传感器智能化及其通信协议、芯片的研制

1、不得用于商业用途仪器开发任务/应用开发任务实施方案提纲名称气象要素传感器智能化及其通信协议、芯片的硏制（一）目的和意义Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse地面观测智能设备按照其功能要求由几个，或许多个最小功能部件单元组配构成，形成一个完整的气象探测应用设备。该设备在功能实现方面，是通过部件单元的灵活组配形成，可任意扩充。可以实现小至单点单要素的气象监测,大到多点多要素的气象监测，直至扩展到大的区域乃至全国范围的气象监测设备网。最小功能单元的实现首先是单一气象要素的智能化观测，气象业务的连续性、可比性和准确性。本项目的工

2、作着重是对现有业务已应用的传感器通过定制的要求初步实现观测要素传感器的智能化。解决现有观测中传感器综合性能的提高。目前地面气象观测要素传感器根据不同的接口和接线方式以通讯电缆线或分采集器级联方式接入主采集器，主采集器的功能一是完成基本气象要素传感器和各个分采集器的采样数据，对采样数据进行控制运算、数据计算处理、数据质量控制、数据记录存储，实现数据通信和传输，与终端微机或远程数据中心进行交互；二是担当管理者角色，对构成的其他分采集器进行管理，包括网络管理、运行管理、配置管理、时钟管理等以协同完成自动观测的功能。此方式对要素的扩展和观测位置的安置需要大量的电缆和电缆地沟管线进行，在观测布局方面受到

3、限制。其次要素的增加需要对通信协议和接入端口进行重新配置和添加，特殊的传感器还需要分采级联方式，大大增加了建设维护成本。有线方式对防雷和抗干扰要求较高，不利于实施。并且此种方式将主采集器的功能地位至于顶端，一旦主采集器故障各种要素观测会处于全面缺测的状况。主采集器作为气象专用设备，集成复杂、批量小、成本高，可靠性低于通用的电子设备。随着科学技术的发展，尤其是计算机技术将向低功耗、智能化的方向发展，结合微机电传感器技术和微电子技术的成果，以传感器网络技术、智能信息处理技术和云计算技术为支撑，研制全自动、低功耗、高集成、网络化、智能化的地面气象自动观测智能设备，将地面观测由过去的竖线结构改变为网状

4、结构，实现地面气象要素的智能观测成为地面气象综合观测的必由之路。实现智能设备最小功能单元是构成地面观测智能设备的基础。最小功能单元即时对单个气象要素的智能化处理。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse气象观测业务要求，气象要素观测传感器必须采用已定型的传感器，保证气象探测数据具有数值量化一致性的问题。本项目重点对目前业务在用的传感器，如风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、蒸发、辐射、辐射传感器进行智能化处理时，只对输出信号端进行智能化处理,传感器的感应部分保持不变。因此本项目主要是按照智能观测设备要求定制常规气象要素传感

5、器，并进行改进应用。通过定制技术的研究和实施，不仅可以在较短的时间内实现已有传感器的初步智能化，同时通过研究和实施，积累传感器智能化经验和促进传感器智能化的相关硏究，包括测量检测技术、结构设计、通信技术和网络技术等相关领域在传感器硏究方面的应用。引导气象传感器硏制单位改进传感器硏制工作。逐步由传感能力测量向综合一体化的智能传感技术发展，提高传感器的综合应用水平。（二）目标及预期成果Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse本任务的主要内容有：梳理现有的常规要素传感器了解其接口.接线方式、其他性能参数,分析每一种宅象要素的外形

6、结构和引线结构，形成合理的定制技术要求；制定常规要素传感器与专用宅象芯片”的接口标准;通过测试完成不同要素传感器对供电的要求，制定电力供应支持标准和电源接线方式。通过本任务的实施，完成温度、湿度、气压、风向风速、翻斗式降水、称重式降水、蒸发、辐射等常规要素传感器的智能接入准备。预期成果，通过本任务的实施，提高传感器智能化方面的基础能力，为今后的新型传感器智能化提供技术支撑。对已有的业务化传感器向智能化传感器量化生产提供技术参数依据。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse配合其他任务进度,完成12套观测要素智能最小化功能单

