新型自動(dòng)氣象站技術(shù)

DZZ5型

（CAWS3000）

新型自動(dòng)氣象站2011年11月15日楊志勇一、新型自動(dòng)氣象站的研發(fā)歷程

二、新型自動(dòng)氣象站采用的新技術(shù)

三、新型自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

四、新型自動(dòng)氣象站的采集器技術(shù)

五、新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)

六、新型自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)處理方法

七、新型自動(dòng)氣象站的實(shí)際應(yīng)用新型自動(dòng)氣象站技術(shù)一、新型自動(dòng)氣象站的研發(fā)★從2003年起中國氣象局就開始醞釀新一代自動(dòng)氣象站的研發(fā)；★從2006年底至2007進(jìn)行了氣候站的考核，該類型氣候站基本上是參考美國氣候站標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；★從2007年開始確定對(duì)新型自動(dòng)站的考核工作；★在2007年底，中國氣象局確定了新型自動(dòng)站采?。航y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一功能、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一規(guī)范的設(shè)計(jì)思路從新設(shè)計(jì)新型自動(dòng)氣象站。重新編制了《新型自動(dòng)氣象站功能需求書》；★從2008年開始中國氣象局組織四個(gè)生產(chǎn)廠家，聯(lián)合重新設(shè)計(jì)新型自動(dòng)氣象站的主采集器；之后各廠家獨(dú)立完成成套產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)；★2008年10月進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試★2009年1月開始安裝，3月至10月進(jìn)行野外的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，2009年11月進(jìn)行復(fù)檢測(cè)試；★2010年1月按照新要求改進(jìn)，增加溫濕度分采集器的研制；★2010年9月～10月靜態(tài)測(cè)試；★2011年6月完成考核，并完成了新型自動(dòng)氣象站的設(shè)備定型工作。新型自動(dòng)氣象站研發(fā)歷程（1）根據(jù)2009～2010年的考核試驗(yàn)結(jié)果，中國氣象局對(duì)新型自動(dòng)氣象站進(jìn)行產(chǎn)品定型；（2）考核站型比較完整，定型產(chǎn)品只對(duì)其中的一部分進(jìn)行了定型；（3）定型部件包括：主采集器系統(tǒng)+常規(guī)六要素，地溫分采集器系統(tǒng)+10層地溫傳感器，輻射分采集器。（4）按照氣象行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，華云公司的新型自動(dòng)氣象站產(chǎn)品的型號(hào)命名為：DZZ5。（5）公司原來的型號(hào)CAWS3000型自動(dòng)氣象站，包括：主采集器、溫濕、氣候、輻射、地溫、土壤水分分采系統(tǒng)，觀測(cè)要素幾乎包含地面觀測(cè)的全部要素。新型自動(dòng)氣象站產(chǎn)品定型新型自動(dòng)氣象站的定型產(chǎn)品新型自動(dòng)站設(shè)計(jì)思想◆統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)◆統(tǒng)一功能◆統(tǒng)一結(jié)構(gòu)◆統(tǒng)一方法◆統(tǒng)一規(guī)范新型自動(dòng)氣象站設(shè)計(jì)思想新型自動(dòng)站與一代站的主要差別新型自動(dòng)氣象站技術(shù)特點(diǎn)新型自動(dòng)站一代站標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)各異采集系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)主、分多采集器結(jié)構(gòu)方式單一采集器方式總線式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)主采集器采用linux操作系統(tǒng)管理，支持多進(jìn)程。單循環(huán)控制系統(tǒng)加載文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以文件形式。以記錄方式存儲(chǔ)增加了數(shù)據(jù)質(zhì)量控制信息無觀測(cè)要素齊全擴(kuò)展以及組配方便、靈活。固定要素氣象要素測(cè)量技術(shù)指標(biāo)保持不變，采樣速率提高。新型自動(dòng)氣象站的優(yōu)點(diǎn)新型自動(dòng)氣象站技術(shù)特點(diǎn)★功能強(qiáng)，綜合處理能力強(qiáng)數(shù)據(jù)處理速度快，數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，采用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)，增加了數(shù)據(jù)質(zhì)量控制信息。支持多串口、多種通訊方式、支持WebServer訪問功能等等?！飻U(kuò)充方便

通過外部總線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)的隨意擴(kuò)展及裁減?！舫Ｒ?guī)六要素可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立標(biāo)定

