0.1mm翻斗式自动雨量站功能规格需求书(试验版)-2012-07-20(0.5端口保留).doc

翻斗式自动雨量站功能规格需求书翻斗式自动雨量站功能规格需求书 试验版 试验版 中国气象局气象探测中心中国气象局气象探测中心 二零一二年七月二零一二年七月 I 目目 录录 1 前言前言 1 1 1 目的 1 1 2 适用范围 1 1 3 编写依据 1 2 组成结构组成结构 2 2 1 概述 2 2 2 翻斗雨量传感器 3 2 3 数据处理单元 3 2 4 通信控制单元 3 2 5 无线传输模块 4 2 6 供电单元 4 2 7 外围组件 4 2 8 软件 4 2 8 1采集软件 4 2 8 2业务软件 4 3 功能要求功能要求 4 3 1 初始化 4 3 2 数据采样 4 3 3 数据处理 5 3 4 数据存储 5 3 5 数据传输 5 3 5 1通信波特率 5 3 5 2本地传输 5 3 5 3远程通信传输 5 3 6 数据格式 6 3 6 1采集器内存数据 存储格式 6 3 6 2雨量站数据帧格式 传输格式 7 3 6 3设备状态数据 传输格式 8 3 7 时钟管理功能 9 3 8 终端操作命令 9 3 8 1设置时间命令 10 3 8 2读取时间命令 10 3 8 3读取当前状态信息 10 3 8 4读取内存中所有状态信息 10 3 8 5读取指定时间状态信息 11 3 8 6读取所有雨量数据命令 11 3 8 7按日期读取雨量数据命令 12 3 8 8 补收雨量数据命令 12 3 8 9清除数据命令 12 3 8 10版本信息 13 3 8 11读取 设置台站号 13 3 8 12读取 设置自动发送模式 13 4 测量性能测量性能 14 II 4 1 测量类型 14 4 2 量和单位 14 4 3 指标要求 14 5 结构要求结构要求 14 5 1 基本要求 14 5 2 传感器内部结构 15 5 3 接口要求 15 5 4 安全要求 15 5 4 1安全标记及要求 15 5 4 2其它要求 15 5 5 机械强度要求 16 5 6 材料与涂覆要求 16 5 6 1材料要求 16 5 6 2涂覆要求 16 6 供电电源要求供电电源要求 16 7 环境适应性要求环境适应性要求 16 7 1 气候条件 16 7 2 电磁兼容性要求 17 8 防雷要求防雷要求 17 8 1 一般要求 17 8 2 直接雷击的防护措施 17 8 3 雷击电磁脉冲的防护 18 8 3 1屏蔽措施 18 8 3 2等电位连接和采用共用接地系统 18 8 3 3电涌保护措施 18 8 4 防雷装置的维护和管理 18 9 可靠性和稳定性要求可靠性和稳定性要求 18 9 1 产品的可靠性设计 18 9 2 测量稳定性要求 19 10 可维护性要求可维护性要求 19 11 其他要求其他要求 19 11 1时钟精度要求 19 11 2功耗要求 19 11 3命名要求 19 11 4技术文件要求 19 11 5检验要求 19 12 推荐部件表推荐部件表 19 13 本地存储文件格式本地存储文件格式 20 13 1文件组成 20 13 2分钟雨量文件 20 13 3小时状态文件 22 1 1 前言前言 1 1 目的目的 大范围强降雨后 易引发部分中小河流漫堤溃堤 一些中小水库出险和局 部山洪地质灾害 为加强对突发强降水观测的针对性 解决观测数据时效性差 时空密度不足的问题 全面 及时反映降水情况 急需能够观测强降水区域和 洪水易发地区降水情况的自动雨量站 此类型的雨量站具备强降水观测能力 能把观测数据及时传回数据中心 作为防汛抗灾的重要参考数据 整个观测系 统要做到 观测结果客观化 观测资料连续化 观测过程自动化 可做到无人 值守且准确观测 翻斗式自动雨量站采用 0 1mm 翻斗雨量传感器 根据需求不同 也可采用 其他分辨率的翻斗雨量传感器 和智能数据处理与控制单元 既可以作为雨量 监测站独立使用 也可以作为雨量智能传感器接入新型自动气象站 还能够兼 容现有自动气象站 可用于装备地面气象观测网 承担强降水区域降水观测任 务 该自动雨量站应具有集成度高 微功耗 智能化 高可靠 易维护等特点 能达到当前先进的自动化观测水平 为防汛抗灾服务提供高质量的观测资料 本功能需求书为试验版 主要针对翻斗式自动雨量站的功能和组成结构 规范研发和生产行为 为仪器设计定型和开展试验提供依据 随着气象观测设 备水平的逐步发展和观测需求的变化 功能需求书还将进一步完善 本功能需求书由中国气象局综合观测司委托中国气象局气象探测中心组织 