1、DZB4型便攜式自動氣象站用 戶 手 冊江蘇省無線電科學研究所有限公司二一三年六月目 錄1 產品簡介11.1 概述11.2 系統組成11.2.1 數據采集器21.2.2 傳感器31.2.3 通信51.2.4 電源52 技術指標62.1 測量性能指標62.2 環境條件62.3 電源電壓62.4 采集器時鐘精度62.5 數據存貯容量63 安裝指南73.1 安裝前的準備工作73.1.1 選擇觀測場所73.1.2 工具73.1.3 開箱檢驗73.2 安裝支架93.3 安裝采集箱93.4 安裝傳感器103.4.1 安裝風傳感器103.4.2 安裝溫濕度傳感器103.4.3 安裝雨量傳感器113.4.4

2、安裝氣壓傳感器113.4.5 連接傳感器信號電纜123.5 安裝通信模塊及天線123.6 安裝本地通信電纜123.7 電源系統接入134 操作運行134.1 便攜站調試144.2 GPRS通訊154.3 本地通訊155 維護155.1 傳感器的維護155.1.1 風傳感器155.1.2 溫濕度傳感器155.1.3 雨量傳感器165.1.4 氣壓傳感器165.2 電源的維護165.3 機箱及電纜的維護166 附錄166.1 設備組成清單166.2 主機箱接線圖176.3 總體示意圖18 ZQZ-CY型便攜式自動站用戶手冊 江蘇省無線電科學研究所有限公司1 產品簡介1.1 概述DZB4型便攜式自動

3、氣象站是一種便攜式地面自動氣象觀測設備，可以測量風向、風速、溫度、濕度、雨量和氣壓等氣象要素。本產品可以用筆記本電腦在現場讀取數據；同時支持GPRS，CDMA, DCP衛星通訊等方式接入地面氣象監測網。整機為室外型設計，能夠迅速地安裝和使用。特別適用于突發性災害性天氣的現場監控、突發事件（如火災、洪澇災害）的響應以及學校科研教學、流動氣象觀測哨、短期科學考察、季節性生態監測等。本產品采用積木式結構，如圖1。安裝支架風傳感器DCP電源箱主采集機箱DCP天線溫濕度傳感器圖1 ZQZ-CY便攜式自動氣象站 本產品具有如下特點：1) 可靠的三防設計，防護級別達到IP65級；2) 精細的結構設計，充分保

4、證快速的安裝和拆卸；3) 低功耗，適用多種供電方式；提高了設備的環境適應性；4) 具有大容量數據存儲功能；5) 支持本地有線通信和遠程無線通信，滿足不同需求。1.2 系統組成DZB4型便攜式自動氣象站由數據采集器、傳感器、電源、通信模塊和安裝支架等幾個部分組成。1.2.1 數據采集器數據采集器是整個自動站系統的核心部分。DZB4便攜式自動氣象站采用WUSH-BH6數據采集器，它包括接口與保護電路、主控單元、數據存儲器、通信接口電路、實時時鐘等部分。數據采集器以單片機為基礎，通過其內置程序控制傳感器采樣頻率，實現不同氣象要素的數據采集、計算、存儲和傳輸。數據采集器上配備了3個RS-232串口，既

5、可用于本地調試通信和光纖通信，也可用于實現遠程無線（GPRS）數據傳輸。雨量風速風向GPRS通信光纖通信溫度濕度本地通信電源氣壓CF卡 圖2 WUSH-BH6數據采集器 l 有線通信用通信電纜連接自動站采集器機箱的“本地通信”串口及電腦串口，可進行本地有線通信，實現在觀測現場直接讀取數據或進行現場測試。本地通信端口的通信參數為：波特率9600bps，數據位8，停止位1，校驗位N。l 無線通信自動站采集器的“GPRS”串口接上GPRS模塊（CDMA模塊）后，可實現遠程無線組網通信。在移動通信網覆蓋且已開展GPRS或CDMA 1X業務的地方，均可采用這種方式。遠程通信端口的通信參數為：波特率960

6、0bps，數據位8，停止位1，校驗位N。l DCP通訊本產品可以擴展支持DCP通訊，通過擴展配置DCP通訊模塊，可以在無人地區及無移動通信網覆蓋的地區實現北斗衛星傳輸。1.2.2 傳感器標準配置的DZB4型便攜式自動氣象站可以測量風向、風速、溫度、相對濕度、雨量和氣壓六個要素，并預留總輻射、地溫、能見度等擴展口。各傳感器的選型如下表。傳感器型號制造商風向風速傳感器05106美國RM YOUNG公司雨量傳感器SL3-1上海氣象儀器廠溫度傳感器WUSH-TW100江蘇省無線電科學研究所有限公司濕度傳感器DHC2江蘇省無線電科學研究所有限公司氣壓傳感器DYC1江蘇省無線電科學研究所有限公司l YOU