風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、雨量、氣壓可以實(shí)現(xiàn)脫離采集器系統(tǒng)，對(duì)傳感器獨(dú)立進(jìn)行標(biāo)定。新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)測(cè)量要素范圍分辨力最大允許誤差氣壓500hPa～1100hPa0.1hPa±0.3hPa氣溫-50℃～50℃0.1℃±0.2℃相對(duì)濕度5%～100%RH1%±3%（≤80%）±5%（＞80%）露點(diǎn)溫度-60℃～50℃0.1℃±0.5℃風(fēng)向0～360°3°±5°風(fēng)速0～60m/s0.1m/s±（0.5+0.03V）m/s降水量翻斗0.1mm：雨強(qiáng)0～4mm/min0.1mm±0.4mm（≤10mm）±4%（＞10mm）翻斗0.5mm：雨強(qiáng)0～10mm/min0.5mm±5%（雨強(qiáng)≤4mm/min）±8%（雨強(qiáng)＞4mm/min）稱重：0～200mm0.1mm0.1%FS蒸發(fā)量0～100mm0.1mm±0.2mm（≤10mm）±2%（＞10mm）測(cè)量技術(shù)指標(biāo)——常規(guī)要素測(cè)量技術(shù)指標(biāo)新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)測(cè)量技術(shù)指標(biāo)——?dú)夂蛞販y(cè)量技術(shù)指標(biāo)測(cè)量要素范圍分辨力最大允許誤差氣溫-50℃～50℃0.01℃±0.1℃風(fēng)速0～60m/s0.1m/s±（0.5+0.03V）m/s降水量翻斗0.1mm：雨強(qiáng)0～4mm/min0.1mm±0.4mm（≤10mm）±4%（＞10mm）翻斗0.5mm：雨強(qiáng)0～10mm/min0.5mm±5%（雨強(qiáng)≤4mm/min）±8%（雨強(qiáng)＞4mm/min）稱重：0～200mm0.1mm0.1%FS紅外地表溫度-50℃～80℃0.1℃±0.4℃新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)測(cè)量技術(shù)指標(biāo)——輻射要素測(cè)量技術(shù)指標(biāo)測(cè)量要素范圍分辨力最大允許誤差日照0～24h1min±0.1h總輻射0～1400W/m25W/m2±5%（日累計(jì)）凈輻射-200-1400W/m21MJ/m2d±0.4MJ/m2d（≤8MJ/m2d）±5%（＞8MJ/m2d）直接輻射0～1400W/m21W/m2±1%（日累計(jì)）散射輻射5W/m2±5%（日累計(jì)）反射輻射5W/m2±5%（日累計(jì)）UV0-200W/m20.1W/m2±5%（日累計(jì)）UVA0-200W/m20.1W/m2±5%（日累計(jì)）UVB0-200W/m20.1W/m2±5%（日累計(jì)）光合有效輻射2-2000μmolm-2s-11μmolm-2s-1±10%（日累計(jì)）大氣長波輻射0-2000W/m21W/m2±5%（日累計(jì)）地球長波輻射0-2000W/m21W/m2±5%（日累計(jì)）新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)測(cè)量技術(shù)指標(biāo)——地溫及土壤水分要素測(cè)量技術(shù)指標(biāo)測(cè)量要素范圍分辨力最大允許誤差地表溫度-50℃～80℃0.1℃-50～50℃：±0.2℃50～80℃：±0.5℃淺層地溫-40℃～60℃0.1℃±0.3℃深層地溫-30℃～40℃0.1℃±0.3℃紅外地表溫度-50℃～80℃0.1℃±0.4℃土壤水分0-100%土壤體積含水量0.1%±1%（≤40%）±2%（＞40%）功耗技術(shù)要求主采集器功耗不大于2W，分采集器功耗不大于0.5W，溫濕智能測(cè)量傳感器功耗不大于0.25W。新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)主采集器內(nèi)部存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)1小時(shí)的采樣瞬時(shí)值、7天的瞬時(shí)氣象（分鐘）值、1月的正點(diǎn)氣象要素值，以及相應(yīng)的導(dǎo)出量和統(tǒng)計(jì)量等。采集數(shù)據(jù)的外存儲(chǔ)器（卡）：以文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)，能夠存儲(chǔ)至少6個(gè)月全要素分鐘數(shù)據(jù)，全部數(shù)據(jù)以FAT的文件方式存入，終端計(jì)算機(jī)通過通用讀卡器可方便讀取。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)要求供電技術(shù)要求自動(dòng)氣象站的供電電源為12V蓄電池。由輔助電源對(duì)蓄電池浮充電，在有市電的地方，一般優(yōu)選市電作為輔助電源，無市電的地方，可選的輔助電源有：柴油發(fā)電機(jī)、太陽能電池板等。蓄電池的容量必須保證自動(dòng)氣象站能在脫離輔助電源的條件下連續(xù)工作7天。并在蓄電池電壓低到不足以維持符合質(zhì)量要求的觀測(cè)工作前兩天發(fā)出報(bào)警信息。個(gè)別功耗較大只適用于交流供電的傳感器或裝置（如通風(fēng)防輻射罩、直接輻射、天氣現(xiàn)象等）允許將輔助電源斷電時(shí)間減少到不小于2小時(shí)。使用市電作輔助電源的，市電電壓允許波動(dòng)范圍為220V±30%，并提供市電斷電及時(shí)報(bào)警功能。新型自動(dòng)氣象站技術(shù)指標(biāo)二、新型自動(dòng)氣象站所采用的新技術(shù)新型自動(dòng)氣象站采用的技術(shù)新型自動(dòng)氣象站采用的關(guān)鍵技術(shù)新型自動(dòng)氣象站采用的技術(shù)◆嵌入式系統(tǒng)技術(shù)即：主采集器采用嵌入式系統(tǒng)，32位ARM9標(biāo)準(zhǔn)CPU，Linux操作系統(tǒng)◆外部總線技術(shù)即：數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，CAN總線技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其代表了高性能、綜合處理強(qiáng)大等等含義。