编写 1 2 适用范围适用范围 本功能需求书从技术和工程两个层面上规定了强降水翻斗雨量站在组成结 构 功能 测量指标 采样算法 数据格式 供电电源 工作环境和设备安全 可靠性等要求 为设备制造单位提供设计和生产的依据 1 3 编写依据编写依据 主要参考国内外各种降水测量技术发展情况 在国内气象部门对自动气象 站特别是降水观测设备的试验考核 试用的基础上制订了本功能规格需求书 主要编写依据 2 1 中国气象局 地面气象观测规范 2003 年 2 GB T 11832 2002 翻斗式雨量计 3 世界气象组织 气象仪器和观测方法指南 第六版 1996 年 WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation seventh edition 2008 4 中国气象局 区域气象观测站建设指导意见 试行 气发 2008 123 号 5 中国气象局 第二代自动气象站功能规格书 2008 年 2 组成结构组成结构 2 1 概述概述 翻斗式自动雨量站 以下简称 雨量站 由硬件和软件组成 硬件可分成 翻斗雨量传感器 数据处理单元 供电单元 通信控制单元 无线传输模块及 外围组件 其软件可分成采集软件和业务软件两种 设备的逻辑结构如图 1 供电单元 数据处理单元 通信控制单元 终端微机 中心站 翻斗雨量 传感器 外围组件 无线 传输 模块 雨量信号 无线网络 翻斗式自动雨量站翻斗式自动雨量站 RS23 RS 232 或开关量 自动气象站 本地站 9 15VDC 图 1 翻斗式自动雨量站逻辑结构框图 翻斗式自动雨量站由翻斗雨量传感器 数据处理单元等部分组成 辅以通 信控制单元 通信和电源设备构成一个实际应用的雨量站 可通过数据处理单 元向本地自动气象站输出数字或开关量信号 也可通过无线网络向终端微机输 出数字信号 3 2 2 翻斗雨量传感器翻斗雨量传感器 翻斗雨量传感器是雨量站的感应部件 它通过承水器 翻斗 磁钢干簧管 等感知降雨量 并转换为可以进行计量的物理量信号 传感器的结构可以是 0 1mm 分辨力双翻斗型 也可以根据需求不同 也可采用其他分辨率的翻斗雨 量传感器 翻斗翻转数与输出信号数应有确定的对应关系 2 3 数据处理单元数据处理单元 数据处理单元是雨量站的关键部件之一 它由中央处理器 时钟电路 数 据存储器 接口 控制电路等部分构成 其主要功能是测量传感器输出的雨量 开关信号 完成传感器的信号采样 并对采样值进行数据运算处理 质量控制 记录存储 实现数据通信和传输 中央处理器 超低功耗 脉冲发生 及滤波 整形电路 智能电源 管理单元 蓄电池 供电 12VDC 串口 RS232 高精度 时钟电路 存储器 翻斗 雨量筒 图 2 数据处理单元的硬件结构 数据处理单元既要满足现行气象观测业务要求 能够输出雨量开关信号 接入现有自动气象站 又要符合智能气象传感器的发展趋势 能够输出数字信 号 接入新型自动气象站或终端微机 因此 雨量站应同时具有 RS232 通信接 口和开关信号输出接口 2 4 通信控制单元通信控制单元 通信控制单元负责将数据采集单元的观测数据和状态数据进行打包整理和 校验 可以按照预先设定的通讯方式和传输时间间隔进行数据发送 也可以远 程相应命令 进行通讯方式和传输时间间隔调整 4 2 5 无线传输模块无线传输模块 通过在 RS 232 口上接入无线传输模块 可以扩展通信距离 无线传输模 块的类型有 GPRS CDMA1x DCP VHF UHF 等 采用 GPRS 或 CDMA1x 无线传输模块时 可以实现多点传输 至少可同 时将数据发到 2 个数据中心站 2 6 供电单元供电单元 供电控制单元为系统提供工作电源 通常使用蓄电池供电 直流 12V 太 阳能对蓄电池进行充电 如果具备市电接入条件 也可以选用单相市电 220V 对蓄电池进行充电 供电单元可提供多路 12V 直流电源输出 至少 4 路 每路采取限流保护 和防反接措施 提供稳定的输出电流 2 7 外围组件外围组件 外围组件包括基座 立杆 柜 筒 等其它安装雨量计所需的相关硬件 2 8 软件软件 2 8 1采集软件采集软件 采集软件运行在雨量站的数据处理单元中 具有数据采集 处理 存储和 传输功能 2 8 2业务软件业务软件 业务软件用于处理雨量站观测数据 是安装在终端微机中的应用软件 3 功能要求功能要求 3 1 初始化初始化 雨量站通电后 进行自检 自检通过后 以缺省参数进入工作状态 可通 过终端对雨量站进行参数设置 包括观测站基本参数 