自动气象站六要素方案.doc

目 录六要素区域自动气象站21系统介绍22组成结构33功能74测量性能225传感器246供电电源277安全278工作环境309电磁兼容性3110防雷3211结构和外观3312可靠性3413可维性3414其他34传感器技术说明36SL2-1型雨量传感器技术及使用说明36气压传感器43温度传感器49风速传感器51风向传感器55DWHC2型温湿传感器59数据处理管理软件63六要素自动气象站报价明细69六要素区域自动气象站1系统介绍DZZ2型系列自动气象站是一种野外型全自动气象站。由于该设备主要传感器，核心采集器及中心软件均由我厂独自研发、生产，因此整套系统具有很好的兼容性和一致性，能够提供和满足不同任务需要的各种系统工作模式。它采用模块化结构设计，通过软件硬件的不同配置，并配接不同的通讯载体，可作为有线遥测站、全自动无人站使用。适合于气象部门的基准站、基本站、一般站以及各种类型的中、小尺度自动站网络和气候自记站。可广泛 用于环保、机场、农林、海洋、水文、军事、仓储、科学研究等领域。使用环境广泛，可在各种恶劣自然环境下正常工作，是完全野外型自动气象站；可靠性高、寿命长，可长期在野外环境下连续稳定工作； 数据采集系统精度准确，各观测数据的精度均达到国际先进水平；操作简便，易于安装维护和远、近程监控；工艺精良，具有良好的抗腐蚀性；低功耗，提供多种供电方式；先进完善的多种防雷保护设计，能有效的防治雷电干扰；软件：超强兼容性、功能齐全、稳定可靠。该软件包可以对采集器进行终端操作，诊断到采集系统底层，便于发现和分析各类深层次问题。数据传输主要支持基于GPRS、GSM等无线通信方式。2组成结构2.1概述DZZ2自动气象站满足观测数据的高精度和高稳定性 ，具备高可靠性、高准确性、易维护、易备份等特点。DZZ2自动气象站由硬件和软件两部分组成，硬件包括传感器、采集器和外围设备，软件包括采集器中软件和中心站软件（业务软件）。外围设备主要包括电源、通信接口或设备、安装构件。DZZ2自动气象站在采用“积木式”结构，具有一定扩展功能。六要素站挂接的传感器为：气温、湿度、气压、雨量、风向、风速。图1 加密自动气象观测站系统示意图2.2数据采集器数据采集器由传感器接口、时钟、存储器、电源变换器、信号调理电路、数据采集电路、微处理器、通信接口、防雷接口和其它一些辅助电路组成。传感器接口将各种气象要素测量用传感器接入，并变换成能与其他接口相匹配的信息。时钟高精度RTC实时时钟，能保证每月误差不超过30秒。具备GPS时钟校准功能。存储器具有64M程序存储器，存放操作系统、任务程序和参数、计算程序，并能适 软件升级的需要。具有1G容量的数据存储器（支持存储卡），存放观测数据，并具备掉电保护能力。通信接口或设备联接采集器与计算机、计算机与中心站、采集器与中心站等的通信联接接口和设备。能够基于RS-232、RS-485、TCP/IP协议的有线（包括SDH、VPN、PSTN等）和无线（包括DCP、GPRS、CDMA等）传输，实现自动气象站的进行现场测试、组网和中心站对运行状态远程监控和参数校检。采集通信采集器能够按照“采集器通信协议”提供本地业务软件或远程中心站组网软件的响应，以实现自动收集与汇总和有效的监控。防雷有防雷和抗干扰接地，传感器与采集器连接有防雷措施，以保证采集器在避免雷击损坏。2.3传感器采用以下传感器。要素传感器数量备注气温铂电阻(R0=100欧姆)1铂电阻温度传感器湿度HMP45D湿敏电容1湿敏电容湿度传感器气压PTB220气压传感器1风向风标、七位光码盘1单翼风向传感器风速三杯风速计、光电计数1风杯风速传感器雨量翻斗式雨量计1翻斗式雨量传感器2.4外围设备电源具备高稳定性、无干扰的系统电源。12V直流电压是采集器的基本工作电压，采集器中其他直流工作电压由此转换而成，该电压由蓄电池提供，需可配置辅助电源（太阳能、风能）对蓄电池充电。微机用作本地业务系统或采集器的终端，实现对采集器的监控、数据处理和存储，按照业务规范完成地面气象观测业务。一般情况下，自动气象站采取无人站方式设置，该功能由中心站软件实现。连接电缆传感器至数据采集器（最大至150米），采集器至主机（最大至150米）均采用屏蔽电缆连接。使用航空密封插头。通信接口数据采集器配置RS 485接口，支持本地通信。配置RS 232接口，以备挂接GPS授时模块和通信模块，进行现场测试或软件升级。2.5软件采集软件采集器中运行的采集软件是嵌入式软件，一般由嵌入式操作系统（如实时多任务操作系统）和应用软件组成。