7、NG型風向風速傳感器05106型風速風向傳感器是美國RM YOUNG 公司生產的，它具有卓越的性能和優異的環境適應性，能夠適應各種復雜的測量環境。其使用的材料是能夠抵御來自大氣污染和海洋空氣環境的高強度、防紫外的熱塑性材料、不銹鋼和電鍍鋁。 05106的風速傳感器采用螺旋槳式，風向傳感器采用尾槳式電位計，二者采用一體化設計，有效降低空間占用，并減少儀器本身對測量數據的影響。05106型風速風向傳感器對海洋和強沙塵環境都擁有良好的適應性，擁有比同類型其它產品更高的使用壽命。 l 溫度傳感器溫度傳感器的標準配置為WUSH-TW100高精度鉑電阻傳感器。WUSH-TW100是我公司研制的高精度鉑電阻

8、溫度傳感器，等級為 IEC60751 AAA，測量范圍 (-50+60)。傳感器采用不銹鋼鎧裝，防護級別達到IP67。該傳感器具有極佳的可互換性和長期穩定性，廣泛應用于氣象、水文和環保等部門。溫度傳感器的感溫元件為Pt100鉑電阻，在0時的電阻值為100，溫度每上升或下降1，則電阻值增大或減小約0.39。采集器用四線制測量方法測量Pt100鉑電阻，通過上述溫度與電阻值的對應關系得出溫度值。l 濕度傳感器濕度傳感器選用 DHC2型濕度傳感器。DHC2型濕度傳感器是我公司最新研制并通過中國氣象局考核的新一代濕度傳感器，具有更高的測量準確度，更好的耐高濕性能和長期穩定性，可以實現與HMP45D溫濕度

9、傳感器的兼容。濕度傳感器的感應元件為高分子濕敏電容，其電容CH隨高分子膜的吸、放濕而變化。測出RC振蕩電路的頻率即可計算出CH值，從而計算出大氣相對濕度值。濕度傳感器的輸出信號為01V的直流電壓，對應0100%的相對濕度。l 雨量傳感器雨量傳感器選用SL3-1型雨量傳感器。該傳感器由外筒、集水器、翻斗組件、底盤和支架等組成。設計采用雙翻斗式技術原理，其輸出為開關信號。雨水經外筒匯集到集水器后，通過短過濾網注入寶石支撐點上的計數翻斗，計數翻斗每承積到相當于0.1mm降雨量的雨水就翻轉一次，驅動干簧管瞬間閉合一次，輸出一個閉合脈沖信號。通過對輸出的脈沖閉合信號計數即可測得分辨率為0.1mm的降雨量

10、。l 氣壓傳感器氣壓傳感器采用我公司開發并通過中國氣象局考核的DYC1型大氣壓力傳感器，具有卓越的壓滯性、重復性、高可靠性、高準確性、長期穩定性好、免維護等特點。DYC1型氣壓傳感器測量性能優于我國目前絕大多數氣象臺站正在使用的PTB220氣壓傳感器，并且在機械結構、電氣接口、安裝尺寸和通信協議等方面均兼容PTB220，完全可以實現無縫替換，大大方便原有臺站的維護，降低維護成本。1.2.3 通信DZB4型便攜式自動氣象站可以通過GPRS通信(CDMA)模塊或DCP通信模塊實現遠程無線通信及組網。作為國家級業務臺站的備份與應急自動站，便攜式自動站預留了本地光纖通信方式，保證業務臺站在必要時能夠快

11、速實現有線通信及組網。太陽能板控制器主采集器YOUNG風變送器光纖模塊預留接口GPRS模塊GPRS天線 圖3 ZQZ-CY便攜式自動站主機箱 1.2.4 電源DZB4型便攜式自動氣象站電源系統與采集系統、通信系統采用一體式機箱結構設計。機箱中配置了1節容量為20Ah/12V的鋰電池，電源系統選配接入一塊10W太陽能板，在戶外使用時還可以選配汽車電源作為電源系統的補給。當擴展使用DCP通訊方式時，DCP電源系統需單獨配置20Ah/12V的鋰電池進行供電。便攜站鋰電池氣壓傳感器圖4 主機箱底板反轉后 2 技術指標2.1 測量性能指標序號氣象要素測量范圍分辨力準確度1風向0360°1