传感器参数 通信参数 质量控制参数 主动发送模式参数等 建立新的运行模式 3 2 数据采样数据采样 数据处理单元对传感器的输出信号进行计数 得到分钟雨量采样值 每小时测量电池电源及主板温度等设备状态参数 得到小时状态信息 5 3 3 数据处理数据处理 数据处理单元对采样值进行数据质量控制 对通过采样值数据质量检查的 分钟雨量进行累计 得到小时累计雨量 3 4 数据存储数据存储 雨量站具有数据存储功能 数据存储使用循环存储器结构 存储的数据内 容包括分钟雨量和状态监控信息等 存储的数据量不少于 30 天 数据存储器应 具备掉电保存功能 3 5 数据传输数据传输 雨量站通过配置可以选择 RS 232 输出或开关量输出方式 采用 RS 232 方式输出时 雨量站数据传输支持主动发送和响应终端命令的 方式 采用开关量方式输出时 雨量站主动送出雨量开关信号 3 5 1通信波特率通信波特率 数据处理单元采用标准 RS232 串口 通信波特率为 9600bps 8 个数据位 1 个停止位 无校验位 3 5 2本地传输本地传输 终端微机与自动雨量站间的信号传输距离应不小于 200m RS232 接口可 配备长线驱动模块 3 5 3远程通信传输远程通信传输 通过在 RS 232 口上接入无线或有线传输模块 可以实现数据远程传输功 能 通信控制单元将数据采集单元的观测数据和状态数据进行打包整理和校验 按照设置的网络通信方式进行传输 根据不同的环境需求采用多种通信组网方式灵活组合 在具备有线通信环 境下 采用有线通信方式接入 在不具备有线通信方式 但具有无线移动运营 商网络覆盖的条件下 采用 GPRS 或 CDMA 方式接入 在既不具备有线也不具 备无线运营商网络的条件下 采用北斗卫星通信方式接入 作为应急情况 在 极端条件下 采用 VHF UHF 自组网通信方式接入 系统具有模块化的设计方 法 在不同网络需求下 可以选配通信方式 在某些特定的站点 采用 GPRS 或 CDMA 方式时 可以支持 DCP 作备份 6 在 GPRS 或 CDMA 通信故障时 自动切换到 DCP 通信 3 6 数据格式数据格式 根据数据传输和存储功能不同 数据格式可分为三类 3 6 1采集器内存数据 存储格式 采集器内存数据 存储格式 采集器内存数据为二进制数据格式 分两种类型进行存储 一种为雨量分 钟数据 每分钟存储一次 一种为小时状态数据 每小时存储一次 雨量站为 每一种类型的存储数据开辟独立的存储空间以方便调用 雨量分钟数据包括 1 存储雨量数据的时间 2 每分钟雨量值 小时状态数据包括 1 存储小时雨量数据和状态的时间 2 每小时雨量值 3 每小时状态值 为节省存储空间 尽量多存储有效数据 推荐内存数据存储格式如表 1 和 表 2 表 1 雨量站采集器内存分钟雨量数据存储格式 序号数据名称数据内容数据类型字节数 1Year 雨量数据的年份值Byte1 2Month雨量数据的月份值Byte1 3Day雨量数据的日期值Byte1 4Hour雨量数据的小时值Byte1 5Minute雨量数据的分钟值Byte1 6Rainfall10 1mm 翻斗每分钟累计雨量数据Byte1 7 备用 Rainfall 5 0 5mm 翻斗每分钟累计雨量 数据 Byte1 8帧尾标识符0XFFByte1 帧长度8 字节 注 雨量数据扩大 10 倍存储 单位 mm 例如 10 5mm 记录为 105 表 2 雨量站采集器内存小时状态数据存储格式 序号数据名称数据内容数据类型字节数 1Year 雨量数据的年份值 Byte1 2Month 雨量数据的月份值 Byte1 3Day 雨量数据的日期值 Byte1 7 4Hour 雨量数据的小时值 Byte1 5Rainfall1 0 1mm 翻斗每小时累计雨量数据 Byte2 6 备用 Rainfall 5 0 5mm 翻斗每小时累计雨量 数据 Byte2 7SystemTag 雨量传感器工作状态 Byte1 8VoltageTag 电池电压 Byte1 9 帧尾标识符 0XFFByte1 帧长度11 字节 注 雨量数据扩大 10 倍存储 单位 mm 例如 10 5mm 记录为 105 3 6 2雨量站数据帧格式 传输格式 雨量站数据帧格式 传输格式 雨量站数据帧为二进制数据格式 每分钟 或根据设置的传输间隔时间 发送一次 每组数据包括 1 发送雨量信息时的时间 2 每分钟雨量值 帧格式中 除了终端回车 0DH 和可选择的换行符 0AH 外 不包含 任何的控制字符 帧长度采用字节 