目前廣泛應(yīng)用的是ARM架構(gòu)的32位處理系統(tǒng)。其主要是ARM7系列、RAM9系列等。

嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)有本質(zhì)的差別，其特點(diǎn)：功能強(qiáng)、通用性好、功耗低、成本及外形尺寸適中。嵌入式系統(tǒng)無論是從結(jié)構(gòu)方面還是從基本功能方面與PC機(jī)有許多相近的地方，類似一個(gè)小型化的PC機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)★嵌入式微處理器★內(nèi)部處理電路部件★外圍硬件設(shè)備★嵌入式操作系統(tǒng)（采集器系統(tǒng)管理程序）★應(yīng)用程序（采集器處理程序）嵌入式系統(tǒng)的組成部分嵌入式采集系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)CPUARM7RAM932位微處理器復(fù)位電路FALSH程序存儲(chǔ)器看門狗電路FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM存儲(chǔ)器時(shí)鐘電路CF控制器RJ45網(wǎng)絡(luò)控制器USB接口控制器鍵盤控制器顯示控制器CF存儲(chǔ)卡USB接口部件計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)鍵盤顯示器基本電路外部設(shè)備電路CAN驅(qū)動(dòng)RS485驅(qū)動(dòng)RS232驅(qū)動(dòng)RS232驅(qū)動(dòng)RS485驅(qū)動(dòng)RS232擴(kuò)展RS232擴(kuò)展電源模擬測(cè)量電路數(shù)字測(cè)量電路數(shù)字信號(hào)傳感器通訊接口電路外部設(shè)備控制電路CAN總線485總線串口通訊部件串口通訊部件485通訊部件串口通訊部件（如：氣壓傳感器）串口通訊部件（如：能見度傳感器）通訊設(shè)備部件測(cè)量電路傳感器部件模擬信號(hào)傳感器RS232擴(kuò)展電源控制電路CAN總線嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制管理的操作系統(tǒng)。包括：軟硬件的管理、時(shí)序的控制、系統(tǒng)資源的分配、任務(wù)的調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域的保護(hù)、并發(fā)處理的控制等等。按照需求不同一般可分為：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：強(qiáng)調(diào)的是任務(wù)處理實(shí)時(shí)性。分時(shí)操作系統(tǒng)：按照時(shí)間片劃分實(shí)行多任務(wù)管理。多任務(wù)操作系統(tǒng)：穩(wěn)定可靠的多任務(wù)管理。嵌入式操作系統(tǒng)常用的嵌入式操作系統(tǒng)◆Linux操作系統(tǒng)◆μC/osⅡ操作系統(tǒng)◆WindowsCE操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)下軟件組成◆啟動(dòng)程序（硬件啟動(dòng)基本程序）◆引導(dǎo)程序（相當(dāng)于PC機(jī)的BIOS程序）◆操作系統(tǒng)內(nèi)核程序（操作系統(tǒng)）★用戶應(yīng)用程序（采集處理程序）嵌入式操作系統(tǒng)外部總線技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以及控制處理過程中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)測(cè)量控制現(xiàn)場(chǎng)中的各種不同類型、不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之間的進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)或控制命令的通訊傳輸。外部總線技術(shù)外部總線技術(shù)特點(diǎn)◆現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通訊傳輸◆使用簡單的連線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊◆采用串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊◆數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠

◆可實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間通訊連接外部總線技術(shù)

外部總線技術(shù)在氣象、水文等探測(cè)領(lǐng)域中使用比較多的三種總線方式：★RS485方式★CAN總線方式★SDI-12方式RS485總線結(jié)構(gòu)RS485比較通用的協(xié)議：ModBus協(xié)議RS-485標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行長距離、多點(diǎn)的異步串行數(shù)據(jù)通訊。一條RS-485總線最多可以掛256個(gè)設(shè)備。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，只能實(shí)現(xiàn)“一主多從”的通訊方式。

CAN總線技術(shù)CAN總線常用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議：CANOpen協(xié)議

CAN總線（ControllerAreaNetwork控制器局域網(wǎng)絡(luò)）帶有硬件控制器可以避免競(jìng)爭沖突，可以實(shí)現(xiàn)多主方式。特點(diǎn)：通訊速度快，可實(shí)現(xiàn)“多主多從”的通訊方式。

SDI總線(Serialdigitalinterface)是連接基于帶微處理器傳感器的標(biāo)準(zhǔn)接口，在應(yīng)用連接方面更為方便。SDI總線只使用3根線，12V電源線、電線和數(shù)據(jù)線。SDI總線的通訊距離比較近，速率比較慢。

SDI總線傳輸速率一般在1200bps，幾十米（200英尺）的通訊距離。

SDI總線技術(shù)三、新型自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新型自動(dòng)氣象站采用的技術(shù)新型自動(dòng)氣象站采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新型自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ARM9嵌入式系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)CAN總線ARM7系統(tǒng)包括：氣候分采輻射分采地溫分采溫濕分采土壤水分分采海洋觀測(cè)分采等等風(fēng)向風(fēng)向溫度雨量濕度氣壓蒸發(fā)地溫輻射等終端計(jì)算機(jī)GPS授時(shí)器數(shù)據(jù)通訊終端+外部總線+傳感器+分采集器+外圍設(shè)備主采集器★CAWS3000（DZZ5）型自動(dòng)氣象站是中國華云公司參照由中國氣象局頒發(fā)的《新型自動(dòng)氣象站功能需求書》而專門設(shè)計(jì)研發(fā)的新型自動(dòng)氣象站產(chǎn)品?！镌摦a(chǎn)品完全遵循了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一功能、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一規(guī)范的原則，完全符合《新型自動(dòng)氣象站功能需求書》的要求。能夠全面提升地面氣象觀測(cè)的自動(dòng)化水平，能夠準(zhǔn)確地觀測(cè)天氣、氣候要素變化以及大大提高綜合觀測(cè)處理能力?！镌摦a(chǎn)品經(jīng)過了由中國氣象局大氣探測(cè)中心組織的各種考核試驗(yàn)，包括：靜態(tài)測(cè)試、野外動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、復(fù)檢測(cè)試、以及其他專項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)試等，滿足設(shè)計(jì)要求?！顲AWS3000（DZZ5）自動(dòng)氣象站可以應(yīng)用于國氣象局的下一代國家級(jí)基準(zhǔn)站、基本站等。同時(shí)，可以廣泛地應(yīng)用到各種相關(guān)的行業(yè)，諸如：農(nóng)業(yè)、環(huán)保、水文、交通、能源等領(lǐng)域。在應(yīng)對(duì)氣候變化的研究、人民日常生活保障、防止自然災(zāi)害等方方面面，都有著非常廣泛的應(yīng)用。

CAWS3000型自動(dòng)站總體設(shè)計(jì)