7、元，为测试试验提供设备保障，对整个智能观测设备提供基础支撑。（三）技术方案对现有常规气象要素传感器的外部结构、接线结构进行重新设计和布局，研究专用气象芯片接口与传感器对接技术。在外部结构和接线结构设计上充分考虑与智能处理模块和电源模块的集成设计。在外部结构设计上采取的技术路线为：1、原则上不改变业务使用传感器的物理尺寸和传感器配套的附属设施，保持传感器结构设计对感应部分影响最小；2、按照智能处理模块、网络传输模块和电源模块的物理尺寸合理设计布局结构，形成传感器一体化式样。对于较大的传感器,在结构设计上将参考传感器结构，将智能处理模块、网络传输模块沁电源模賤入慎感酸.同时考虑一体化的防护措施；对

8、于小型传感器在不影响传感器感应部分性能的基础上进行一体化改造接入,形成即插即用的整体结构。3、外部结构设计不能影响传感器与支撑架设结构的连接，能够具备与目前已安装的常规要素传感器快速互换能力，便于在现有基础上改造和更新。在接线结构上采用的技术路线：1、按照一体化的结构要求重新对原有接线进行改造，适当调整接线引出口以适应与智能处理模块和电源模块的对接；2、制定规范的线序，对引线进行封装处理提高防护能力；3、实现传感器接口与智能处理模块的标准化对接”避免安装错误。专用气象芯片”接口与传感器对接技术上：通过线陰位置的优化设计和跳线设置,使智能处理模块能够自动识别传感器类型。2、检测引线连接是否正常，

9、完成检测后，快速调用接入传感器的处理程序。!1!技术难点：传感器接口和接线改造，完成；接线引出封装工艺改进与适应恶劣环境的结构设计技术；创新点：智能气象传感器的专用处理芯片的接口自动识别设计；名称智能传感器软硬件系统研制（一）目的和意义（仪器开发任务重点描述本任务在整个仪器设备开发中的作用与地位；应用开发任务重点描述拟解决的应用问题，包括应用问题来源，任务实施对仪器设备开发的作用。）近十几年来,随着我国科技水平和经济能力的不断提升,常规地面观测要素已经实现了由人工观测向自动观测的转变，在云能天等人工观测项目的自动化研究中也取得了一些突破性的进展。但是作为台站的基本架构依然是以一台微计算机为核心

10、，多数据采集器采集并通过微计算机处理和传输,气象数据只在数据中心存储和被访问的竖线型架构,因此还存在较多问题，主要体现在：设备缺乏有效的质量控制、远程检测等业务应用功能,不能适应气象事业的发展需要，影响后期监控和保障服务工作的开展；云能天自动化观测设备未能实现业务化应用，缺乏稳定、可靠的工程化产品设备，不能完全取代人工观测;气象台站中多种探测设备的观测数据各自分散，业务和信息管理不流畅，需要人工干预处理,数据流程也采用由下至上的单向传输，不利于信息的交流、共享和控制；地面观测业务集约性差，数据处理效率低下、资源浪费严重；缺乏有效的多种信息数据融合处理能力和面向基层台站所需要的气象业务综合服务功

11、能等。因此,依据我国综合气象观测系统发展规划，针对当前地面观测业务现状和发展需求，本课题将最新的传感器网络通信技术、智能信息融合处理技术引入到我国地面自动化观测业务中，结合地面观测的业务模式和特定服务的需求，构建一种以地面观测业务模式需求为导向，体积小,功耗低,可靠性高，能够自动校准维护,组网传输灵活，能够实现和业努紧密结合的多传感器数据融合的集数据采集、数据融合.数据传输以及自维护功能于一体的高度集成化的通用智能观测模组，从而实现自动=象测量要素的分布式.交互式、可扩展和广域化，形成具有我国自主知识产权的地面自动观测智能设备。这是提高气象仪器国产化程度,支撑国家气象探测业务发展的需要，具有重

12、要的科学意义和应用前景。（二）目标及预期成果本项目的目标是以传感器网络技术、智能信息处理技术为支撑，研制针对宅象地面观测业务的通用性低功耗、高集成、网络化.智能化的地面宅象自动观测智能设备模组,实现地面宅象要素的智能观测。本项目的预期成果主要包括三个方面：1）针对地面观测测量要素的通用低功耗模组。该模组以低功耗，高性能的嵌入式微处理器为核心,具备可在线重构的传感器信号调理电路作为传感器接口，兼容多种有线和无线网络通信接口（包括以太网,RS485,WIFI以及ZIGBEE等模组支持电池、太阳能、以及外接直流电源等多种供电方式，支持对部分传感部件的在线计量检定。该模组可以通过1P隼成方式形成SOC