帧头使用两个字节 EBH 90H 帧尾用 两个字节 0DH 0AH 回车换行符 如表 3 表 3 自动雨量站数据帧格式 序号数据名称数据内容数据类型字节数 1FrameStart ID1帧起始标志第一字节 EBH Byte1 2FrameStart ID2帧起始标志第二字节 90H Byte1 3FrameTag帧种类 非 0 表示数据帧 Word2 4StaionTag雨量站站号Word2 5Year雨量数据的年份值 0 99 Byte1 6Month雨量数据的月份值 1 12 Byte1 7Day雨量数据的日期值 1 31 Byte1 8Hour雨量数据的小时值 0 23 Byte1 9Minute雨量数据的分钟值 0 59 Byte1 10Rainfall1 0 1mm 翻斗每分钟累计雨量数据 Byte1 11 备用 Rainfall 5 0 5mm 翻斗每分钟累计雨量 数据 Byte1 12DataTag质量控制标识Byte2 13CheckSum帧校验和Byte1 14FrameEnd ID1帧结束标志第一字节 0DH Byte1 15FrameEnd ID1帧结束标志第一字节 0AH Byte1 帧长18 字节 8 度 注 雨量数据扩大 10 倍存储 单位 mm 例如 10 5mm 记录为 105 质量控制标识 高字节是 0 1mm 翻斗的分钟雨量数据的质量标识 低字 节是备用 0 5 mm 翻斗的分钟雨量数据的质量标识 质量标识按自动气象站 数据质量控制方法产生 标识值规定为 标识代码值标识代码值描述描述 0 x09 没有检查 该变量没有经过任何质量控制检查 0 x00 正确 数据没有超过给定界限 0 x01 存疑 不可信的 0 x02 错误 错误数据 已超过给定界限 0 x08 缺失 缺失数据 0 x0F没有配置安装传感器 无数据 校验和 从帧起始标志开始 到质量控制标识为止所有字节的累加和 取低字节 如累 加和为 0 xA25B 则校验和为 0 x5B 3 6 3设备状态数据 传输格式 设备状态数据 传输格式 设备状态数据为二进制数据格式 每小时 或根据设置的传输间隔时间 发送一次 每组数据包括 1 雨量站站号 2 雨量传感器的工作状态标志 3 雨量站电池电压 帧格式中 除了终端回车 0DH 和可选择的换行符 0AH 外 不包含 任何的控制字符 帧长度采用字节 帧头使用两个字节 EBH 90H 帧尾用 两个字节 0DH 0AH 回车换行符 如表 4 表 4 自动雨量站状态帧格式 序号数据名称数据内容数据类型字节数 1FrameStart ID1帧起始标志第一字节 EBH Byte1 2FrameStart ID2帧起始标志第二字节 90H Byte1 3FrameTag帧种类 0 表示状态帧 Word2 4StationNum雨量站站号Word2 5Year年份值Byte1 6Month月份值Byte1 7Day日期值Byte1 8Hour小时值Byte1 9Rainfall1 0 1mm 翻斗小时累计雨量数据 word2 9 10 备 用 Rainfall5 0 5mm 翻斗小时累计雨量 数据 word2 12SystemTag雨量传感器工作状态Byte1 13VoltageTag电池电压Byte1 14FrameEnd ID1帧结束标志第一字节 0DH Byte1 15FrameEnd ID1帧结束标志第一字节 0AH Byte1 帧长度18 字节 注 电池电压扩大 10 倍存储 单位 V 例如 12 3V 记录为 123 工作状态 每一位表示一种状态 D7 电池状态 D6 主板温度状态 D5 采样状态 D4 存储状态 D3 D0 保留状态 供厂家自定义 如下表 D7D6D5D4D3D2D1D0 电池状态 0 正常 1 故障 主板温度状态 0 正常 1 故障 采样状态 0 正常 1 故障 存储状态 0 正常 1 故障 3 7 时钟管理功能时钟管理功能 当雨量站独立运行时 由实时时钟芯片提供系统时钟 业务软件或自动气 象站可以通过对时命令对雨量站进行对时 3 8 终端操作命令终端操作命令 自动雨量站支持各种终端操作命令 用来设置参数 读取数据等 至少具 备表 5 的终端操作命令 表 5 终端操作命令 命令编号命令字参数个数功能简述 1STTIME1 设置时钟芯片时间 2RDTIME0 读出当前时间数据 3STATUS0 显示当前工作状态 电池电压 4RDSTATUS0 读取内存中所有的工作状态信息 5RDSTATUS11 读取指定时间的工作状态信息 