采集软件能够支持采集器的数据采集、数据处理、数据存储和数据传输功能。中心站软件（业务软件）中心站软件为实现加密自动气象站组网的数据通信处理的组网软件，它也是完成各加密自动气象站观测任务的业务软件，主要负责所收集的观测资料的入库、监控、共享和服务。按照地面气象观测数据文件和记录簿表格式的规定形成统一的数据文件。中心站软件对主动调取的各自动气象站子站的各种信息进行处理、进行数据质量控制、设备状态监控。提供站网观测资料服务。主要功能包括：观测资料收集处理、数据入库、数据质量控制、状态监控和传输情况统计，提供基于WEB或FTP的服务，对单站采集器时钟的定时校正、实时数据上传时间频次的设定、数据的补收等。3功能3.1软件初始化a) 对采集器进行自检，准备存储器、外围设备；b) 可通过本地终端或中心站远程对采集器进行设置，并修改所有保证自动气象站正常运行所必需的业务参数缺省值，包括观测站基本参数、传感器参数、通信参数、质量控制参数、气象报警阈值等；c) 建立和运行观测任务。3.2数据采集a) 对传感器按预定的采样频率进行扫描和将获得的电信号转换成微控制器可读信号，得到气象变量测量值序列；b) 对气象变量测量值进行转换，使传感器输出的电信号转换成气象单位量，得到采样瞬时值；c) 对采样瞬时值，根据规定的算法，计算出瞬时气象值，又称气象变量瞬时值；d) 实现数据质量检查。3.3数据处理a) 导出气象观测需要的其他气象变量瞬时值；这种导出通常是在数据采集获得的气象变量瞬时值的基础上进行的，也有通过更高频率的采样过程获得的，如瞬时风计算；b) 计算出气象观测需要的统计量；c) 如一个或多个时段内的极值数据、专门时段内的总量、不同时段内的平均值以及累计量等；d) 由采集器生成采样瞬时值数据、瞬时气象值（分钟）数据、小时正点数据和监控数据，并写入数据内存储器；e) 实现数据质量检查。3.4数据存储采集器存储7天的瞬时气象（分钟）值、1月的正点气象要素值，以及相 的导出量和统计量等。瞬时气象（分钟）值存储的要素有：本站气压、气温、湿度（不存导出值）、瞬时极大风、1min平均风、降水量。当前瞬时气象（分钟）值均 能写入缓存区，可以实时读取。正点数据存储的具体内容由下表给出。序号要素时制序号要素时制1.2 min平均风向北京时15最高气温北京时2.2 min平均风速16最高气温出现时间3.10 min平均风向17最低气温4.10 min平均风速18最低气温出现时间5.最大风速时对 风向19相对湿度6.最大风速20最小相对湿度7.最大风速出现时间21最小相对湿度出现时间8.分钟内最大瞬时风速的风向22水汽压9.分钟内最大瞬时风速23露点温度10.极大风速时对 风向24本站气压11.极大风速25最高本站气压12.极大风速出现时间26最高本站气压出现时间13.时累计降水量27最低本站气压14.气温28最低本站气压出现时间采集器内部的数据存储器容量 留有50%的余量。采集器内部的数据存贮器 具备掉电保存功能。3.5数据传输本地传输 有数据传输（数据传送、数据通信）的功能。可配置终端设备（微机），将采集器数据传送到终端设备。根据响应方式的不同，数据传输可分：a) 在自动气象站时间表控制下的传输，即自动气象站正常运行时的自动传输；b) 响 终端命令的传输，即人工干预下的传输，通常由终端微机发出命令；c) 超过某个设定的气象阈值时，进入报警状态的传输。终端微机与主采集器间的信号传输距离不小于 150 m。在规定的传送距离之内，信号传送质量不因改变线缆的长度而降低。远程通信传输自动气象站均具备通过无线方式或网络方式进行数据远程传输的功能。这种传输一般通过采集器的远程通信接口（RS 232）外加远程通信设备（如GPRS/CDMA1X、DCP等）实现。通过微机终端实现远程通信传输的功能通过其相 的软件功能实现。3.6数据质量控制为保证观测数据质量，对自动气象站进行数据质量控制，包括自动气象站采集器软件、中心站或终端微机中的业务软件两部分的质量控制。自动气象站采集器 具备对用于数据质量检查的各要素极值范围参数的设置。采集器软件中的数据质量控制总体 a) 对采样瞬时值的质量控制对采样瞬时值变化极限范围的检查。b) 对瞬时气象值的质量控制对瞬时气象值变化极限范围的检查；内部一致性检查。采样瞬时值的质量控制验证每个采样瞬时值， 在传感器的正常测量范围内。未超出的，标识“正确”；超出的，标识“错误”。标识“错误”的，不可用于计算瞬时气象值。瞬时气象值的质量控制一个“正确”的瞬时气象值，不能超出规定的界限。