★CAWS3000（DZZ5）型自動(dòng)氣象站由主采集器加氣候分采集器、輻射分采集器、地溫分采集器和土壤水分分采集器構(gòu)成系統(tǒng)?！锊杉髦g采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊?！镏鞑杉飨到y(tǒng)與終端計(jì)算機(jī)采用長線進(jìn)行串口數(shù)據(jù)通訊?！镎麄€(gè)系統(tǒng)的供電由交流電轉(zhuǎn)+12VDC作為主電源，配蓄電池作為后備電源?！餁夂虻膹?qiáng)制通風(fēng)扇的供電采用獨(dú)立供電，同樣采用由交流電轉(zhuǎn)+12VDC作為主電源，配蓄電池作為后備電源。CAWS3000(DZZ5)型自動(dòng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及CAN通訊連接雙絞線電纜主采集器氣候分采集器輻射分采集器地溫分采集器土壤水分采集器HLHLHLHLHL溫濕度分采集器HL120Ω終端電阻CAN端口CAN端口CAN端口CAN端口CAN端口CAN端口120Ω終端電阻CAWS3000(DZZ5)型自動(dòng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型自動(dòng)氣象站的電源供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主采集器+-+12V輸入主電源供電系統(tǒng)65AH蓄電池輔電源供電系統(tǒng)65AH蓄電池氣候分采集器輻射分采集器地溫分采集器土壤水分采集器+-+-+-+-溫濕分采集器+-+12V輸入+12V輸入+12V輸入+12V輸入+12V輸入+-+12V輸入220V交流市電太陽能電池板220V交流市電太陽能電池板+12VDC+12VDCCAWS3000(DZZ5)型自動(dòng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

溫度測(cè)量通道濕度測(cè)量通道風(fēng)向測(cè)量通道風(fēng)速測(cè)量通道雨量測(cè)量通道氣壓通訊通道能見度通訊通道蒸發(fā)測(cè)量通道總輻射測(cè)量通道門狀態(tài)檢測(cè)通道百葉箱溫度傳感器百葉箱濕度傳感器10米風(fēng)向傳感器10米風(fēng)速傳感器0.1mm雨量傳感器氣壓傳感器能見度傳感器蒸發(fā)傳感器總輻射傳感器門狀態(tài)行程開關(guān)溫濕度分采集器CAWS3000-TH輻射分采集器CAWS3000-TH地溫分采集器CAWS3000-TH土壤水分分采集器CAWS3000-TH氣候分采集器CAWS3000-THCAWS3000RAM9/32位微處理器系統(tǒng)百葉箱空氣溫度傳感器百葉箱相對(duì)濕度傳感器

總輻射、凈輻射、直接輻射、反射輻射、散射輻射、紫外A輻射、紫外B輻射、地面長波輻射、大氣長波輻射、光合有效輻射傳感器以及日照觀測(cè)。地表溫度、草地溫度、5cm地溫、10cm地溫、15cm地溫、20cm地溫、40m地溫、80cm地溫、160cm地溫、320地溫傳感器。8層土壤水分傳感器，即：5cm、10cm、20cm、30cm、40m、50cm、100cm、180cm土壤水分觀測(cè)三只帶強(qiáng)制通風(fēng)的溫度傳感器、翻斗雨量傳感器（0.5mm的翻斗雨量）、稱重雨量傳感器（3只T200B弦振式的稱重雨量）、1.5米風(fēng)速傳感器、紅外地溫傳感器。3只強(qiáng)制通風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。+12VDC電源輸出蓄電池接入交流接入空開防雷擊浪涌CAWS3000(DZZ5)型自動(dòng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

+12VDC輸入主電源系統(tǒng)CAN總線+12VDC電源+12VDC電源+12VDC電源輸出100AH蓄電池防雷擊防浪涌輔電源系統(tǒng)220V交流市電+12VDC強(qiáng)制通電源串口長線驅(qū)動(dòng)器本地終端計(jì)算機(jī)無線數(shù)據(jù)通訊單元遠(yuǎn)程中心站路由器網(wǎng)路計(jì)算機(jī)RJ45端口RS232端口RS232/RS485端口互聯(lián)網(wǎng)3G通訊路由器USB端口RS485總線掛接RS485輸出傳感器RS485端口GPS授時(shí)器CF卡現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)USB通訊部件（視頻系統(tǒng)等）RS232端口RS232調(diào)試端口CF卡控制器輔電源系統(tǒng)氣候分采系統(tǒng)土壤水分分采系統(tǒng)地溫分采系統(tǒng)輻射分采系統(tǒng)溫濕分采系統(tǒng)主采系統(tǒng)主電源系統(tǒng)通訊系統(tǒng)終端系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試系統(tǒng)太陽能接入100AH蓄電池太陽能電池板衛(wèi)星通訊單元其他附加系統(tǒng)CAN通訊短距離無線通訊單元四、新型自動(dòng)氣象站的菜采集器技術(shù)新型自動(dòng)氣象站采用的技術(shù)主采集器主采集器技術(shù)◆采用ARM9架構(gòu)32位微處理器，運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，并加載文件系統(tǒng)?！粽麄€(gè)系統(tǒng)的核心控制單元。承擔(dān)整個(gè)的系統(tǒng)時(shí)序流程控制、接收各分采集器的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各種計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸處理?！粼谥鞑杉鲀?nèi)部還增加了一個(gè)對(duì)常規(guī)氣象要素進(jìn)行數(shù)據(jù)探測(cè)的數(shù)據(jù)采集單元。在主采集器的氣象要素?cái)?shù)據(jù)采集單元中，可以完成對(duì)10米的風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、相對(duì)濕度、降水（0.1mm的翻斗式雨量）、氣壓、蒸發(fā)、總輻射以及能見度氣象要素的觀測(cè)數(shù)據(jù)采集。主采集器技術(shù)主采集器

數(shù)據(jù)采集單元的最小基本結(jié)構(gòu)采集器技術(shù)CAWS3000主采集器主采集器技術(shù)長線驅(qū)動(dòng)器CAN總線網(wǎng)路計(jì)算機(jī)終端計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)長線電纜長線電纜+12VDC主采集器系統(tǒng)主采集器電路接線圖新型自動(dòng)氣象站主采集器與終端計(jì)算機(jī)連接方式主采集器技術(shù)主采集器技術(shù)新型自動(dòng)氣象站主采集器與終端計(jì)算機(jī)連接圖分采集器分采器技術(shù)◆根據(jù)觀測(cè)內(nèi)容及需求設(shè)置分采集器?！舴植杉鞑捎肁RM7架構(gòu)的32位微處理器或單片機(jī)系統(tǒng)?！舭延^測(cè)類型相對(duì)一致的觀測(cè)要素集中到一起，由某個(gè)分采集器完成相關(guān)的數(shù)據(jù)采集。