6RDDATA0 读出 E2PROM 所有存储数据 7RDDATA11 读出日期参数 E2PROM 存储数据 8RDDATA21 补收数据指定小时时间内存储数据 9CLEAR0 清除 E2PROM 存储 复位硬件 10VERSION0 显示现行的软件版本 11ID1 设置雨量站站号 12AUTOSEND3 设置自动发送模式 命令格式说明 以 CTRL A 为命令引导符 命令及参数为 ASCII 码回车 10 换行结尾 返回信息用 ASCII 码输出 回车换行结尾 3 8 1 设置时间命令设置时间命令 命令符 STTIME 参数 YYYY MM DD hh mm ss YYYY 为年 MM 为月 DD 为日 hh 为小时 mm 为分 ss 为秒 示例 若对雨量站设置时间 如 2011 年 1 月 24 日 16 点 53 分 12 秒 键入命令为 STTIME 2011 01 24 16 53 12 返回值 表示设置失败 表示设置成功 3 8 2 读取时间命令读取时间命令 命令符 RDTIME 返回格式 YYYY MM DD hh mm ss YYYY 为年 MM 为月 DD 为日 hh 为小时 mm 为分 ss 为秒 示例 若对雨量站读取时间 当前时间是 2011 年 1 月 24 日 16 点 53 分 12 秒 键入命 令为 RDTIME 返回值 2011 01 24 16 53 12 3 8 3 读取当前状态信息读取当前状态信息 命令符 STATUS 返回格式 电池状态 电池电压值 主板温度状态 主板温度值 采样状态 存 储状态 示例 直接键入命令 STATUS 返回值 BATT 3 3V OK TEMP 12 5 OK SAMPLE OK STORE OK 或者 BATT 2 7V ER TEMP 12 5 OK SAMPLE OK STORE OK 3 8 4 读取内存中所有状态信息读取内存中所有状态信息 命令符 RDSTATUS 返回格式 采集器存储器中存储的所有状态数据 状态信息的存储时间 电池状态 电池电压值 主板温度状态 采样状态 存储状态 0 1mm 翻 斗小时雨量累计值 备用 0 5mm 翻斗小时雨量累计值 雨量站站号 11 示例 例如雨量站 10010 中共有记录两条 一条发生在 2011 年 1 月 24 日 17 点 该 时段降水累计 10 5mm 另一条发生在 2011 年 3 月 15 日 19 点 该时段累计降水 30 0mm 则 直接键入命令 RDSTATUS 返回值 2011 01 24 17 BATT 3 3V OK TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 105 105 10010 2011 03 15 19 BATT 3 3V OK TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 300 300 10010 或者 2011 01 24 17 BATT 2 7V ER TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 105 105 10010 2011 03 15 19 BATT 2 7V ER TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 300 300 10010 3 8 5 读取指定时间状态信息读取指定时间状态信息 命令符 RDSTATUS1 参数为 日期时间 小时 返回格式 指定时间点的电池状态 电池电压值 主板温度状态 采样 状态 存储状态 0 1mm 翻斗小时雨量累计值 备用 0 5mm 翻斗小时雨 量累计值 雨量站站号 示例 雨量站 10010 中 2011 年 1 月 24 日 17 点所存储的状态信息中 0 1mm 翻斗和备 用 0 5mm 翻斗小时累计降水均为 10 5mm 则 直接键入命令 RDSTATUS1 2011 01 24 17 返回值 2011 01 24 17 BATT 3 3V OK TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 105 105 10010 或者 2011 01 24 17 BATT 2 7V ER TEMP OK SAMPLE OK STORE OK 105 105 10010 3 8 6 读取所有雨量数据命令读取所有雨量数据命令 命令符 RDDATA 