浅谈新型自动气象站的系统结构设计.docx
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1、浅谈新型自动气象站的系统结构设计 摘 要 新型自动气象站CAWS3000采纳最先进的嵌入式系统技术和外部现场总线技术,采纳“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”结构设计方式,充分考虑到能够实现全要素、综合观测的实力,同时具备高性能、多功能数据处理实力及随意扩展实力。 关键词 新型自動气象站;系统结构;维护 CAWS3000型自动气象站由主采集器加气候分采集器、辐射分采集器、地温分采集器和土壤水分分采集器构成系统。采集器之间采纳CAN总线进行数据通信。主采集器系统与终端计算机采纳长线进行串口数据通信。整个系统供电由沟通电转+12VDC作为主电源,配蓄电池作为后备电源。气候的强制通风扇
2、的供电采纳独立供电,同样采纳由沟通电转+12VDC作为主电源,配蓄电池作为后备电源。CAN总线带有硬件限制器可以避开竞争冲突,通讯速度快,可实现“多主多从”通讯方式。 1 数据采集器 1.1 主采集器 主采集器处理器采纳目前先进ARM9架构的32位CPU,型号Atmel9263。另外配加其他外部电路,包括SDRAM、CF卡控器、以太网限制器、IDE限制器、USB限制器、CAN总线限制器、串口及扩展串口限制器等,构成核心处理单元。 加载Linux操作系统、文件处理系统,同时配接各种外部设备接口,包括CF存储卡、RJ45网络端口、USB端口、大容量Flash存储器、多个RS232串口等。主采集器内
3、部还增加一个对常规气象要素进行数据探测数据采集单元,可完成10米风速、风向、空气温度、相对湿度、降水、气压、蒸发、总辐射及能见度气象要素观测数据采集。 1.2 分采集器 根据对观测数据需求设置若干个分采集器,根据能够规定时序,完成对相关气象要素的数据采集处理,并通过CAN总线把观测数据传送到主采集器中。分采集器基本结构一样,包括数据处理限制器,支持数据处理限制器正常运行的存储器,看门狗,CAN总线,RS232/RS485数据通信串口及相应的数据调理、数据采集接口电路。 1.3 气候观测分采集器 气候分采集器包括三只带强制通风的温度传感器、翻斗雨量传感器、称重雨量传感器、1.5米风速传感器、红外
4、地温传感器及3只强制通风扇转速检测。 1.4 辐射观测分采集器 辐射分采集器观测要素包括总辐射、净辐射、干脆辐射、反射辐射、散射辐射、紫外A辐射、紫外B辐射、地面长波辐射、大气长波辐射、光合有效辐射及日照。 1.5 地温观测分采集器 地温分采集器观测要素包括地表温度、草地温度、5cm地温、10cm地温、15cm地温、20cm地温、40m地温、80cm地温、160cm地温、320地温。 1.6 温湿度分采集器 通过CAN总线把观测采样数据传送给主采集器,取代干脆接入主采集器的温湿度观测数据。温湿分采集器相对小巧,在对温湿度传感器检定时,可连同温湿分采集器一起,并对检测误差干脆在温湿分采集器中修正
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