“正确”数据的判断条件见下表。序号气象变量下限上限1气压400 hPa1100 hPa2气温-75 80 3露点温度-80 50 4相对湿度0%100%5风向03606风速（2分钟、10分钟）0 m/s75 m/s7瞬时风速0 m/s150 m/s8降水量（1分钟）0 mm40 mm表中“下限”和“上限”的值以传感器的测量范围确定。业务软件中的数据质量控制业务软件中的数据质量检查用来检查和验证数据的完整性（integrity），即数据的完全性（completeness）、正确性（correctness）和一致性（consistency），包括下面内容：a) 极限范围的检查；b) 变化速率的检查；c) 内部一致性的检查。3.7采集器通信协议自动气象站与数据处理终端（包括本地及远程，以下简称终端）之间的通信协议，通过物理连接和相关通信命令实现。通信的物理连接包括：a) 采集器与终端通过RS-232串行口直接电缆连接通信。b) 采集器通过RS-232串行口外接透明传输的无线通信模块（包括外接GPRS模块、CDMA模块等）与终端通信。按照操作命令性质的不同，分为监控操作命令、观测数据操作命令和报警操作命令。端口参数端口号：采集器采用串口1；终端端口自定义；波特率：1200、2400、4800、9600或更高可选，默认值为9600；数据位：8；校 验：偶校验；停止位：1。终端命令格式a) 各种终端命令由命令符和相 参数组成，命令符由若干英文字母组成，参数可以没有，或由一个或多个组成，命令符与参数、参数与参数之间用1个半角空格分隔；b) 监控操作命令分一级和二级，若为二级命令时，一级与二级命令之间用半角空格分隔；c) 在监控操作命令中，若命令符后不跟参数，则为读取数据采集器中相 参数据；d) 在计算机超级终端中，键入控制命令后， 键入回车/换行键，本格式说明中用“”表示；e) 本格式说明中返回值用“”给出；f) 若无特殊说明，本部分中使用YYYY-MM-DD HH:MM表示日期、时间格式。监控操作命令设置或读取数据采集器的通讯参数（SETCOM）命令符：SETCOM参数：波特率 数据位 奇偶校验 停止位示例：若数据采集器的波特率为9600 bps，数据位为8，奇偶校验为无，停止位为1，若对数据采集器进行设置，键入命令为： SETCOM 9600 8 N 1返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若为读取数据采集器通讯参数，直接键入命令： SETCOM正确返回值为。读取数据采集器的基本信息（BASEINFO）命令符：BASEINFO参数：生产厂家 型号标识 采集器序列号 软件版本号数据采集器自检（AUTOCHECK）命令符：AUTOCHECK返回成功或检测失败的对象。设置或读取数据采集器日期（DATE）命令符：DATE参数：YYYY-MM-DD（YYYY为年，MM为月，DD为日）示例：若对数据采集器设置的日期为2006年7月21日，键入命令为： DATE 2006-07-21返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器的日期为2007年10月1日，读取数据采集器日期，直接键入命令： DATE正确返回值为。设置或读取数据采集器时间（TIME）命令符：TIME参数：HH:MM:SS（HH为时，MM为分，SS为秒）示例：若对数据采集器设置的时间为12时34分00秒，键入命令为： TIME 12:34:00返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器的时间为7时04分36秒，读取数据采集器时间，直接键入命令： TIME正确返回值为。设置或读取气象观测站的区站号（ID）命令符：ID参数：台站区站号（5位数字或字母）示例：若所属气象观测站的区站号为57494，则键入命令为： ID 57494返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的区站号为A5890，直接键入命令： ID正确返回值为。设置或读取气象观测站的纬度（LAT）命令符：LAT参数：DD.MM.SS（DD为度，MM为分，SS为秒）示例：若所属气象观测站的纬度为321420，则键入命令为： LAT 32.14.20返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的纬度为420600，直接键入命令： LAT正确返回值为。