返回存储芯片内存储的数据 示例 直接键入命令 例如站号为 10010 的雨量站存储芯片中只有两组数据 2011 年 12 1 月 24 日 16 点 53 分雨量 0 1mm 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数据都为 3 0mm 2011 年 1 月 25 日 16 点 54 分雨量 0 1 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数据都为 2 0mm RDDATA 返回值 2011 01 24 16 53 30 30 10010 2011 01 25 16 54 20 20 10010 3 8 7 按日期读取雨量数据命令按日期读取雨量数据命令 命令符 RDDATA1 参数为 日期时间 示例 站号为 10010 的自动雨量站读取 2011 年 1 月 24 号当天所有数据 假设存储芯 片中只有两组数据 2011 年 1 月 24 日 16 点 53 分雨量 0 1 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数 据都为 10mm 2011 年 1 月 24 日 16 点 54 分雨量 0 1 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数据都为 15mm 发送命令 RDDATA1 2011 01 24 返回值 2011 01 24 16 53 100 100 10010 2011 01 24 16 54 150 150 10010 3 8 83 8 8补收雨量数据命令补收雨量数据命令 命令符 RDDATA2 参数为 日期时间 小时 示例 雨量站号为 10010 的自动雨量站读取 2011 年 1 月 24 号 16 时 00 分 16 时 59 分时的所有数据 假设存储芯片中只有两组数据 2011 年 1 月 24 日 16 点 53 分雨量 0 1 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数据都为 10mm 2011 年 1 月 24 日 16 点 54 分雨量 0 1 和备用 0 5mm 翻斗雨量站数据都为 15mm 发送命令 RDDATA2 2011 01 24 17 返回值 2011 01 24 16 53 100 100 10010 2011 01 24 16 54 150 150 10010 3 8 9 清除数据命令清除数据命令 命令符 CLEAR 清除保存的所有雨量和状态数据 示例 直接键入命令 CLEAR 13 返回值 表示清除失败 表示清除成功 3 8 10 版本信息版本信息 命令符 VERSION 返回格式 软件名称 软件版本号 示例 直接键入命令 VERSION 返回值 由各厂家自己定义 3 8 11 读取读取 设置台站号设置台站号 命令符 ID 参数 台站号 台站号由 5 位数字构成 最大的台站号为 65535 如不够表示 但是为 了保持 5 位长度 还是需由字母和数字构成 这样 就需将帧格式中的台站号 改为 5 个 ASCII 字符 示例 若要设置雨量站的区站号为 57494 则键入命令为 ID 57494 返回值 表示设置失败 表示设置成功 若雨量站中的区站号为 45890 直接键入命令 ID 正确返回值为 3 8 12 读取读取 设置自动发送模式设置自动发送模式 命令符 AUTOSEND 参数 发送条件 雨量发送间隔 状态发送间隔 发送条件与雨量发送间隔参数配合使用 取值为 0 不管是否有雨都定时 发送雨量数据 1 有雨才定时发送雨量数据 当降雨停后 须发送下一观测时 次的一组数据 雨量观测值为 0 表示降雨结束 雨量发送间隔取值为 0 不允许主动发送雨量数据 1 5 10 30 60 每 1 5 10 30 60 分钟发送雨量数据 状态发送间隔取值为 0 不允许自动发送状态数据 1 5 10 30 60 每 1 5 10 30 60 分钟主动发送雨量筒的状态数据 示例 若要配置成有雨即发雨量数据 并且每小时发送状态数据 键入 14 AUTOSEND 1 1 60 返回值 表示设置失败 表示设置成功 若要配置成不管是否下雨 均每分钟发雨量数据 并且每 30 分钟发送状态数据 键入 AUTOSEND 0 1 30 返回值 表示设置失败 表示设置成功 4 测量性能测量性能 4 1 测量类型测量类型 雨量站可以测量液态降水 4 2 