12、76;±5°2風速060m/s0.1m/s±1m/s（20m/s時）±5% （20m/s時）3溫度-50+500.1±0.24相對濕度0100%1%±3%（80%時）±5%（80%時）5雨量0999.9mm0.1mm±0.4mm（10mm時）±4% （10mm時）6氣壓5001100hPa0.1hPa±0.2hPa2.2 環境條件溫度：-4050濕度：0100%RH防護等級：IP65（防塵、防雨水，但不能浸水）2.3 電源電壓直流額定電壓1114V。2.4 采集器時鐘精度 月累計誤差小于15秒。

13、2.5 數據存貯容量WUSH-BH6采集器數據存儲具有斷電記憶功能，采集器自帶內存可存儲2個月的分鐘和正點數據。同時采集器還預留CF卡存儲接口，2G CF卡可以存儲2年的分鐘和正點原始數據。3 安裝指南3.1 安裝前的準備工作3.1.1 選擇觀測場所在選擇觀測場所時應根據安裝規范盡量遠離高大建筑物或樹木等物體，如使用無線通信方式傳輸，需保證所選擇的觀測場所具有GPRS(CDMA)的通訊信號。觀測場所位置的選擇可參照圖2進行。圖5 觀測場所位置示意圖3.1.2 工具在安裝前需準備以下工具： 1) 水平尺 2) 錘子 3）螺絲刀 4) 萬用表 5）指南針3.1.3 開箱檢驗本產品標準配置分4個包裝

14、箱（配雙電源箱時為5個包裝箱），參見下圖。安裝之前，請先根據裝箱單核查箱內物品，以免因缺少部件或部件損壞而影響到安裝使用。系統使用結束后請按原包裝箱放置，并仔細檢查，以免遺漏。圖6 主采集箱外包裝主機箱資料袋溫濕度圖7 溫濕度、風傳感器等包裝溫濕度電源箱太陽能板電源箱子充電器風傳感器圖8 雨量筒包裝雨量筒雨量鋼釬拉索鋼釬拉索自動站支架圖9 便攜式自動站支架包裝 注：由于公司產品不斷改進，有可能造成實物與圖片不完全相同。如有變更，請以實物為準，恕不另行通知。 3.2 安裝支架支架分為三角架和升降桿兩部分。使用全套支架時，通過調節升降桿，最大高度可達3m。觀測平臺為地面時，將三角支架三個腳撐開，并

15、支架中部限位套卡入限位槽，用鋼釬將三角架固定在地面，然后將升降桿逆時針旋松此升降桿,調節升降桿高度后再將其順時針擰緊。在安裝中過程中應保證其中一個三角支架的腳朝向南方，以便于太陽能板的安裝。逆時針旋松此升降桿,調節升降桿高度后再將其順時針擰緊撐開支架的三個腳。保證其中一腳朝南。用鋼釬固定，并用錘子加力緊固將限位套卡如限位槽 圖10 支架安裝示意圖 3.3 安裝采集箱 在本產品中采集箱，電源箱，溫濕度傳感器的防輻射罩以及太陽能板的安裝均采用快拆型抱箍形式。采集箱背部出廠時已安裝有2組快拆抱箍，將采集箱安裝至支架升降架上，方向朝北。快拆抱箍安裝示意圖見圖8：圖11 安裝快拆抱箍扣上緊固片將另一緊固

16、片順時針方向扣緊 3.4 安裝傳感器DZB4便攜式自動站的現場安裝過程一般分為部件安裝（包括各傳感器、安裝支架、機箱太陽能板等）、現場檢查確認和中心站數據確認等過程。3.4.1 安裝風傳感器風傳感器黑色機身的信號電纜一側下端有個定位凹槽，與定位卡環上的凸塊嚙合后，使其對準地理南方向。風傳感器電纜一端為5芯孔接線端子，接至采集箱底部“風向風速”接圖12 風傳感器的安裝和定位 (a) (b) 先將定位卡環套在固定桿上，再將風傳感器裝到固定桿上，然后上移定位卡環使卡環上的定位凸塊嵌入風傳感器的定位凹槽內，并轉動定位卡環和傳感器，使凹凸定位處指向正南，再收緊定位卡環和傳感器上的不銹鋼喉箍，固定定位卡環