设置或读取气象观测站的经度（LONG）命令符：LONG参数：DDD.MM.SS（DDD为度，MM为分，SS为秒）示例：若所属气象观测站的纬度为1163418，则键入命令为： LONG 116.34.18返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的纬度为1083203，直接键入命令： LAT正确返回值为。设置或读取气压传感器拔海高度（ALTP）命令符：ALTP参数：气压传感器拔海高度。单位为米（m），取1位小数，当低于海平面时，前面加“-”号。示例：若所属自动气象站的气压传感器拔海高度为106.3 m，则键入命令为： ALTD 106.3返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的气压传感器拔海高度为-10.2，直接键入命令： ALTD正确返回值为。读取数据采集器机箱温度（MACT）命令符：MACT参数：机箱温度。单位为摄氏度（），取1位小数。示例：若数据采集器机箱温度为7.2 ，直接键入命令： MACT正确返回值为。读取数据采集器电源电压（PSS）命令符：PSS参数：无。返回采集器当前的供电主体和电源电压值。返回格式见下表。返回值描 述AC,#.#“AC”表示交流供电；#.#表示AC/DC变换后供给数据采集器的电源电压值，单位为伏（V），保留1位小数；“AC”与电压值之间用半角逗号分隔DC,#.#字符串“DC”表示蓄电池供电；#.#表示蓄电池供给数据采集器的电压值，单位为伏（V），保留1位小数；“DC”与电压值之间用半角逗号分隔示例：若数据采集器为蓄电池供电，其电压值为12.8，键入命令： PSS正确返回值为。设置或读取各传感器状态（SENST）命令符：SENST XXX其中，XXX为传感器标识符，由13位字符组成，对 关系见下表。序号传感器名称传感器标识符（XXX）序号传感器名称传感器标识符（XXX）1.气温T4风速WS2.降水量RAT5气压P3.风向WD6湿敏电容传感器U参数：单个传感器的开启状态。用 0 或 1 表示，1 表示传感器开启，0 表示传感器关闭；当为通风防辐射罩时，0 表示通风状态工作不正常，1 表示正常。示例：若没有或停用蒸发传感器，则键入命令为： SENST LE 0返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若能见度传感器已启用，直接键入命令： SENST VI正确返回值为。读取数据采集器实时状态信息（RSTA）命令符：RSTA返回参数：采集器的机箱温度 电源电压 各传感器状态采集器的机箱温度、电源电压、各传感器状态返回格式分别与0、1、2的返回格式相同。观测数据操作命令返回数据一般格式返回数据格式为数据帧，采用ASCII码，每个数据帧包括四个部分：a) 数据帧标识字符串；b) 站点区站号或代码；c) 观测数据列表；d) 结束标识符。其中：数据帧标识字符串用1-6个字母表示，用来标识该数据帧的类型。结束标识符用回车/换行表示。观测数据列表包括观测时间组、各观测数据组索引标识、观测数据组索引所对 各观测数据组。数据帧标识字符串、站点区站号或代码、观测时间、各观测数据组索引标识、观测数据组以及观测数据组之间使用半角空格作为分隔符。观测数据组索引由 0 和 1 指示，当某个传感器没有开启或停用或无，则相 的观测数据组索引置为 0，否则置为 1。某个数据组的索引值为 0 时，则所对 的观测数据组省略，否则索引值为 1 时，则有所对 的观测数据组。返回数据排列顺序如下表。序号123467n+4内容标识字符串区站号或ID观测时间观测数据组索引观测数据1观测数据2观测数据n下载分钟常规观测数据（DMGD）命令符：DMGD YYYY-MM-DD HH:MM下载指定时间的分钟观测记录数据。观测数据及排列顺序如下表。序号内容格式举例序号内容格式举例1.时间（北京时）2006-02-28 16:4321相对湿度23%输出23100%输出1002.观测数据索引共38位22最小相对湿度同相对湿度3.气温-0.8输出-81.2输出1223最小相对湿度出现时间同最高气温出现时间4.最高气温同气温24水汽压12.3hPa输出1235.最高气温出现时间16时02分输出160225露点温度同气温6.最低气温同气温26本站气压1001.3hPa输出100137.最低气温出现时间同最高气温出现时间27最高本站气压1001.3hPa输出100138.