量和单位量和单位 分钟雨量 单位 mm 小时累计雨量 单位 mm 4 3 指标要求指标要求 承雨口内径尺寸 特殊情况下 采用其他规格的承雨口内mm200 0 6 0 径 其承雨面积应与标准承雨面积有相同的相对误差 承雨口刃口锐角 40 45 0 1mm 雨量传感器技术指标 其他分辨力的传感器有相应的准确度指标 降雨强度 0 4mm min 分辨力 0 1mm 准确度 0 4mm 降雨量 10 mm 或 4 降雨量 10 mm 太阳能板 蓄电池和 GPRS 通讯模块部件从的第 12 章 推荐部件表 中 选择型号 或用户自行选择部件的技术指标不低于附件中推荐型号的性 能 5 结构要求结构要求 5 1 基本要求基本要求 雨量站的组成包括传感器 数据处理板 太阳能板 蓄电池 通讯模块等 15 其整体结构应利于装配 调试 检验 包装 运输 安装 维护等工作 表面 应整洁 无损伤和形变 表面涂层无气泡 开裂 脱落等现象 各零部件应具 有安装方便 牢固防盗的特点 同时无机械变形 断裂 弯曲等 操作部分不 应有迟滞 卡死 松脱等现象 5 2传感器内部结构传感器内部结构 传感器内部包括了传感器机芯和数据处理单元等部件 数据处理单元也可 安装在传感器外部 数据处理单元的防护等级应达到 IP67 内部结构示例图 见图 3 图 3 传感器内部结构示例图 5 3 接口要求接口要求 自动雨量站应具有 RS 232 9600bps N8 1 通信等接口 5 4 安全要求安全要求 5 4 1 安全标记及要求安全标记及要求 标记符合 GB 4793 1 2007 测量 控制和实验室用电气设备的安全要求 关于 设备用图形符号 的要求 a 交流电源接入端口设 当心电击危险 安全标记 b 低压直流电源接入端口以红色 和黑色 标出极性 并标明额定 电压值 c 电源开关标明电源 通 断 位置 d 标明电源熔断器额定电流值 5 4 2 其它要求其它要求 a 仪器设备结构上的棱缘或拐角 应倒圆和磨光 16 b 对于在产品寿命期内无法始终保持足够的机械强度而需要定期维护或更 换的部件 应在产品使用说明书上醒目地载明更换周期并着重注明不这 样做的危险性 c 用作电气连接或其他连接的螺钉连接件 应能承受正常使用时的机械压 力 5 5 机械强度要求机械强度要求 自动雨量站的各种部件 如外桶 底座 安装件等 应有足够的机械强度 和防腐蚀能力 确保在产品寿命期内 不因外界环境的影响和材料本身原因而 导致机械强度下降而引起危险和不安全 5 6 材料与涂覆要求材料与涂覆要求 5 6 1材料要求材料要求 应选用耐老化材料 抗腐蚀材料 良好的电气绝缘材料等 禁止使用不符 合有关国家标准或行业标准的劣质材料 5 6 2涂覆要求涂覆要求 各零部件 除用耐腐蚀材料制造的外 其表面应有涂 敷 镀等工艺措施 以保证其耐潮 防霉 防盐雾的性能 6 供电电源要求供电电源要求 自动雨量站的供电电源为 12V 蓄电池 由辅助电源对蓄电池浮充电 辅 助电源一般优先选用市电 也可选用太阳能电池 风力发电机等 蓄电池容量 保证自动雨量站和通讯系统在单独使用蓄电池供电的条件下 持续正常工作 15 天 市电电压范围 AC220V 25 太阳能电池 在保证充电能力的前提下 应减小太阳能电池的面积 智能传感器工作电压范围 DC9 16V 无线传输模块工作电压范围 DC5 15V 7 环境适应性要求环境适应性要求 7 1 气候条件气候条件 工作温度 40 60 电气部分 17 0 60 传感器部分 正常工作 45 0 传感器部分 不损坏 相对湿度 5 100 大气压力 450 hPa 1060hpa 抗风能力 75 m s 抗盐雾腐蚀 7 2 电磁兼容性要求电磁兼容性要求 电磁抗扰度要求见表 6 表 6 需满足的试验内容和严酷度等级 试 验 条 件内 容 交流电源端口直流电源端口控制和信号端口 电压暂降和短时 中断抗扰度 30 0 5 周期 60 5 周期 100 250 周期 1 2 50 S 电压 8 20 S 电流 浪涌冲击抗扰度 线对地 2KV线对地 1KV线对地 1KV 电快速瞬变脉冲 群抗扰度 2KV 5Kz 1KV 5Kz 2KV 5Kz 射频电磁场辐射 抗扰度 0 15 80MHz 3v 80 AMk 1KHz 0 15 80MHz 3v 80 AMk 1KHz 0 15 80MHz 3v 80 AMk 1KHz 静电放电抗扰度接触放电 4KV 空气放电 8KV 接触放电 4KV 空气放电 8KV 接触放电 4KV 空气放电 8KV 8 防雷要求防雷要求 