JT-2201型海島氣象站
1概述
1.1 產(chǎn)品簡介
海島氣象站是一種集數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象系統(tǒng)。它在氣候監(jiān)測、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領域都有廣泛的用途。
海島氣象站具體由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、整體支架、軟件平臺六部分組成?？赏瑫r監(jiān)測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、照度等諸多要素；風速風向傳感等傳感器為氣象傳感器，具有高精度高可靠性的特點。系統(tǒng)內(nèi)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(xiàn)氣象設備與計算機監(jiān)控中心的遠程無線連接。
1.2 產(chǎn)品功能
◆實時監(jiān)測大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、雨量、照度等參數(shù)；
◆數(shù)據(jù)采集儀具有數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、定時存儲、參數(shù)設定、參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)掉電保護等功能；
◆漢字液晶鍵盤人機界面，人機界面友好；
◆數(shù)據(jù)瀏覽功能。能提供局域網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、手機數(shù)據(jù)瀏覽等多種數(shù)據(jù)瀏覽途徑供用戶選擇；
◆靈活的系統(tǒng)組網(wǎng)方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)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(jiān)測系統(tǒng)；
◆可靠供電系統(tǒng)。提供市電、直流和太陽能系統(tǒng)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；
1.3 系統(tǒng)特點
◆電源系統(tǒng)：交流220V、直流12V、太陽能等,根據(jù)用戶需要選配。
◆可靠運行于各種惡劣的野外環(huán)境，低功耗、高穩(wěn)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(jiān)測要素可按實際需求選配。模塊化設計極大的方便了后期設備的調(diào)試和升級。
◆通訊方式可根據(jù)傳輸距離來按需要選配，為方案提供好的性價比。
◆氣象WEB發(fā)布系統(tǒng)可以讓用戶在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上隨時使用瀏覽氣象站現(xiàn)場氣象數(shù)據(jù)。
◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現(xiàn)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計氣象站現(xiàn)場氣象數(shù)據(jù).
2系統(tǒng)設計
2.1 系統(tǒng)設計目標
根據(jù)客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個性化需求的解決方案.
2.2 系統(tǒng)設計原則
1）兼容性原則。
系統(tǒng)提供靈活的設置，可兼容國內(nèi)外各種傳感設備，進行數(shù)據(jù)采集與處理，在保證功能的前提下，可以大限度降低系統(tǒng)成本。
2）易用性原則。
系統(tǒng)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(yè)人員，該系統(tǒng)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，大限度減小用戶誤操作導致的錯誤或損失。采用可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采集中心以查詢方式主動調(diào)取采集器數(shù)據(jù)，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(wěn)定運行。
4）安全性原則。
系統(tǒng)的用戶根據(jù)業(yè)務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統(tǒng)能充分發(fā)揮操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件三層安全保證措施，以保證數(shù)據(jù)的安全性。
5）易二次開發(fā)、易維護性原則。
采用封裝技巧，建立穩(wěn)定的底層工具，核心技術文檔隨系統(tǒng)發(fā)布等手段，使具有基本技術水平的系統(tǒng)維護人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進行較復雜的維護及一般性擴充。
6）環(huán)保節(jié)能原則。
采用無污染優(yōu)化的電源管理設備，可控的系統(tǒng)功耗。高效節(jié)能，以較小的太陽能電源系統(tǒng)即可實現(xiàn)應有功能。
2.3 產(chǎn)品配置
根據(jù)客戶需求及項目需要，整體配置如下：
名稱 | 型號 | 數(shù)量 | 參數(shù) |