分钟降水量0.1mm输出11.0mm输出1028最高本站气压出现时间同最高气温出现时间9.2 min平均风向36输出36123输出12329最低本站气压同本站气压10.2 min平均风速2.7m/s输出2730最低本站气压出现时间同最高气温出现时间11.10 min平均风向同2 min风向31扩展项112.10 min平均风速同2 min风速32扩展项213.最大风速的风向同2 min风向33扩展项314.最大风速同2 min风速34扩展项415.最大风速出现时间同最高气温出现时间35扩展项516.分钟内最大瞬时风速的风向同2 min风向36扩展项617.分钟内最大瞬时风速同2 min风速37扩展项718.极大风向同2 min风向38扩展项819.极大风速同2 min风速39扩展项920.极大风速出现时间同最高气温出现时间40扩展项10注：若某记录缺测，相 各要素均至少用一个“/”字符表示；各要素极值 是从上次正点后到本次采样这一时段内的极值；降水量是当前时刻的分钟降水量。数据记录单位：以气象行业标准地面气象观测规范规定为准，返回各要素值不含小数点，具体规定如下表。要素名记录单位存储规定要素名记录单位存储规定气压0.1 hPa扩大10倍露点温度0.1 扩大10倍温度0.1 扩大10倍降水量0.1 mm扩大10倍相对湿度1 %原值风向原值水汽压0.1 hPa扩大10倍风速0.1 m/s扩大10倍时间月、日、时、分各取2位，高位不足补0下载小时常规观测数据（DHGD）命令符：DHGD YYYY-MM-DD HH下载指定时间的小时整点观测记录数据。观测数据及排列顺序如下表。序号内容格式举例序号内容格式举例1.时间（北京时）2006-02-28 16:4321相对湿度23%输出23100%输出1002.观测数据索引共38位22最小相对湿度同相对湿度3.气温-0.8输出-81.2输出1223最小相对湿度出现时间同最高气温出现时间4.最高气温同气温24水汽压12.3hPa输出1235.最高气温出现时间16时02分输出160225露点温度同气温6.最低气温同气温26本站气压1001.3hPa输出100137.最低气温出现时间同最高气温出现时间27最高本站气压1001.3hPa输出100138.小时降水量0.1mm输出11.0mm输出1028最高本站气压出现时间同最高气温出现时间9.2 min平均风向36输出36123输出12329最低本站气压同本站气压10.2 min平均风速2.7m/s输出2730最低本站气压出现时间同最高气温出现时间11.10 min平均风向同2 min风向31扩展项112.10 min平均风速同2 min风速32扩展项213.最大风速的风向同2 min风向33扩展项314.最大风速同2 min风速34扩展项415.最大风速出现时间同最高气温出现时间35扩展项516.分钟内最大瞬时风速的风向同2 min风向36扩展项617.分钟内最大瞬时风速同2 min风速37扩展项718.极大风向同2 min风向38扩展项819.极大风速同2 min风速39扩展项920.极大风速出现时间同最高气温出现时间40扩展项10注：若某记录缺测，相 各要素均至少用一个“/”字符表示；正点值的含义是指北京时正点采集的数据；“日、时”作为记录识别标志用，日、时各两位，高位不足补“0”，其中“日”是按北京时的日期；“时”是指正点小时；各种极值存上次正点观测到本次正点观测这一时段内的极值；小时降水量是从上次正点到本次正点这一时段内的降水量累计值。数据记录单位同分钟常规观测数据。报警操作命令设置或读取大风报警阈值（GALE）命令符：GALE参数：大风报警阈值（单位为1m/s）示例：若大风报警阈值为17m/s，则键入命令为： GALE 17返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的大风报警阈值为20，直接键入命令： GALE正确返回值为。设置或读取高温报警阈值（TMAX）命令符：TMAX参数：高温报警阈值（单位为1）示例：若高温报警阈值为35，则键入命令为： TMAX 35返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的高温报警阈值为40，直接键入命令： TMAX正确返回值为。设置或读取低温报警阈值（TMIN）命令符：TMIN参数：低温报警阈值（单位为1）示例：若大风报警阈值为-10，则键入命令为： TMIN -10返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的大风报警阈值为0，直接键入命令： TMIN正确返回值为。