13、方式的智能传感专用芯片。2）针对智能地面观测的通信协议栈。该通信协议栈面向地面测量的传感器分布和组网特征,-方面考虑建立宅象测量传输的专网,另一方面也充分考虎和现有的网络相结合,实现无人工干预的层次化智能组网,支持超大规模的传感器网络节点内任意节点的寻址访问，能够实现网络自维护,能够保证数据端对端的可等功能。3）针对智能地面观测业勢模式的专用嵌入式软件体系。该软件系统包括专用的精简嵌入式操作系统在驱动层支持模块内的接口硬件在线配置,支持智能观测通信协议栈,同时在应用层按照不同观测业努需求定义不同的应用模式，支持层次化多传感器数据融合，对数据的按需采集和处理，以及综合利用网络数据进行自检定等。总

14、体来说，本项目的成果体现在硬件体系，数据通信网络协议,以及专用传感器软件体系三个方面。预期取得无线传输和智能组网方面的3项专利，软件体系方面的3项软件著作权，并形成数据接口等方面的5项规范。（三）技术方案（除介绍技术路线外，仪器开发任务还应介绍本任务与项目其他环节的集成方案）本课题的技术路线按照硏发内容的不同，总体上将课题分为两个阶段。第一个阶段：主要完成智能观测传感器的接口定义和开发，以及通信协议栈和软件体系结构的设计和建立。）可重构的传感器信号调理接口地面气象观测又需要众多的观测要素，有些要素的测量输出差别较大，包括噪声源和信号特征，信号的幅度范围等各不相同，因此需要进行不同的前端处理。通

15、过设计可编程控制的模拟信号谨路选择器r模拟开关，以及数控电位器，増益可控放大器等，按照合适的方式组织起来，并提供完善的图形化开发界面和工具,以实现在通用平台上对不同信号处理需求的适应性。2）通信协议栈的开发智能化的传感器的关键之一就是网络的接入，而网络的接入则依赖于合适的通信协议栈。地面观测点具有分布广，环境复杂且不同地区差异很大，区域范围内传感器分布相对密集,部分区域传感器数量大且相对集中等特点。因此在通信协议栈的设计上，我们即需要考虑物理层的多种接入方式，也需要在传输层和网络层考虑和现有网络的兼容性以及形成自有专用网络的特殊性，同时还需要在应用层考虑智能观测数据的特定表现形式和应用模式。本

16、课题的通信协议栈的开发拟采取和传统通信协议栈类似的层次划分,并将各层次按照模块化的方式实现封装。对于具备有线接入条件的地方以RS485网络和以太网的接入形式为主；对于相对集中的区域，特别是测点数目较大的区域以短距离的无线接入形式为主；而对于分散的孤立测点则综合考虑使用卫星通信或者利用网络运营商的商用远距离无线通信网络。传输和网络层对所有的智能传感节点使用唯一的地址标识,该地址通过一个转换接口可以绑定成IP等多种现有网络的地址，支持点对点的双向通信。通过引出每个层次的管理和数据封装接口，可以实现对不同网络的不同层次的兼容接入。专用局部的大规模无线传感器网络主要在网络层提高对于广播和组播的传输效率

17、以满足局部数据融合的需求；专用远距离的节点访问主要在于采用层次化的寻址方式优化跨网络的节点寻址。为了适应传感节点低功耗低成本的需求，节点分为不同类别支持不同的网络功能等级。在协议栈的设计中，各层次消耗资源较大的部分如路由表维护和查询等均针对应用层提供统一的封装接口，以便于模块化的协处理器功能扩展。3）面向应用的软件体系设计软件体系结构包括了针对智能传感器业务模式的专用操作系统和应用运行流程框架。作为一个通用化的智能传感器,需要支持各种不同的变换器的电信号输入，因此支持在线的前端调理电路的重构和不同软件数字信号处理模式的加载。考虑到实际传感器大部分采用间歇式的工作方式，同时又需要支持远程的唤醒和