17、和風傳感器。3.4.2 安裝溫濕度傳感器溫濕度傳感器在出廠時已安裝到防輻射罩內，只需將防輻射罩安裝架固定在升降桿上，安裝方法詳見圖8安裝快拆抱箍，安裝時應確保傳感器感應頭安裝在距地面1.5m高度的位置上，方向朝南。溫濕度傳感器需通過溫濕度電纜連接至采集箱底部溫濕度接口，該電纜一端為8芯孔接線端子接插至溫濕度傳感器底部，另一端為8芯針接線端子接插至采集箱底部“溫濕度”接口。圖13 溫濕度傳感器安裝示意圖8芯孔接線端子接插至溫濕度傳感器底部8芯針接線端子接插至采集箱底部 3.4.3 安裝雨量傳感器 雨量傳感器需安裝在便攜式自動站專用的雨量安裝支架上，如圖11。 使用鋼釬把雨量傳感器安裝支架固定安裝

18、現場。 卸下雨量傳感器不銹鋼外筒，把雨量傳感器底盤的三個安裝孔與與雨量安裝支架上螺桿進行固定，通過調節雨量安裝支架螺桿上的3個M8的螺母高度來調節雨量底盤的水平狀態，使雨量底盤上的水平泡在中心圓圈內，然后在三個螺絲上再分別擰上一個M8螺母并旋緊。把雨量信號電纜帶插片的一頭從下往上從雨量傳感器底盤的穿線孔中穿出，按電纜顏色把插片接在相應顏色的接線柱上（紅對紅，黑對黑），并旋緊接線柱的緊固螺母。雨量信號電纜的另一端接插件與采集機箱對接。 使用剪刀等工具把固定翻斗用的橡皮筋剪斷并拿走（除非熟練操作人員，我們不建議直接用手把橡皮筋拿掉！），用手指輕輕撥動各翻斗以檢查其能否靈活翻轉。最理想的方法是緩慢地

19、在承水漏斗處加適量的水，檢查各層翻斗是否靈活翻轉。套上不銹鋼外筒，并旋緊外筒殼緊固螺釘。雨量傳感器安裝在支架上支架螺桿固定雨量傳感器使用鋼釬固定雨量支架圖14 雨量傳感器安裝示意圖 3.4.4 安裝氣壓傳感器 本產品出廠時，氣壓傳感器已安裝在采集箱內，不需要用戶再行安裝。如需更換氣壓傳感器，只需把采集箱內底板固定螺絲松開進行旋轉。見上圖43.4.5 連接傳感器信號電纜 將各傳感器電纜及電源電纜相對應的插頭件端插入采集箱底部插座上并旋緊固定好即可。接插時應檢查采集箱對應接口，注意避免插錯接頭。數據采集器風向風速電源DCP備用本地通訊DCP備用太陽能電源圖15 采集箱及電源箱插座示意圖雨量溫濕度采

20、集箱及電源箱底部插座的排列順序可參照圖12。 3.5 安裝通信模塊及天線 便攜式自動站如采用GPRS/CDMA 1X等無線通信方式時，需安裝通信模塊。一般情況下，出廠時通信模塊已安裝在采集箱內，現場需裝上天線和SIM卡。SIM卡由用戶提供，在使用前需確保已開通CMNET上網業務并且帳戶上有足夠的費用。GPRS模塊的SIM卡從左上部的側面插入，裝入或取出時需要打開SIM卡蓋。插入時請注意SIM卡的缺口朝外，并將SIM卡插入到位。見圖13。將天線插頭插入模塊頂部的天線插座上，把模塊的磁座天線吸附在機箱內的鐵片上，若現場網絡信號不佳，也可將天線通過機箱底部的防水接頭處伸出。插入SIM卡和天線后，重新

21、裝上SIM卡蓋并固定，以防SIM卡和天線移位或脫落。 圖16 GPRS模塊安裝示意圖天線吸附處天線向外插處SIM卡蓋天線插孔插SIM卡示意 3.6 安裝本地通信電纜現場使用本地通信電纜對自動站進行調試時，直接將通信電纜一端插到采集箱下相應的“本地通信”插座上，另一端插到電腦的232串口上即可。如果電腦上沒有232串口，可外接USB-RS232轉換器將USB口轉換成232串口。 本地通信電纜兩端均為9芯孔式D型連接器，其接線如圖14所示。圖14 本地通信電纜接線圖圖17 本地通信電纜接線示意圖3.7 電源系統接入便攜式自動站充分考慮了現場安裝時簡單快捷的需求，采用電源系統與采集系統一體式的結構設