设置或读取降水量报警阈值（RMAX）命令符：RMAX参数：累计降水量报警阈值（单位为1mm）示例：若累计降水量报警阈值为50mm，则键入命令为： RMAX 50返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的累计降水量报警阈值为100，直接键入命令： GALE正确返回值为。设置或读取采集器温度报警阈值（DTLT）命令符：DTLT参数：采集器主板温度报警阈值（单位为1）示例：若采集器主板温度报警阈值为35，则键入命令为： DTLT 35返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器中的采集器主板温度报警阈值为40，直接键入命令： DTLT正确返回值为。设置或读取采集器畜电池电压报警阈值（DTLV）命令符：DTLV参数：采集器畜电池电压报警阈值（单位为1V）示例：若采集器畜电池电压报警阈值为20V，则键入命令为： DTLV 20返回值： 表示设置失败，表示设置成功。若数据采集器畜电池电压报警阈值为10，直接键入命令： DTLV正确返回值为。3.8自动气象站组网与自动气象站子站的远程控制中心站能够主动控制各自动气象站子站，按照规定的采集器通信协议，能够通过TCP、UDP的任何一种传输协议，实现对各子站的参数设置、数据采集和监控。基于中心站软件的数据处理对各子站进行有效的控制，具备对单站采集器时钟的定期校正、实时数据上传时间频次的设定、数据的补收等功能。能够对相同时次邻近站点资料对比和单个站点各要素时间变化规律等方法对数据进行实时质量控制。按照中国气象局地面气象观测数据文件和记录表簿格式的规定格式形成正点或加密上传数据文件，并实现实时上传。按照地面气象观测数据文件和记录簿表格式规定，形成单站的自动气象站全月采集数据文件（Z文件，P、T、U、W、R文件）”，作为原始数据文件，进行保存。当出现通信故障或没有进行每小时一次实时资料传输时，在故障恢复后及时将每天24次正点的资料补齐，并上传。基于WEB的监控和服务提供基于Internet的包括全网站点的GIS系统（Mapinfo系统）实时数据显示、统计、分析的网站。提供基于Internet的全网站点设备状态监控和传输状态监控网站。GPS对时功能数据采集器 具备GPS自动对时功能， GPS对时功能失效时提供报警功能。4测量性能4.1加密自动气象站的测量性能遵循地面气象观测规范和相关规范。见下表。测量要素范围分辨力最大允许误差气压500hPa1100hPa0.1hPa0.3hPa气温-50500.10.2相对湿度5%100%RH1%3%（80%）5%（80%）风向036035风速060m/s0.1m/s（0.5+0.03V）m/s降水量翻斗：雨强04mm/min0.1mm0.4mm（10mm）4%（10mm）4.2采样和算法采样顺序采样顺序：气温、湿度、降水量、风向、风速、气压。采样频率及算法有关算法 符合地面气象观测规范的有关规定，各要素的采样频率及气象值的计算见下表。测量要素采样频率计算平均值计算累计值计算极值气压6次/min去掉1个最大值和1个最小值，以剩下4个计算每分钟算术平均-小时内极值及出现时间气温湿度风速1次/s以1s为步长求3s滑动平均值；以1s为步长计算每分钟的1min、2min算术平均；以1分钟为步长（取1min平均值）计算每分钟的10min滑动平均-每分钟、每小时内3s极值（即极大风速）；每小时内10min极值（即最大风速）；小时内极值对 时间风向1次/s求1min、2min平均；以1 min为步长（取1min平均值）计算每分钟的10min平均-对 极大风速和最大风速时的风向降水量1次/min-每分钟、小时累计值-导出量的计算海平面气压按“地面气象观测规范 中国气象局编. 北京：气象出版社，2003.11”（以下称地面气象观测规范）第 7 章公式 7.2 计算。 计算：1min平均海平面气压。水汽压按地面气象观测规范“附录 2 2.水汽压”中的公式计算。 计算：1min平均水汽压。露点温度按地面气象观测规范“附录 2 4.露点温度”中的公式计算。 计算：1min平均露点温度。极值挑选气温、本站气压i. 最高（大）值从 1 h内 60个1min平均值的“正确”值中挑选最高（大）值，并记录时间。ii. 最低（小）值从 1 h内 60个1min平均值的“正确”值中挑选最低（小）值，并记录时间。