8 1 一般要求一般要求 自动雨量站应具备防直接雷击和防雷击电磁脉冲的措施 防雷安全要求和设 计应符合行业标准的要求 防雷类别的确定 根据 QX4 2000 第 6 条的规定确 18 定防雷类别 8 2 直接雷击的防护措施直接雷击的防护措施 雨量站应处在接闪器的保护范围内 防直接雷击的冲击接地电阻应不大于 10 8 3 雷击电磁脉冲的防护雷击电磁脉冲的防护 8 3 1屏蔽措施屏蔽措施 雨量站信号线应采用屏蔽电缆 采用非屏蔽电缆时 应外穿金属管 电缆 的屏蔽层和金属管下端应接到地网上 设备到室内的电缆线应敷设在电缆沟内 如没有条件时电缆应在入户前应穿金属管埋地 埋地水平距离宜大于 15 m 8 3 2等电位连接和采用共用接地系统等电位连接和采用共用接地系统 采用共用接地系统 地网 将所有金属部件就近连接到该接地系统上 共 用接地系统 地网 的接地电阻应不大于 4 8 3 3电涌保护措施电涌保护措施 a 供电系统的电涌保护措施 采用电网或自备发电机供电时 应在交流配电盘处加装冲击通流量 Iimp 不 小于 12 5kA 的信号电涌保护器 SPD 供电系统的电涌保护器的安装要求 应符合 GB 18802 1 2002 低压配电系 统的电涌保护器 规定 b 信号系统电涌保护措施 设备输入端应加装适配的信号电涌保护器 SPD 信号系统电涌保护器的性能技术指标和安装要求 应符合 QX4 2000 气象 台防雷技术规范 第 9 条的规定 8 4 防雷装置的维护和管理防雷装置的维护和管理 按 QX4 2000 气象台防雷技术规范 第 10 条的规定 加强防雷装置的维 护和管理 9 可靠性和稳定性要求可靠性和稳定性要求 9 1 产品的可靠性设计产品的可靠性设计 产品应进行可靠性设计 试验和验证工作 并满足平均无故障间隔工作时 19 间 MTBF 大于 1 6 万小时的要求 正确选择和合理使用元器件 元器件降额设计 降低功耗 减少接触故障的可靠性设计 产品整机老化 出厂前检验 基于标准化的设计 9 2 测量稳定性要求测量稳定性要求 一年内测量值飘移不大于最大测量误差要求 运行一年后复测应满足最大 测量误差要求 10 可维护性要求可维护性要求 提供自动雨量站和通信的状态监控 平均维修时间 MTTR 要求 40 分钟 11 其他要求其他要求 11 1 时钟精度要求时钟精度要求 通过通讯系统进行时钟同步 实时时钟走时误差不大于 15s 月 11 2 功耗功耗要求要求 自动雨量站应采用低功耗设计 智能传感器 0 5W 通讯模块 GPRS 或 CDMA 0 5W 待机 2W 峰值 11 3 命名要求命名要求 自动雨量站的命名应符合相关行业标准 11 4 技术文件要求技术文件要求 自动雨量站应具备齐套的设计和生产图纸 文件 向用户提供包括技术说 明书和安装 操作使用说明书等内容的用户手册 11 5 检验要求检验要求 具体按经上级机构认可的测试大纲进行检验 20 12 推荐部件表推荐部件表 生产厂家型号规格参数 英利绿色能源控股 有限公司 40 17 P660X540 电压 功率 12V 40W 太阳能 电池板 无锡尚德太阳能电 力有限公司 STP040D 12 REA 电压 功率 12V 40W 广东汤浅蓄电池有 限公司 NP38 12 电压 功率 12V 38AH 广东易事特电源股 份有限公司 NP38 12 电压 功率 12V 38AH蓄电池 松下蓄电池 沈阳 有限公司 LC XC1238 电压 功率 12V 38AH 深圳市宏电技术股 份有限公司 H7710 GPRS DTU 供电电压 7 5 30VDC 通信平均电流 140mA 12V 待机电流 30mA 12V 串行数据接口 RS 232 无线通 信模块 厦门桑荣科技有限 公司 Saro3150EP GPRS DTU 供电电压 5 35VDC 通信平均电流 350mA 9V 待机电流 35mA 9V 串行数据接口 RS 232 备注 1 太阳能电池板和蓄电池的规格参数为系统所需最低配置 厂家可根 据自身设计要求选用同品牌的高级配置 提高蓄电池容量和太阳能电池 板的功率 以保证系统供电需求 2 为方便本次参试自动雨量站观测数据远程接入中国气象局已有区域 自动气象站中心站软件系统 建议选用推荐 GPRS 模块 3 选择太阳能电池板需考虑设备安装整体高度 安装操作的简便性与 易维护性 13 本地存储文件格式本地存储文件格式 为了方便考核数据的统计分析 要求所有参试厂家在将数据接收到计算机 终端时以固定文件格式存储数据 21 13 1 文件组成文件