22、計，當選用太陽能板補給供電時，現場安裝時只需使用快拆抱箍把太陽能板固定在三腳安裝支架朝南方向的一個支腳上，然后把從太陽能板引出的電源電纜接插至電源箱底部“太陽能”接口處。如圖15太陽能板安裝方向朝南圖18 太陽能板安裝示意圖 在出廠時主機箱內部電池接線端子為斷開狀態，第一次使用時請檢查是否連接。詳見圖16。注意：在本產品未使用時，請盡量保證電池接線端子處于斷開狀態。 圖19電池電源線斷開狀態 本產品還可以選配點煙器電纜，一端為車載點煙器插頭，另一端為4芯孔接插件（同太陽能板接插件）以便于現場可使用汽車電源給自動站電源系統供電。4 操作運行檢查所有電纜連接正確后，檢查數據采集器開始運行，運行指示

23、燈開始秒閃。4.1 便攜站調試當一套完整的便攜站硬件安裝完成后，可以在現場通過計算機上的調試軟件接收和看到實時數據，對自動站數據情況進行判斷。下面以SSCOM32 串口調試軟件為例進行說明：1、 打開SSCOM32 軟件，出現圖20界面圖20 SSCMO32軟件界面 2、在“命令輸入框”中輸入命令“ALTP XX.X”,點擊發送，現場設置氣壓傳感器拔海高度。如現場拔海高度為15.5米，即輸入命令“ALTP 15.5”,點擊發送，返回“T”,即為設置正確。3、在“命令輸入框”中輸入命令“samples”,點擊發送。4、 對現場數據進行判斷，確認數據合理性后，將采集器接入到通信模塊上，并等待通信模

24、塊登錄到GPRS/CDMA 1X網絡和數據中心。4.2 GPRS通訊采用GPRS/CDMA 1X遠程無線通信方式時，需在數據中心安裝配套的中心站軟件，并在中心站軟件中添加該自動站。添加臺站的方法見自動氣象站監控管理軟件Professional中心站。 登錄情況現場可通過通信模塊的指示燈來觀察判斷，等待時間一般在上電后半分鐘左右（因各地信號情況不同，有時可能會需要更長的時間）。GPRS模塊工作狀態指示：PWR燈：正常登錄到中心站時，每隔8秒鐘亮一次。DATA燈：平時不亮，有數據收發時閃爍。NET燈：找到GPRS網絡后該燈常亮。通信模塊登錄正常后，中心站就可接收自動站的數據了。PWR燈DATA燈N

25、ET燈GPRS模塊指示燈示意圖4.3 本地通訊 作為業務站的應急備份自動站，DZB4便攜式自動站可以以通過本地通信的方式直接與OSSMO 2010軟件進行連接使用，具體軟件使用操作方法參見OSSMO 2010軟件安裝使用指南。5 維護便攜式自動氣象站不使用時應拆卸后放入專用包裝箱中，運輸過程中避免強烈碰撞和擠壓。各傳感器在使用過程中應輕拿輕放，防止損壞、變形。傳感器出廠前都經過檢定和校準，請您根據氣象儀器檢定的相關要求進行定期的檢定和校準。5.1 傳感器的維護5.1.1 風傳感器風傳感器在出廠前已調整好，用戶不要輕易拆裝，如果有問題，可以寄回廠家修理。5.1.2 溫濕度傳感器在發現性能下降之前

26、，一般無需特別維護。5.1.3 雨量傳感器雨量傳感器在現場使用過程中應定期進行維護保養，以防風沙及其它因素而影響正常使用，如遇特殊環境影響，可根據實際情況進行維護保養。具體事項如下：1) 維護保養工作盡量在自動站停止使用期間進行，如必須在自動站運行時進行，注意應先將電纜插頭拔下，以免誤動作影響測試數據。2) 將外筒取下，將過濾網拿掉，用清水將外筒沖洗干凈，并將過濾網刷洗干凈再放回外筒中。3) 將翻斗輕輕取出，再將短過濾網拿出，然后用清水沖洗干凈，并將短過濾網刷洗干凈后重新放入集水器（黑色小漏斗）中，注意要放正。4) 將取出的翻斗用清水刷洗干凈（切勿用酒精或汽油清洗），并將清洗后的翻斗背面用干凈的布或餐、面巾紙擦干凈（注意不要用手觸摸翻斗內側），再將翻斗放回原處用手輕輕撥動翻斗螺釘處使其能正常翻轉。5) 將防蟲罩取下清洗干凈后，放回原處。6) 上述工作完畢，將電纜線接好，并將外筒固定。5.1.4 氣壓傳感器氣壓傳感器在發現性能下降之前，一般無需特別維護。但需要注意的是，對于不同型號的氣壓傳感器，其對應的接線是不一樣的，在更換備件時請檢查氣壓傳感器型號和附圖中接線對應關系，避免因接錯線而損壞傳感器，特別是電