樣周期、轉(zhuǎn)換方式、速度計算機特性——字長、容量、速度、接口軟件特性——標(biāo)度、存儲、統(tǒng)計、輸出通訊方案——通訊介質(zhì)、編碼、速度第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器特性靜態(tài)特性：測量范圍、準(zhǔn)確度、分辨率、靈敏度動態(tài)特性：起動風(fēng)速、慣性、距離常數(shù)第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器信號特性模擬量和數(shù)字量模擬量——數(shù)字量——抗干擾能力信號隔離電磁兼容性線路衰減第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器信號特性溫度：鉑電阻——恒流源四線制石英晶體——頻率信號濕度：干濕球鉑電阻——恒流源四線制濕敏電容——經(jīng)變換器電壓輸出信號第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器信號特性氣壓：壓敏電容式——變換器輸出電壓信號

4~20mA電流環(huán)信號振筒式——周期變化的信號雨量：翻斗式雨量計——短路負(fù)脈沖信號輻射：熱電堆——mV電壓信號第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器信號特性風(fēng)向:編碼式——葛雷碼并行信號旋轉(zhuǎn)電位器——電壓信號風(fēng)速：光電式——脈沖信號發(fā)電機式——交流頻率信號超聲風(fēng)速儀——RS485/RS232第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一傳感器信號傳輸?shù)谋Ｗo和隔離傳輸?shù)谋Ｗo屏蔽——屏蔽電纜、鎧裝電纜過壓保護——間隙放電保護、TVS過流保護——保險絲、過流保護器件傳輸?shù)母綦x光耦合——光耦合器件——信號隔離磁耦合——隔離變壓器——功率隔離第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機中央處理器CPU傳感器I/O設(shè)備I/ORAMROM第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機接口電路信號隔離電路（光電耦合電路）信號調(diào)理電路（放大器、變換器）信號轉(zhuǎn)換電路脈沖信號——頻率/周期測量計數(shù)電路編碼信號——并行接口輸入事件信號——中斷/查詢輸入模擬信號——A/D轉(zhuǎn)換電路第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機存儲電路磁記錄器硬盤軟盤半導(dǎo)體（固體）記錄器RAMEEPROMFLASHEEPROM（RAM）DATALOG第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機人-機接口電路輸入電路鍵盤按鈕顯示接口電路LEDLCDCRT第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機通訊接口電路串行接口電路串行傳輸總線RS232C、RS422、RS485USBBUS、BITBUS、CANBUS數(shù)據(jù)通訊線路公用話路：有線電話、移動電話、短信息專用信道：UHF/VHF、衛(wèi)星或微波信道互聯(lián)網(wǎng)第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集試驗子站傳感器接口電路通訊接口數(shù)據(jù)采集處理器時鐘ZDQ第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)野外子站氣象傳感器水文傳感器氣象傳感器氣象傳感器水文傳感器數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換單元水質(zhì)分析數(shù)據(jù)采集單元數(shù)據(jù)采集子站主控單元MODEM子站顯示打印單元直流不間斷電源ZDQ第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集計算機單元原理圖ZDQ第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)采集試驗系統(tǒng)長途電話網(wǎng)、葵涌壩光南澳西涌分中心廣州中心ZDQ第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一自動氣象站第21頁，共24頁，2023年，2月20日