大气探测8自动气象站 .ppt

大 气 探 测 学 第八章 自动气象数据采集系统 自动气象观测系统 自动进行气象观测业务和资料收集处理传输的数据采集系统 由传感器、数据采集计算机和数据通讯线路组成 自动气象站——专指用于气象常规天气观测业务的自动观测系统。 专业气象数据采集系统 数据采集系统的组成 传感器 把自然界的变量转换成相应函数关系的可测的电量 数据采集计算机 将传感器的电信号放大、转换成计算机可处理的数据并进行存储、显示 通讯线路 将局地的、单站和数据中心连接起来，实现测量数据的传送和控制指令的交换。 数据采集系统的组成 气象数据采集系统 为特定的工作目的和数据需求进行设计 传感器特性——符合测量目的的要求 信号特性——易于传送和转换的电信号 采集特性——采样周期、转换方式、速度 计算机特性——字长、容量、速度、接口 软件特性——标度、存储、统计、输出 通讯方案——通讯介质、编码、速度 传感器特性 静态特性： 测量范围、准确度、分辨率、灵敏度 动态特性： 起动风速、惯性、距离常数 传感器信号特性 模拟量和数字量 模拟量—— 数字量—— 抗干扰能力 信号隔离 电磁兼容性 线路衰减 传感器信号特性 温度： 铂电阻——恒流源四线制 石英晶体——频率信号 湿度： 干湿球铂电阻——恒流源四线制 湿敏电容——经变换器电压输出信号 传感器信号特性 气压： 压敏电容式——变换器输出电压信号 4~20mA电流环信号 振筒式——周期变化的信号 雨量： 翻斗式雨量计——短路负脉冲信号 辐射： 热电堆——mV电压信号 传感器信号特性 风向: 编码式——葛雷码并行信号 旋转电位器——电压信号 风速： 光电式——脉冲信号 发电机式——交流频率信号 超声风速仪——RS485/RS232 传感器信号传输的保护和隔离 传输的保护 屏蔽——屏蔽电缆、铠装电缆 过压保护——间隙放电保护、TVS 过流保护——保险丝、过流保护器件 传输的隔离 光耦合——光耦合器件——信号隔离 磁耦合——隔离变压器——功率隔离 数据采集计算机 数据采集计算机接口电路 信号隔离电路（光电耦合电路） 信号调理电路（放大器、变换器） 信号转换电路 脉冲信号——频率/周期测量计数电路 编码信号——并行接口输入 事件信号——中断/查询输入 模拟信号——A/D转换电路 数据采集计算机存储电路 磁记录器 硬盘 软盘 半导体（固体）记录器 RAM EEPROM FLASH EEPROM（RAM） DATALOG 数据采集计算机人-机接口电路 输入电路 键盘 按钮 显示接口电路 LED LCD CRT 数据采集计算机通讯接口电路 串行接口电路 串行传输总线 RS232C、RS422、RS485 USB BUS、BIT BUS、CAN BUS 数据通讯线路 公用话路：有线电话、移动电话、短信息 专用信道：UHF/VHF、卫星或微波信道 互联网 数据采集试验子站 数据采集系统野外子站 数据采集计算机单元原理图 数据采集试验系统 自动气象站 自动气象站 自动气象站 能见度测量系统 自动气象站 云高系统 * * 被测量 感应元件 信号调理部分 显示输出部分 输出量 传感器 信号调理电路 数据转换电路 中央 处理器 CPU 显示器 存储器 移动存储 通讯接口 打印机 语音接口 视频 音频 交换 网络 电源 中央 处理器 CPU 传感器 I/O 设备 I/O RAM ROM 传感器接口电路 通讯接口 数据采集处理器 时钟 气象传感器 水文传感器 气象传感器 气象传感器 水文传感器 数据采集转换单元 数据采集转换单元 水质分析数据采集单元 数据采集子站主控单元 MODEM 子站显示打印单元 直流不间断电源 长途电话网、 葵涌 坝光 南澳 西涌 分中心 广州中心 *