18、远程主动的业务数据请求，因此采用在驱动层进行硬件低功耗控制，在操作系统层逬行业务模块的低功耗控制。系统设计使用运行时按请求动态加载软件业务模块的方法，确保系统运行的低功耗。智能传感器利用网络数据进行数据有效性的监测，以及根据关联传感器被请求的服务智能选择自身的数据探测范围，并完成相关数据的融合,在后台通过数据监听定期进行传感器的不同层次的计量自标定。第二个阶段：主要是定义面向业务模式的应用以及应用在一体化智能观测传感器中的集成应用。1）硬件集成应用，完成一体化智能观测传感器的功能单元组合封装，对于经过确定验证的部分，逐步集成到FPGA搭建的芯片验证平台内,迸行SOC的集成开发工作，并増加传感器

19、的唯一标识信息.产品信息.数据质量控制参数.计量检定控制信息以及其他可追溯信息等。为传感器的使用、计量提供全程完整的可追溯信息；）通信协议栈与软件系统的集成，将通信协议栈集成到软件体系内的嵌入式操作系统运行框架下，通过对其存储资源使用的评估和优化，作为一个模块固化到SOC平台内；）业务功能的类别和模式定义及应用的实现，通过将探测业隽平台的业勢内容的数据服务需求模式在应用层进行特征抽取和设计，定义相关的数据表达形式和使用模式并以运行时可动态加载调度的组件形式集成于固化软件中。本课题在设计实现过程中，通过传感器变换接口的定义来与各传感器的设计相连接，在硬件和软件设计过程中遵从质量控制规范，通过制定

20、数据接口规范，以及制定应用层的服务类别定义和过程规范与系统软件平台进行接口和交互。）难点及创新点本课题的难点包括如下几个方面：1）可动态重构的前端信号调理电路的设计，由于对智能传感器产业化的要求,必然需要一种通用可大规模生产的产品，而同时地面气象观测又需要众多的观测要素,有些要素的测量输出差别较大,包括噪声源和信号特征,信号的幅度范围等各不相同，因此需要进行不同的前端处理。2）兼容性网络接口设计，由于智能传感器在实际使用过程中应用的环境差异很大，特别是网络，供电方式等各不相同，作为一体化的智能设备，应该具有智能识别和连接功能，从而要求支持多种网络的接入方式。3）智能传感器网络协议的设计，作为一

21、个分布遍及全国的传感器网络，而且终端网络的接入形式各不相同，所以数据和指令的传输可能需要跨越各种不同的网络层次，如何解决在这种环境下，网路传输的高效性、可靠性、安全性，就需要一个符合地面观测数据及其应用特征的专用网络协议栈。4）智能传感器的应用模式设计,作为智能化的观测终端设备，智能传感器应该具备有综合利用相关的网络数据，按照被请求的任务功能需求进行数据的融合处理,甚至包括系统的自维护功能，从而保持系统的可靠性和稳定性。本课题的创新性在于：1）利用可重构技术实现了对于不同观测传感器信号的统一接入,极大提高了设备的可生产性和可用性，降低了成本。2）通过设计针对地面观测数据传输和观测台站网络接入环

22、境特点的网络协议栈，提供了对任意端点的透明访问能力,从真正意义上有效实现了智能网络化的地面观测。3）设计了针对地面观测数据采集和使用模式的终端软件体系结构,实现面向请求的服务加载机制,以及后台自维护机制，一方面最小化了终端资源需求，另一方面有效提高了观测传感器端的能效比。名称传感器网络传输系统硏制（一）目的和意义（仪器开发任务重点描述本任务在整个仪器设备开发中的作用与地位；应用开发任务重点描述拟解决的应用问题，包括应用问题来源，任务实施对仪器设备开发的作用。）在气象观测中的应用目的是把气象传感器采集的温湿压风等气象要素，通过无线传感器网络局地联网集中数据，并通过互联网、3G等远程联网传输，并在

23、远程主机进行数据管理与控制。基于物联网关键技术之一的无线传感器网络技术，使得相对于传统的观测体系就像移动电话相比固定电话的优势一样：安装方便，移动灵活,维护简单，备份容易，数据通信可靠。而这些特性非常适合于需要大量要素观测的气象观测试验、应急观测、自动站观测等场合。通过无线传感器网络，我们可以根据需要任意安置气象传感器，按照一定的协议规范,选择或根据子网标识及IEEE地址等自动选择所需的气象要素。并方便地构建各种气象观测系统。因此，通过本任务的实施，提供气象行业的业务观测水平与能力，实现物联网技术的示范推广。目前，由于我国的传感器之间的通信，目前主要采用RS232接口及模拟接口的形式，因此，需