◆分采集器一般只完成相關(guān)的數(shù)據(jù)測(cè)量采集，并傳送給主采集器。分采集器分采器技術(shù)★溫濕分采集器溫濕度分采集器主要應(yīng)用于百葉箱空氣溫度和相對(duì)濕度氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：空氣溫度、相對(duì)濕度。溫濕度分采集器溫度測(cè)量濕度測(cè)量調(diào)試串口CAN端口+12VGnd*+-R*+-RRxTxGndHL+12VGndCAWS3000-TH溫濕度分采集器CAN總線+12VDC現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)溫度傳感器Pt100濕度傳感器濕敏電容溫濕度分采集器系統(tǒng)★氣候分采集器新型自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于與氣候觀測(cè)相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：三只帶強(qiáng)制通風(fēng)的溫度傳感器、翻斗雨量傳感器（0.5mm的翻斗雨量）、稱重雨量傳感器（3只T200B弦振式的稱重雨量）、1.5米風(fēng)速傳感器、紅外地溫傳感器另外還包括3只強(qiáng)制通風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。氣候分采集器CAN總線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)+12VDCCAWS3000-CL氣候分采集器氣候分采集器系統(tǒng)氣候分采集器電路接線圖★輻射分采集器輻射分采集器主要應(yīng)用于與輻射觀測(cè)相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：總輻射、凈輻射、直接輻射、反射輻射、散射輻射、紫外A輻射、紫外B輻射、地面長波輻射（包括腔體溫度）、大氣長波輻射（包括腔體溫度）、光合有效輻射以及日照。輻射分采集器CAN總線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)+12VDCCAWS3000-RA輻射分采集器輻射分采集器系統(tǒng)輻射分采集器電路接線圖★地溫分采集器地溫分采集器主要應(yīng)用于與地溫觀測(cè)相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：地表溫度、草地溫度、5cm地溫、10cm地溫、15cm地溫、20cm地溫、40m地溫、80cm地溫、160cm地溫、320地溫。地溫分采集器CAN總線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)+12VDCCAWS3000-ST地溫分采集器地溫分采集器系統(tǒng)地溫分采集器電路接線圖★土壤水分分采集器土壤水分分采集器主要應(yīng)用于與土壤水分觀測(cè)相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：8層土壤水分，即：5cm、10cm、20cm、30cm、40m、50cm、100cm、180cm土壤水分觀測(cè)。土壤水分分采集器CAN總線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)+12VDCCAWS3000-SM土壤水分分采集器土壤水分分采集器系統(tǒng)土壤水分分采集器電路接線圖★海洋觀測(cè)分采集器新型自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于與海洋觀測(cè)相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集。觀測(cè)要素包括：表層海水溫度、海鹽、海表波高、海表流速流向、水質(zhì)、浮標(biāo)方向等。海洋觀測(cè)分采集器目前還只是一個(gè)意向設(shè)計(jì)，沒有完成實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。五、新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)新型自動(dòng)氣象站的主要觀測(cè)要素★常規(guī)氣象要素：

風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、相對(duì)濕度、降水（0.1mm的翻斗式雨量）、氣壓、蒸發(fā)、總輻射以及能見度?！魵夂蛴^測(cè)要素：三只帶強(qiáng)制通風(fēng)的溫度傳感器、翻斗雨量傳感器（0.5mm的翻斗雨量）、稱重雨量傳感器（3只T200B弦振式的稱重雨量）、1.5米風(fēng)速傳感器、紅外地溫傳感器另外還包括3只強(qiáng)制通風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。▼輻射觀測(cè)要素：總輻射、凈輻射、直接輻射、反射輻射、散射輻射、紫外A輻射、紫外B輻射、地面長波輻射（包括腔體溫度）、大氣長波輻射（包括腔體溫度）、光合有效輻射以及日照。●地溫觀測(cè)要素：

10層地表溫度。▲土壤水分觀測(cè)：

8層土壤水分。新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)新型自動(dòng)氣象站的氣象要素主要分類★溫度包括：氣溫、氣候溫度、10層地溫。★濕度★氣壓★風(fēng)向★風(fēng)速包括：10米風(fēng)速、氣候1.5米風(fēng)速?！锓酚炅俊锓Q重雨量★蒸發(fā)★輻射包括：總、凈、直、反、散、紫外、光合有效等?！锬芤姸取锛t外地溫★壤水分新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)氣象傳感器的輸出信號(hào)類型氣象要素測(cè)量原理輸出信號(hào)類型溫度鉑電阻，Pt10080～120Ω電阻濕度濕敏電容0～1V單端電壓氣壓硅諧振方式、硅電容、硅壓阻RS232風(fēng)向光碼盤或磁碼盤7位格雷碼/2.5V電壓風(fēng)速光碼盤或磁碼盤脈沖頻率（2KHz）翻斗雨量干簧管開光開關(guān)通斷稱重雨量弦振式或應(yīng)變片式脈沖頻率（3KHz）蒸發(fā)超聲波測(cè)距4～20mA電流輻射熱電堆式或光電式mV級(jí)差分電壓能見度前向散射RS232或RS485紅外地溫紅外探測(cè)μV級(jí)差分電壓+電阻土壤水分TDR方式或FDR方式電壓或RS485新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)氣象傳感器的信號(hào)類型信號(hào)類型（數(shù)據(jù)輸出）傳感器類型測(cè)量方式模擬信號(hào)單端電壓濕度、風(fēng)向、熱敏電阻測(cè)溫單端電壓測(cè)量差分電壓輻射、紅外地溫差分電壓測(cè)量電流蒸發(fā)通過加電阻測(cè)量電壓電阻氣溫、地溫通過加電流激勵(lì)測(cè)電壓數(shù)字信號(hào)頻率風(fēng)速、稱重雨量頻率(計(jì)數(shù))、周期(時(shí)間)開關(guān)翻斗雨量、機(jī)箱門狀態(tài)計(jì)數(shù)測(cè)量數(shù)字電平格雷碼風(fēng)向數(shù)字IO端口串口數(shù)據(jù)RS232/RS485氣壓、能見度、土壤水分串口RS232/RS485串口數(shù)據(jù)輸出傳感器的測(cè)量新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)