湿度iii. 最小值从 1 h内 60个1min平均值的“正确”的1min平均值中挑选最小值，并记录时间。风向、风速iv. 最大值从 1 h内 60个10min平均风速的“正确”值中挑选最大值，并记录相 的风向和时间。v. 极大值分别从 1min、1 h内所有3s平均风速的“正确”值中挑选最大值，并记录对 整分时风向和时间。5传感器5.1所选用的传感器符合相关行业标准并经中国气象局列装或认可。每个传感器的标定必须由专门从事标定的人员采用标准设备和标定规程进行并有书面记录，作为台站历史记录的一部分。5.2技术性能 气压传感器气压传感器可采用振筒式、电容式等传感器。a) 测量范围：5001100hPa；b) 分辨力：0.1hPa；c) 准确度：0.3hPa；d) 使用温度范围：-4050；e) 供电电源：电压：DC（122）V；电流：平均值小于30mA；f) 信号输出方式：接口标准：RS232；g) 传感器具有互换性。气温测量传感器温度测量传感器采用Pt100铂电阻温度传感器，并采用ITS-90温标。a) 测量范围：-5050；b) 分辨力：0.1（准确度 0.2时）；c) 准确度：0.2；d) 时间常数：20S（通风速度2.5m/s）；e) 传感器具有互换性。湿度测量传感器电容式湿度传感器a) 测量范围：5%100%RH；b) 分辨力：1%RH；c) 准确度：3%RH（80%），5%RH（80%）；d) 使用温度范围：-5050；e) 时间常数：40s；f) 供电电源：电压：DC（122）V；电流：平均值小于5mA；g) 输出方式：电压 0-1V； h) 传感器具有互换性。风测量传感器风向标传感器a) 测量范围：0360；b) 分辨力：7位格雷码；c) 准确度：5；d) 起动风速：0.5m/s；e) 使用温度范围：-5050；f) 供电电源：电压：DC（122）V；电流：平均值小于20mA；g) 传感器具有互换性。三杯式风速传感器a) 测量范围：060m/s；b) 分辨力：0.1 m/s；c) 准确度：（0.3+0.03V）m/s；d) 起动风速：0.5 m/s；e) 输出：频率信号，校准方程为线性；f) 使用温度范围：-5050；g) 供电电源：电压：DC（122）V；电流：平均值小于5mA；h) 允许对校准方程线性系数进行修改的前提下传感器具有互换性。降水测量传感器翻斗式雨量传感器a) 承水口面积：200cm2；b) 雨强测量范围：04mm/min；c) 分辨力：0.1 mm；d) 准确度：0.4mm（10mm）；4%（10mm）；e) 使用温度范围： 050；f) 传感器具有互换性。6供电电源自动气象站的供电电源为 12 V 蓄电池。由辅助电源对蓄电池浮充电，在有市电的地方，一般优选市电作为辅助电源，无市电的地方，可选的辅助电源有：柴油发电机、太阳能电池板等。蓄电池的容量必须保证自动气象站能在脱离辅助电源的条件下连续工作7天。并在蓄电池电压低到不足以维持符合质量 的观测工作前两天发出报警信息。使用市电作辅助电源的，市电电压允许波动范围为220V30%，并提供市电断电及时报警功能。7安全7.1标记产品标识自动气象站标明：制造厂商名或商标或识别标记；制造厂商规定的产品型号、名称或型号标志。数据采集器的型号、名称和序列号。各气象传感器的型号、名称和序列号。电源自动气象站 设有电源额定值的电源铭牌，电源铭牌 包括下列内容：电源性质的符号（交流或直流）。额定电压或额定电压范围。额定频率或额定频率范围（仅用直流电源的自动气象站除外）。额定电流或功耗。熔断器在每一熔断器座上或其就近处标上标记，该标记标出熔断器的额定电流，如果该熔断器能装上不同电压额定值的熔断器，则还同时标出熔断器的额定电压。电源开关电源开关标明电源“通”“断”位置。电击危险使用市电的自动气象站在外壳显著位置设“当心电击危险”安全标记。其他标记自动气象站的其他标记和方法符合有关行业和国家标准。7.2文件随同自动气象站 提供含有下述内容的文件：技术说明书；使用或操作说明。7.3结构安全自动气象站结构上的棱缘或拐角，倒圆和磨光。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， 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。用作电气连接或其他连接的螺钉连接件，如果其松脱或损坏会影响安全，所以 能承受正常使用时的机械压力。室外无防护条件下使用的自动气象站或部件，如无特殊 ，其外壳防护等级为IP65。