大氣溫度傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：-50～100℃，分辨率：0.1℃，精度：±0.5℃ |
大氣濕度傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～RH，分辨率：0.1%RH，精度：±5% |
風速傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～60m/s（啟動風速≤0.5m/s），分辨率：0.1m/s，精度：±(0.3+0.03V)m/s |
風向傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～360°（啟動風速≤0.5m/s），分辨率：1°，精度：±3° |
雨量傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：0～999.9mm，降雨強度≤4mm/min,分辨率0.2mm,精度±4%（室內(nèi)靜測，雨強為2mm/min） |
氣壓傳感器 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 量程：500-1100hpa，分辨率：1hpa，精度：±2% |
數(shù)據(jù)采集儀 | 錦泰物聯(lián) | 1臺 | 多通道數(shù)據(jù)采集，液晶屏幕顯示，帶232和485接口，LCD背光，進行數(shù)據(jù)采集、存儲、及顯示；供電方式：220V交流/12V直流并存 |
小葉輕型百葉箱 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 百葉箱的作用是防止太陽和地面對儀器的反射輻射，保護儀器免受強風、雨、雪等的影響，并使儀器感應部分有適當?shù)耐L，能真實的感應外界空氣溫度、濕度及氣壓的變化。防風防雨防輻射，通風透氣，耐腐蝕，內(nèi)置大氣溫度、大氣濕度、數(shù)字氣壓等傳感器 |
金屬防護箱 | 錦泰物聯(lián) | 1個 | 野外防護箱，防濕防潮，內(nèi)置隔板，外置鎖具，內(nèi)裝采集儀，蓄電池，太陽能控制器等 |
氣象站支架 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 2米金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩(wěn)固，承載防護箱、傳感器、太陽能等，功能齊全，安裝方便，抗腐蝕處理，抗風能力強，安裝高度符合國家標準要求，可*適用于野外無人值守觀測站點 |
雙電源供電系統(tǒng) | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 市電、太陽能雙電源控制盒1套；太陽能電池板 30W 1塊；太陽能板支撐架 1套；蓄電池40A.H 1個；太陽能控制器1套 |
GRPS模塊 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 采用TCP透明傳輸，數(shù)據(jù)傳至云平臺（配SIM卡） |
單機版氣象站軟件 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 可導入導出數(shù)據(jù)，繪制波形圖、報表、數(shù)據(jù)上傳、參數(shù)遠程配置等功能 |
物聯(lián)網(wǎng)云平臺 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | B/S架構無線系統(tǒng)平臺，可導出數(shù)據(jù)，繪制波形圖、報表、數(shù)據(jù)上傳、支持PC、平板、手機登錄查看，即可使用分配的用戶名和密碼進入管理平臺。 |
手機客戶端 | 錦泰物聯(lián) | 1套 | 隨時隨地進行數(shù)據(jù)監(jiān)控、查詢及控制，方便高效 |
3產(chǎn)品簡介
3.1 數(shù)據(jù)采集儀介紹
數(shù)據(jù)采集儀是一種集數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象采集器。具有數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設定、友好的人機界面和標準通信功能，操作簡單可靠可以根據(jù)用戶的需求很方便的與計算機建立有線（RS485、RS232、USB等）、無線通訊（GPRS、WIFI、LAN等）連接。開放式通訊協(xié)議，方便用戶實現(xiàn)系統(tǒng)集成或二次開發(fā)。
本數(shù)據(jù)采集儀具有技術先進、操作簡單、測量精度高、運行可靠、功能全面等特點，在氣象、水文、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領域都有廣泛的用途。
3.2 主要技術參數(shù)
內(nèi)核： ARM 32位Cortex-M3 CPU
系統(tǒng)時鐘：高可達72MHz
指令執(zhí)行速度： 1.25Dmips/MHz
采樣頻率：0.5s/次
抗干擾：輸入、輸出采用光電隔離，抗干擾能力強
穩(wěn)定性：具有看門狗電路，自動復位功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行
存儲功能：
FLASH存儲容量： 4M bits（每1小時存儲一次，可存儲1.6年），可擴展至32Mbit.
并可擴展USB存儲接口1個，實現(xiàn)U盤存儲；
功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能。
傳感器通道：
模擬/計數(shù)通道：多路，可再擴展多路數(shù)字I/O通道，用于各種外接擴展功能.
模擬量A/D轉換精度：12位，頻率量采用16位高速計數(shù)器進行采集，輸入信號頻率高達1MHz.
