自动气象站 LV

一． 结构及工作原理
1．体系结构
    自动气象站由硬件和系统软件组成，硬件包括传感器、采集器、通讯接口、系统电源、计算机等，系统软件有采集软件和地面测报业务软件。为了实现组网和远程监控，还须配置远程监控软件，将自动气象站与中心站联接形成自动气象观测系统（见图1.1）。

自动气象观测系统框图
　
    现用自动气象站主要采用集散式和总线式两种体系结构。集散式是通过以CPU为核心的采集器集中采集和处理分散配置的各个传感器信号；总线式则是通过总线挂接各种功能模块（板）来采集和处理分散配置的各个传感器信号。

2.工作原理
    随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。
    在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。
    通过对自动站运行状态数据的分析，实现自动站的远程监控。

3.主要功能
⑴ 自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分气象要素。
⑵ 按业务需求通过计算机输入人工观测数据。
⑶ 按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照附录1湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量。
⑷ 编发各类气象报告。
⑸ 按<地面气象观测数据文件和记录簿表格式>形成观测数据文件。
⑹ 编制各类气象报表。
⑺ 实现通讯组网和运行状态的远程监控。

二．硬件
    自动气象站有多种类型，其结构基本相同，主要由传感器、采集器、系统电源、通信接口及外围设备（计算机、打印机）等组成。

1.传感器
    能感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换器组成。
自动气象站常用的传感器有：
气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器
气温——铂电阻温度传感器
湿度——湿敏电容湿度传感器
风向——单翼风向传感器
风速——风杯风速传感器
雨量——翻斗式雨量传感器
蒸发——超声测距蒸发量传感器
辐射——热电堆式辐射传感器
地温——铂电阻地温传感器
日照——直接辐射表、双金属片日照传感器

2.数据采集器
    数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输，其主要技术性能为：
⑴ 数据采样速率及算法规定；
⑵采集器的电源能保证采集器至少七天正常工作，数据存储器至少能存储三天的每分钟气压、气温、相对湿度、1分钟平均风向和风速、降水量和下表列各项目的每小时正点观测数据，能在计算机中形成规定的数据文件。