24、要在此基础上平稳过渡。为兼顾全国已经布设的大量自动气象站，在采用有线的同时，考虑无线方案，使得气象观测能力能够较大幅度的提升。本任务,是在气象观测中整体性能提升的一个创新点。在气象观测中，一方面需要在观测现场的局部，与其他环境参数进行联网检测，形成自动气象站；另一方面，需要把气象数据实时传输到国家或省级运型监控中心，以构建综合检测系统。因此需要采用物联网技术设计局地通信接口及适合的远程通信装置，把采集数据实时传输到远程监控中心，并方便存储、查询、管理、数据分发，并显示气象要素的分布情况，从而实时监控区域小尺度系统如雷暴的形成、移动、与消亡。同时，可通过全国的实时气象要素分布掌握中大尺度天气的系

25、统的演变过程。（二）目标及预期成果本任务的主要硏究内容有：无线传感器网络技术硏究，数据通信器（数据采集器）技术研究，自动气象观测系统集成技术初步硏究，以及自动监测系统的质量保证技术研究。各个无线网络化的气象观测节点，一台含有汇聚节点的计算机就可实现自动气象站。利用很多个自动气象站以及相应的数据通信器，通过远程服务器系统,就可以构成气象观测系统。通过任务的实施，制定无线网络化传感器及其数据通信器构建的自动监测站的系统架构、协议规范、标准等。形成实时的气象观测系统，实现气象观测集约化。建立30套以上的实际物联网自动气象站，进行示范应用,充分确保其实用性。发表论文6篇，申请专利3项，获得软件著作权3

26、项。（三）技术方案（除介绍技术路线外，仪器开发任务还应介绍本任务与项目其他环节的集成方案）本任务在所硏制的基本气象传感器以及GPS/MET能见度等特殊气象仪器的基础上，形成一个较大型的综合气象观测系统。本任务是本项目仪器集成的无线通信传输部分。本任务研制无线传感器网络节点及接口，研究数据通信器，构成包括数据实时采集、处理、传输、控制、集中管理等为一体的物联网型自动监测传输系统。(1)无线传感器网络目前无线传感器网络较为常用的有Crossbow公司的产品注要采用CC2420及AVR单片机构成，已相对落后；英国JENNIC公司采用含有32位处理器的JN5121.JN5139等各种型号的单片式无线传

27、感器网络z处理速度较高但其内核没有完全开放；基于TI的CC2430.CC2530等系统则有较低的成本、较高的性能、较好的技术支持及开放资源，是本设计的首选。本系统采用CC2530构成单片式的结构,利用ZigBeePro协议栈来进行开发设计。申请人已经设计了基于的CC2530处理器的基出模块，其性能良好。以近几年从事无线传感器网络系统研究取得的一些成功经验为基出，针对本任务的气象检测应用领域，自动气象观测系统由一个或多个相同或不同类型的传感器节点构成一个局域的无线传感器网络自动气象站。自动气象站中可以根据需要有一大功率路由节点,与自动气象站的具有协调器节点的主机实时数据库相连。也可以直接把协调器

28、节点设计在通信器上,并连接远程实时数据库。数据通信器主要由无线传感器网络协调器、主处理器系统、远程通信模块构成。各无线网络化传感器节点采集到的数据里利用ZigBeePro等技术通过无线传感器网络发出，利用数据通信器的协调器接收并送主处理器系统解码、存储、处理、简单质量控制，再通过远程通信模块发送到远程计算机的实时数据库。无线传感器网络协调器采用CC2530模块实现，并采用ZigBeePro协议栈,此协调器(汇聚)节点也采用低功耗设计。ARM嵌入式系统,由于其独特的速度及功耗优势，非常适合于作为数据通信单元，也是目前高性能测控系统中优先选择的方氧本系统中，拟采用S3C2440系统,具有较多的开放

29、资源以及工业级的特性,体积小巧，可配多种尺寸的彩屏或单色屏,功耗也较低。采用S3C2440的硬件系统,并通过Linux及WINCE操作系统下的试验，证实了可行性。采用低功耗设计，可以确保较长时间的电池供电设计。远程通信中，GPRS、3G、TCP/IP、UDP收发已进行了初步试验，结果是可行的。TCP/IP、UDP只是在互联网接入的情况下的选择；GPRS与3G可以合而为一，3G具有CDMA2000、TD-SCDMA.WCDMA的选择。中国电信的CDMA2000lxEV-DO系统已可提供上行和下载的峰值速率分别达153.6kbps.2.4Mbpsz申请人已进行了该通信的实现，用于气象数据的通信是可