氣壓傳感器：PTB220、PTB330、PTB210、PTB100B數(shù)據(jù)輸出：RS232；PTB100B（模擬信號(hào)輸出）測(cè)量接入方式：串口（RS232）RS232端口RxTxGndPTB220氣壓傳感器RS232-5端口TxRxGndHY3000采集器串口數(shù)據(jù)輸出傳感器的測(cè)量新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)能見度傳感器：PWD系列、HY-V系列數(shù)據(jù)輸出：RS232、RS485測(cè)量接入方式：串口（RS232/RS485）RS232端口RxTxGnd能見度傳感器RS232-5端口TxRxGndHY3000采集器

RS232接入方式RS485端口AB能見度傳感器RS485-2端口ABHY3000采集器

RS485接入方式串口數(shù)據(jù)輸出傳感器的測(cè)量新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)

GPS授時(shí)器：數(shù)據(jù)輸出：RS232；測(cè)量接入方式：串口（RS232）RS232端口RxTxGndGPS授時(shí)器RS232-3端口TxRxGndHY3000采集器新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)單端電壓信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：濕度傳感器、風(fēng)向傳感器。信號(hào)輸出：單端電壓。濕度：0～1V對(duì)應(yīng)0～100%；風(fēng)向：0～2.5V對(duì)應(yīng)0～360°。測(cè)量方式：測(cè)量單端電壓。新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)差分電壓信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：各種輻射傳感器、紅外地溫傳感器的目標(biāo)溫度。信號(hào)輸出：差分電壓。毫伏或微伏級(jí)的小信號(hào)。測(cè)量方式：測(cè)量差分電壓。

Pt100的溫度測(cè)量方式新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)熱電阻信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：氣溫、氣候溫度、10層地溫信號(hào)輸出：Pt100電阻（80～120Ω）測(cè)量方式：恒流源激勵(lì)（1～2mA），測(cè)量差分電壓。

Pt100的四線制測(cè)量新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)熱敏電阻信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：紅外地溫傳感器的腔體溫度、熱敏電阻溫度。信號(hào)輸出：電阻（幾KΩ

～

幾十KΩ

）測(cè)量方式：恒壓源激勵(lì)（2.5～5V），測(cè)量單端電壓。新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)電流信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：蒸發(fā)傳感器。信號(hào)輸出：4～

20mA電流測(cè)量方式：通過電阻，測(cè)量差分電壓。新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)頻率信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：風(fēng)速傳感器、稱重雨量、強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)機(jī)檢測(cè)。信號(hào)輸出：脈沖頻率（0～幾KkHz）測(cè)量方式：頻率測(cè)量、周期測(cè)量。周期測(cè)量方式頻率測(cè)量方式新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)通斷信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：翻斗雨量。信號(hào)輸出：通斷測(cè)量方式：計(jì)數(shù)測(cè)量。新型自動(dòng)氣象站的測(cè)量技術(shù)數(shù)字I/O信號(hào)輸出傳感器的測(cè)量傳感器類型：格雷碼風(fēng)向、機(jī)箱門狀態(tài)。信號(hào)輸出：數(shù)字電平測(cè)量方式：測(cè)量高低電平六、新型自動(dòng)氣象站的功能及數(shù)據(jù)處理新型自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)處理★按照指定時(shí)序、周期對(duì)相關(guān)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；★計(jì)算氣象要素觀測(cè)數(shù)據(jù)；★完成對(duì)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制檢驗(yàn)，并對(duì)每個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)配置質(zhì)量控制碼；★計(jì)算各種平均量和時(shí)段的統(tǒng)計(jì)量；★生成觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄文件；★完成各種交互命令的響應(yīng)處理；新型自動(dòng)氣象站的主要功能新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采樣計(jì)算測(cè)量要素采樣頻率測(cè)量要素采樣頻率測(cè)量要素采樣頻率氣壓30次/min采樣時(shí)間：2秒風(fēng)速4次/s采樣時(shí)間：0.25秒氣溫濕度風(fēng)向1次/s采樣時(shí)間：1秒草溫降水量1次/min地溫蒸發(fā)量6次/min輻射（輻照度）能見度(氣象光學(xué)視程)4次/min輻射傳感器腔體溫度通風(fēng)防輻射罩通風(fēng)速度1次/min土壤水分（體積含水率）6次/min日照1次/min數(shù)據(jù)采樣和計(jì)算處理要求新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采樣計(jì)算測(cè)量要素導(dǎo)出計(jì)算處理（一）測(cè)量要素計(jì)算平均值計(jì)算時(shí)段累計(jì)值計(jì)算時(shí)段統(tǒng)計(jì)極值氣壓每分鐘算術(shù)平均30個(gè)樣本計(jì)算算數(shù)平均-小時(shí)內(nèi)極值及出現(xiàn)時(shí)間包括：最大值、最大值出現(xiàn)時(shí)間、最小值、最小值出現(xiàn)時(shí)間氣溫濕度草溫地溫輻射（輻照度）小時(shí)累計(jì)值（曝輻量）輻射傳感器腔體溫度--通風(fēng)防輻射罩通風(fēng)速度測(cè)量分鐘數(shù)據(jù)--日照測(cè)量每分鐘有無日照每小時(shí)的累計(jì)值（分鐘日照累計(jì)）-數(shù)據(jù)采樣和計(jì)算處理要求測(cè)量要素采樣頻率