7.4电气安全防电击危险机箱内带危险电压的导电部件都 有防护措施，足以避免操作人员可能用手或一般维修工具直接接触。把危险电压引入机箱的导线在穿过机箱外壳处 有绝缘防护措施，这些导线进入机箱后 适当走线和固定，机箱内所有和这些导线可能直接接触的金属零部件都 有接地措施，以防一旦导线绝缘损坏，这些金属零部件不致带有危险。保护接地措施自动气象站各独立部件和传感器都 有保护接地措施。各保护接地线不 构成回路， 在导电的底板或机架上设置一个点，作为保护接地、电源接地的公共接地点。从这点到地的连接 连续永久，连接导线截面积不小于16mm2。接地端子或接地接触件与需要接地的零部件之间的连接电阻不 超过0.1。过流保护使用市电的自动气象站，必须对一次电路设置过流保护装置。基本电气安全a) 绝缘电阻使用市电的自动气象站，在电源的初级电路和机壳绝缘电阻不小于2M。使用12V直流电源供电的自动气象站，在电源初级电路和机壳间绝缘电阻，不 小于1M。b) 泄漏电流使用市电的自动气象站泄漏电流值不得超过3.5mA。c) 抗电强度使用市电供电的自动气象站，电源的初级电路和机壳间能承受幅值1500V，电流5mA的冲击耐压试验，历时一分钟，试验中不出现飞弧和击穿。试验结束后自动气象站能正常工作。使用低压直流电源供电的自动气象站，电源的初级电路和机壳间 能承受幅值500V，电流5mA的冲击耐压试验，历时一分钟，试验中不会出现飞弧和击穿。试验结束后自动气象站能正常工作。8工作环境8.1气候条件气温：3550；地面温度：4080；相对湿度：10100；大气压力：4501060hpa；太阳辐射：1120w/m2；抗风能力：75m/s；降水强度：6 mm/min。8.2生物条件自动气象站 采取适当的防霉菌措施，但除非使用在特殊的环境条件或使用方有 时，不必通过长霉试验来鉴定其抗霉菌能力。自动气象站 采取适当的防止动物损坏措施，如鼠咬、蚁啃等。8.3化学活性物质工作在正常大气条件下的自动气象站， 在材料、表面涂覆和工艺上采取相 的措施，使其具有一定的抗化学活性物质危害的能力。工作在沿海、海岛、海船或海上浮标的自动气象站，必须考虑大气中盐雾对自动气象站的影响，在材料、表面涂覆和工艺上采取必要的措施，使其具有足够的抗化学活性物质危害的能力，在产品寿命期内不致因腐蚀而引起产品的失效。盐雾试验时间 不少于48小时，其他试验条件符合有关行业或国家标准的 。8.4机械条件正弦稳态振动：位移 1.5mm；加速度 5 m/s2频率 29Hz ；9200Hz；非稳态振动（冲击）：峰值加速度 40 m/s2自由跌落：高度0.25m；倾跌角度：30。9电磁兼容性9.1电磁骚扰限值传导骚扰自动气象站电源端口和信号端口的传导骚扰限制 分别见下表电源端口传导骚扰限值频率范围（MHz）限值（dBV）准峰值平均值0.150.5665656460.5556465306050信号端口传导共骚扰限值频率范围（MHz）电压限值（dBV）电流限值（dBA）准峰值平均值准峰值平均值0.150.584747464403030200.53074643020辐射骚扰自动气象站电源端口和信号端口的辐射骚扰限值 满足下表。频率范围(MHz)限值dB(V/m)30230302301000379.2电磁抗扰度自动气象站各端口电磁抗扰度满足下表。内 容 试 验 条 件交流电源端口直流电源端口控制和信号端口1.2/50S(电压)8/20S(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 5Kz1KV 5Kz2KV 5Kz射频电磁场辐射抗扰度0.1580MHz3v80 AMk（1KHz）0.1580MHz3v80 AMk（1KHz）0.1580MHz3v80 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：8KV10防雷10.1 具备防直接雷击和防雷击电磁脉冲的措施，防雷安全和设计符合行业标准。防雷类别的确定：根据QX4-2000第6条的规定确定防雷类别。产品设计时采用综合防雷措施，如滤波、隔离、屏蔽、接地、等电位连接、安装电涌保护器（SPD）、防雷电子开关等。在采集器（含分采集器）集成电路等硬件 从信号接插件起设计用于防止外部有害干扰源影响传感器的原始信号和保护采集器的电涌保护器（SPD）、信号隔离器、低通滤波器、放大器、电阻转换器（用于铂电阻温度表）等。10.2接地防雷接地线可靠接入接地网，接地电阻一般不大于4。自动站的