30、行的肚匕方案优先考虑。中国移动的TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强,实际网络速度可达384Kbps。中国联通的WCDMA是具备代表性的3G移动通信技术，可支持384kbps2Mbps的数据传输速率。(3)无线传感器网络接口研制无线传感器网络节点及接口，采用CC2530无线处理器设计实现，并采用ZigBeePro协议栈。在接口中采用统一的标准,并可提供地址、状态等相关信息。通过密码验证后提供远程的传感器自动校准命令。采取测试试验、考核、筛选等措施,并优化设计方案。无线传感器网络接口需完成试验、原理图设计、PCB设计、电路制版、焊接

31、、调试、编程、测试、老化等工作。(4)自动监测系统系统集成技术初步研究为满足自动监测系统的通用性、互换性,以方便组网、维护、维修，需要研究数据传输的协议规范。规范传感器节点的功能、数据格式等，确保满足物联网技术的综合气象观测系统的要求。结合SOCKET技术实现远程主机对各自动气象站的数据采集，并建立实时动态数据库实现数据管理，通过主机系统实现基于地理信息系统的气象数据实时在线显示。进行大量无线处理器模块的可靠性仿真试验,以验证实际通信的可靠性。建立物联网新一代综合气象观测系统，进行试验、考核、示范应用以及观测试验应用，充分保证其实用性。）难点及创新点难点:1、无线传感器网络接口的微型化及彳氐功

32、耗设计需要设计微型的体积，以不影响安装空间。在没有数据通信时自动进入休眠状态，而通信时，微秒级时间内激活，从而降低功耗。2、数据通信器的设计采用ARM微处理器及局域、远程通信技术，进行数据通信器的设计。需要考虑局域无线传感器网络的组建、以及传输距离的协调关系，并形成一个能安全的可靠工作的通信网络。远程传输时，采用3G、TCP/IP、GPRS等技术实现。3、数据传输可靠性硏究气象数据信息量极大，台站多，数据传输的可靠性成为关键因素，因此采用CRC校验等措施，确保气象数据的质量。4、软件系统设计数据远程采集、动态数据库的建立与更新。此外,还需进行综合数据库管理系统的初步设计,基于地理信息系统的显示

33、查询系统的设计。创新点：1、基于传感器网络的高精度自动气象站系统。2、基于地理信息系统的实时等值线图及温度分布显示及查询系统。名称智能传感器一体化集成系统定制（一）目的和意义（仪器开发任务重点描述本任务在整个仪器设备开发中的作用与地位;应用开发任务重点描述拟解决的应用问题，包括应用问题来源，任务实施对仪器设备开发的作用。）智能传感器从部件上包括传感模块、智能处理模块、网络传输模块以及电源模块等四个部分，其整体系统要从总体设计入手，不仅要考虑每个模块单元部件的稳定性和可靠性，还要将各功能模块进行高度集成，以提高智能传感器的运行稳定性以及在各种恶劣环境下的适用性。因此智能传感器一体化集成系统设计和

34、实现是最终决定该设备能否成为业务应用的一个重要因素。其主要解决微型化、低功耗、抗电磁雷击干扰、防尘干扰、高低温湿环境适应性等方面的问题。（二）目标及预期成果实现常规气象六要素智能传感器的一体化设计,预期达到的性能指标如下：自身功耗：小于10mW;供电方式：一体化小型太阳能供电组件（包括为通讯部分供电）；工作环境：环境温度-5OC+85C;相对湿度:0100%;（三）技术方案（除介绍技术路线外，仪器开发任务还应介绍本任务与项目其他环节的集成方案）从电路设计和结构设计上充分考虑传感模块、智能处理模块、网络传输模块以及电源模块的集成设计。在电路设计上采取的技术路线为：（1）通过对电路兀器件以及包括电路板材料的选型，PCB板的布线处理、制作工艺技术的完善等处理手段,提高系统电子部件的高低温工作的适用性。（2）通过合理、有效的温度补偿以及温度控制处理技术，提高系统电子部件在高低温环境下的测量精度。(3)通过采用合理、有