（二）測(cè)量要素計(jì)算平均值計(jì)算累計(jì)值計(jì)算極值風(fēng)速(1)以0.25s為步長求3s滑動(dòng)平均值；(2)以1s為步長（取整秒時(shí)的采樣值）計(jì)算每分鐘的1min、2min算術(shù)平均；(3)以1分鐘為步長（取1min平均值）計(jì)算每分鐘的10min滑動(dòng)平均-（1）每小時(shí)內(nèi)3s滑動(dòng)平均的極值（即極大風(fēng)速）及出現(xiàn)時(shí)間；（2）每小時(shí)內(nèi)10min滑動(dòng)平均極值（即最大風(fēng)速）及出現(xiàn)時(shí)間。風(fēng)向（1）以1s為步長（秒的采樣值）求1min、2min平均；（2）以1min為步長（取1min平均值）計(jì)算每分鐘的10min平均-（1）對(duì)應(yīng)極大風(fēng)速時(shí)的風(fēng)向；（2）對(duì)應(yīng)最大風(fēng)速時(shí)的風(fēng)向。降水量-(1)每分鐘累計(jì)值(2)每小時(shí)累計(jì)值-蒸發(fā)量每分鐘水位的算術(shù)平均土壤水分（體積含水率）每分鐘、小時(shí)算術(shù)平均--新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采樣計(jì)算數(shù)據(jù)采樣和計(jì)算處理要求〈1〉對(duì)采樣瞬時(shí)值變化極限范圍的檢查；

〈2〉對(duì)采樣瞬時(shí)值變化速率的檢查。對(duì)采樣瞬時(shí)值的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理〈1〉對(duì)瞬時(shí)氣象值變化極限范圍的檢查；

〈2〉對(duì)瞬時(shí)氣象值變化速率的檢查：檢查瞬時(shí)氣象值的最大允許變化速率；檢查瞬時(shí)氣象值的最小應(yīng)該變化速率；標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算（未確定算法）?！?〉內(nèi)部一致性檢查。對(duì)瞬時(shí)氣象值的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)代碼值表示描述9沒有檢查該變量沒有經(jīng)過任何質(zhì)量控制檢查。0正確數(shù)據(jù)沒有超過給定界限1存疑不可信的2錯(cuò)誤錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，已超過給定界限。3不一致一個(gè)或多個(gè)參數(shù)不一致；不同要素的關(guān)系不滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。4校驗(yàn)過的原始數(shù)據(jù)標(biāo)記為存疑、錯(cuò)誤或不一致，后來利用其它檢查程序確認(rèn)為正確的。8

缺失缺失數(shù)據(jù)。N沒有傳感器無數(shù)據(jù)。注：對(duì)于瞬時(shí)氣象值，若屬采集器或通信原因引起數(shù)據(jù)缺測(cè)，在終端命令數(shù)據(jù)輸出時(shí)直接給出缺失，相應(yīng)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)為“8”；若有數(shù)據(jù)，質(zhì)量控制判斷為錯(cuò)誤時(shí)，在終端命令數(shù)據(jù)輸出時(shí)，其值仍給出，相應(yīng)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)為“2”，但錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)不能參加后續(xù)相關(guān)計(jì)算或統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理氣象變量傳感器測(cè)量范圍下限傳感器測(cè)量范圍上限允許最大變化值（適采樣頻率5次/分～10次/分以上）氣壓依照傳感器指標(biāo)確定下限和上限0.3hPa氣溫2℃地表和土壤溫度2℃露點(diǎn)溫度2℃相對(duì)濕度5%風(fēng)向-風(fēng)速20m/s降水量-輻射（輻照度）800W/m2日照時(shí)數(shù)-能見度1000m蒸發(fā)量0.3mm土壤體積含水量采樣瞬時(shí)值“正確”的判斷條件數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理氣象變量下限上限存疑的變化速率錯(cuò)誤的變化速率過去60分鐘最小應(yīng)該變化的速率氣壓400hPa1100hPa0.5hPa2hPa0.1hPa氣溫-75℃80℃3℃5℃0.1℃露點(diǎn)溫度-80℃50℃?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量：2℃～3℃；

導(dǎo)出量：4℃～5℃5℃0.1℃相對(duì)濕度0%100%10%15%1%（U＜95％）能見度10m70km---蒸發(fā)量0mm100mm---土壤體積含水量0%100%待定待定-瞬時(shí)氣象值“正確”的判斷條件（一）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理氣象變量下限上限存疑的變化速率錯(cuò)誤的變化速率過去60分鐘最小應(yīng)該變化的速率風(fēng)向0°360°--10°（10分鐘平均風(fēng)速大于0.1m/s時(shí)）瞬時(shí)風(fēng)速0m/s150m/s10m/s20m/s-風(fēng)速2平均分鐘0m/s75m/s10m/s20m/s風(fēng)速10平均分鐘0m/s75m/s10m/s20m/s降水量（0.1mm）（1分鐘累計(jì)）0mm10mm---降水量（0.5mm）（1累計(jì)分鐘）0mm30mm---瞬時(shí)氣象值“正確”的判斷條件（二）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理氣象變量下限上限存疑的變化速率錯(cuò)誤的變化速率過去60分鐘最小應(yīng)該變化的速率草面溫度-90℃90℃5℃10℃地表溫度-90℃90℃5℃10℃0.1℃（雪融過程中會(huì)產(chǎn)生等溫情況）5cm地溫-80℃80℃2℃5℃可能很穩(wěn)定10cm地溫-70℃70℃1℃5℃15cm地溫-60℃60℃1℃3℃20cm地溫-50℃50℃0.5℃2℃40cm地溫-45℃45℃0.5℃1.0℃80cm地溫-45℃45℃0.5℃1.0℃160cm地溫-45℃45℃0.5℃1.0℃320cm地溫-40℃40℃0.3℃0.5℃瞬時(shí)氣象值“正確”的判斷條件（三）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理氣象變量下限上限存疑的變化速率錯(cuò)誤的變化速率過去60分鐘最小應(yīng)該變化的速率總輻射0W/m22000W/m2800W/m21000W/m2-凈全輻射直接輻射0W/m21400W/m2800W/m21000W/m2-散射輻射0W/m21200W/m2800W/m21000W/m2-反射輻射0W/m21200W/m2800W/m21000W/m2-大氣長波輻射-地球長波輻射-光合有效輻射-紫外輻射UVA0W/m2200W/m250W/m290W/m2-紫外輻射UVB0W/m2100W/m220W/m230W/m2-日照時(shí)數(shù)0min1min---瞬時(shí)氣象值“正確”的判斷條件（四）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理