供電顯示：
寬電壓輸入：8V~40V
環(huán)境溫度：-30~85℃
功耗：整機功耗不大于 2W
ID設置：支持網(wǎng)絡ID號設置，明確設備網(wǎng)絡地址；
顯示形式：192*64全點陣液晶顯示，可以顯示12*4個漢字，整體界面清晰美觀；可擴展LED顯示屏進行豐富顯示；同時支持實時時鐘及時間校準功能
數(shù)據(jù)存儲：掉電采用電池供電數(shù)據(jù)保護，設置的參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)可在掉電時保存
通訊功能：
具有三路RS232/RS485/USB通信接口，可進行RS232/RS485/USB通信；并可擴展 CAN總線通信接口1個；
遠程升級：
支持遠程應用程序更新：采集儀程序更改、升級，無需返廠，通過計算機軟件，即可對采集儀進行遠程程序更新，支持現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作
通訊協(xié)議：
支持tcp/udp通訊方式，通訊支持、標準MODBUS協(xié)議，雙協(xié)議切換功能，方便用戶實現(xiàn)上位機軟
件二次編程。
3.3 產(chǎn)品功能
1．功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能；
2．存儲容量：每4小時存儲一次數(shù)據(jù)，可存儲6年多氣象數(shù)據(jù)；
3．具有標準USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；
4．可提供標準MODBUS協(xié)議，供用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程；
5．通信方式：具有GPRS/GSM通訊方式，支持LAN/WIFI方式的擴展；
6．具有外部接口擴展功能：可實現(xiàn)U盤存儲功能，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲；
7．可現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作；
8．電路設計合理，抗外界干擾能力強；
9.支持時間校準功能；支持、標準MODBUS雙協(xié)議切換；
10傳感器通道：多路 擴展存儲：U盤存儲 通訊波特率：9600bps
4 支架配置
2米金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩(wěn)固，外觀美觀，承載防護箱、傳感器、太陽能等，功能齊全，安裝方便，抗腐蝕處理，抗風能力強，安裝高度符合國家標準要求，可*適用于野外無人值守觀測站點；
5 雙電源供電系統(tǒng)
系統(tǒng)可實現(xiàn)雙電源供電，即太陽能和市電雙電源供電。整個系統(tǒng)主要由太陽能電池板、蓄電池、太陽能控制器、雙電源供電盒組成；
使用雙電源供電時，只要其中一方有電就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行；
當太陽能和市電都有電的時候，優(yōu)先使用太陽能的電量，以節(jié)省市電的使用，經(jīng)濟環(huán)保；
當蓄電池電量偏低時，自動切換使用市電供電；
當任意一方突然斷電時，可無縫切換到另一方的供電，可大限度的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定供電；
技術指標
1．太陽能板技術指標為：
輸出功率：30W
30w太陽能電池板：
開路電壓：21.5V
短路電流：1.97A
大功率點電壓：17V
大功率點電流：1.76A
大系統(tǒng)電壓：50V
2．蓄電池指標
蓄電池選用高品質、高性能、長壽命閥控式密封鉛酸蓄電池，設計壽命10年（20℃）。適合于高精密度、高效能UPS、EPS等緊急備用電源設備和不間斷電源設備。
主要技術指標為：
額定電壓：12v
標準容量：25AH等
12V 25AH蓄電池:
大放電量：250A（5ec）
短周期放電電流：750A(0.1sec)
內(nèi)阻：（25°C，77°F）:15m
大充電電流：7.5A
待機使用：2.275±0.025V/CELL
循環(huán)使用：2.45±0.05 V/CELL
6 GPRS無線通訊
1 概述
GPRS無線通訊方式。在海島氣象站直接布線不方便的情況下，可以采取GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的方式來傳輸氣象數(shù)據(jù)，中心氣象計算機可以與多臺PH海島氣象站通過移動GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡組成氣象監(jiān)測網(wǎng)絡。
2 產(chǎn)品簡介
GPRS模塊利用GPRS/CDMA 1x網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，在網(wǎng)絡結構上實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)，具備RS232/422/485或TTL電平接口，高性能、工業(yè)級，外置式，適用于使用環(huán)境惡劣的各種工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象等應用場合。
3 技術指標
1．GPRS基礎參數(shù)：
供電：＋5~ +36V寬電壓輸入
電源接口：內(nèi)正外負
數(shù)據(jù)接口：RS232/RS485
穩(wěn)定性：
主CPU：32位ARM處理器
內(nèi)置軟硬件看門狗
內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧
數(shù)據(jù)中心：
支持域名
兼容多種數(shù)據(jù)中心軟件
配置：
串口配置
超級終端，菜單配置
數(shù)據(jù)傳輸：
數(shù)據(jù)接口波特率可設
支持串口硬流控
支持標準TCP/IP協(xié)議，UDP，TCP
心跳間隔及心跳超時可設
支持永遠在線
Address-IMEI Mapping技術節(jié)省無線帶寬
2．CDMA 1x 數(shù)據(jù)：
GPRS Class 10
編碼方案：CS1 - CS4
符合SMG31bis技術規(guī)范
支持IS 707數(shù)據(jù)業(yè)務
支持153kbps的包數(shù)據(jù)速率
支持Class 2.0 Group 3
CDMA 2000擴頻機制
符合IS-95A、IS-95B CDMA空中接口標準
3．功耗：
待機：80mA@+5VDC ，30mA@+12VDC
數(shù)傳：120～350mA@+5VDC ，50～140mA@+12VDC
4 系統(tǒng)布置方案