內(nèi)部一致性檢查★露點(diǎn)溫度td≤t（氣溫）；★風(fēng)速WS＝00，則風(fēng)向WD一般不會(huì)變化；★風(fēng)速WS≠00，則風(fēng)向WD一般會(huì)有變化；★分鐘極大風(fēng)速大于等于2min和10min平均風(fēng)速；★如果日照時(shí)間SD＞0，而太陽輻射E＝0，這兩個(gè)瞬時(shí)氣象值均不可信；★如果太陽輻射E＞500W/m2，而日照時(shí)間SD＝0，這兩個(gè)瞬時(shí)氣象值均不可信；★各極值及出現(xiàn)時(shí)間應(yīng)與對(duì)應(yīng)時(shí)段相應(yīng)要素瞬時(shí)氣象值不矛盾；★各累計(jì)量應(yīng)與對(duì)應(yīng)時(shí)段相應(yīng)要素各瞬時(shí)氣象值不矛盾。內(nèi)部一致性的基本算法是基于兩個(gè)氣象變量之間的關(guān)系，符合一致性的主要判斷條件：如果某個(gè)值不能通過內(nèi)部一致性檢驗(yàn)，應(yīng)標(biāo)識(shí)為“不一致”。內(nèi)部一致性檢查一般不在主采集器的嵌入式軟件考慮，僅在業(yè)務(wù)軟件中考慮

觀測(cè)時(shí)段內(nèi)第個(gè)氣象變量的采樣瞬時(shí)值（樣本），其中，“錯(cuò)誤”、“可疑”等非“正確”的樣本應(yīng)丟棄而不用于計(jì)算，即令：計(jì)算處理觀測(cè)時(shí)段內(nèi)氣象變量的平均值；其中：適用場(chǎng)合：氣壓、溫度、相對(duì)濕度、1min平均風(fēng)速、2min平均風(fēng)速、草溫、地溫、輻照度、能見度、土壤水分等氣象變量平均值的計(jì)算。算術(shù)平均計(jì)算處理N觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的樣本總數(shù)，由“采樣頻率”和“平均值時(shí)間區(qū)間”決定；M觀測(cè)時(shí)段內(nèi)“正確”的樣本數(shù)（）。計(jì)算處理觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)向。觀測(cè)時(shí)段內(nèi)第i個(gè)風(fēng)矢量的幅角（與y軸的夾角）。觀測(cè)時(shí)段內(nèi)單位矢量在x軸（西東方向）上的平均分量。觀測(cè)時(shí)段內(nèi)單位矢量在y軸（南北方向）上的平均分量。觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的樣本數(shù)，由“采樣頻率”和“平均值時(shí)間區(qū)間”決定。單位矢量平均計(jì)算處理（一）（風(fēng)向平均計(jì)算方法）其中：計(jì)算處理適用場(chǎng)合：3s平均風(fēng)向、1min平均風(fēng)向、2min平均風(fēng)向、10min平均風(fēng)向等氣象變量平均值的計(jì)算。平均風(fēng)向的修正根據(jù)、的正負(fù)，對(duì)進(jìn)行修正。單位矢量平均計(jì)算處理（二）（風(fēng)向平均計(jì)算方法）、，無需修正。（1）、或、，加180°。（2）、，加360°。（3）終端操作命令為主采集器和終端計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊的命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主采集器各種參數(shù)的傳遞、設(shè)置，對(duì)采集系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試調(diào)試，從主采集器讀取各種數(shù)據(jù)和下載各種文件。按照操作命令性質(zhì)的不同，分為監(jiān)控操作命令、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)操作命令、觀測(cè)數(shù)據(jù)操作命令和報(bào)警操作命令。

終端命令處理終端命令處理終端命令處理★監(jiān)控操作命令設(shè)置或讀取站點(diǎn)及采集器的相關(guān)信息★數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)操作命令設(shè)置或讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)★觀測(cè)數(shù)據(jù)操作命令讀取各種觀測(cè)數(shù)據(jù)★報(bào)警操作命令設(shè)置或讀取各種報(bào)警參數(shù)★調(diào)試命令調(diào)試各采集工作狀態(tài)

新型數(shù)據(jù)文件處理

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令方法一：通過主采集器的終端主通訊端口調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)；方法二：通過各采集器的調(diào)試端口調(diào)試各個(gè)主、分采集器系統(tǒng)；DZZ5(CAWS3000)各采集器可通過調(diào)試命令檢測(cè)各采集器以及整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。系統(tǒng)調(diào)試通過主采集器調(diào)試系統(tǒng)，功能包括：（1）調(diào)試、檢查各智能傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)；（2）調(diào)試、檢查各主、分采集系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)；

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令設(shè)置串口調(diào)試功能調(diào)試、檢查各智能傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)；

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令在HY3000主采集器系統(tǒng)中串口應(yīng)用分配情況：COM0：GPS；COM1：沒用；COM2：調(diào)試終端；COM3：沒用；COM4：能見度；COM5：氣壓。開啟串口調(diào)試功能命令：

DEBUGCOMCOMx關(guān)閉串口調(diào)試功能命令：

CLOSEDEBUGCOMx

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令獲取當(dāng)前采集器實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)命令：

OBSAMPLExxx分采集器標(biāo)識(shí)符xxx對(duì)應(yīng)采集器MAIN主采集器CLIM氣候分采RADI輻射分采EATH地溫分采SOIL土壤水分分采

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令通過各采集器的RS232調(diào)試端口直接調(diào)試各主、分采集器的狀態(tài)。

調(diào)試、檢查各主、分采集系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)；調(diào)試命令：GETDEBUG10！

ZDD5型自動(dòng)站系統(tǒng)調(diào)試命令數(shù)據(jù)文件處理▲采集器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)文件▲終端