1、武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 PH 自动气象站说明书V10.0单位：武汉新普惠科技有限公司地址：武汉洪山区关山口电话：027-87800399传真：027-87459156邮箱：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 目 录第一章 PH 自动气象站系统第二章 PH 自动气象站软件第三章 PH 气象数据采集仪第四章 气象传感器1风传感器 2温度传感器3湿度传感器4翻斗式雨量传感器5气压传感器6总(散、反) 辐射传感器7蒸发传感器8降雪量测量仪9. 轻型百叶
2、箱第五章仪表布线第六章 GPRS 无线通信模块第七章 气象应用领域1交通运输环境监测2工业民用环境监控3应急预警监测系统4森林防火预警监测5校园科普地理园武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 第一章 PH 自动气象站系统一 系统简介自动气象站系统是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途PH 自动气象站用于测量气温、相对湿度、土壤温度、土壤湿度、照度、雨量、风速、风向、气压、辐射等基本气象要素，具有显示、自动记录、实时时钟和数据通讯等功能
3、。 PH 自动气象站由气象传感器，PH 气象数据采集仪，PH 计算机气象软件三部分组成。 PH 气象数据采集仪采集并记录各气象数据，采用汉字液晶数据显示，人机界面友好，具有设定参数掉电保护和气象历史数据掉电保护功能，可靠性高。PH 气象数据采集仪与计算机之间的通讯方式有有线和 GPRS 无线通讯两种方式，采用 GPRS 无线通讯方式可选用 PH1000 GPRS无线数据通讯终端。该自动气象站具有技术先进、测量精度高、数据容量大、遥测距离远、人机界面友好、可靠性高的优点，广泛用于气象、农业、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域。二 自动气象站系统组网方式PH 自动气象站与中心气象计算机之间
4、的组网方式可以采用有线和无线两种组网方式。方式一：有线组网方式。PH 自动气象站与气象工作站计算机之间采用RS232 总线进行通讯，有效距离 30 米，还可以通过 RS232 转 485 模块将传输距武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 离延长到 800 米。气象工作站计算机与中心气象计算机之间可以采用互联网进行组网，中心气象计算机可与多台 PH 自动气象站组成气象监测网络。图 1-1 采用 RS232 总线和互联网组成的气象监测网络（方式一）方式二：GPRS 无线通讯方式。在自动气象站直接布线不方便的情况下，可以采取 GPR
5、S 无线数据通信网络的方式来传输气象数据，中心气象计算机可以与多台 PH 自动气象站通过移动 GPRS 无线数据通信网络组成气象监测网络。图 2-2 采用 GPRS 无线通讯方式的自动气象站监测网络图（方式二）武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 方式三：局域网接入方式。通过 RS232 转 LAN 模块把采集仪作为局域网中的一部分来进行通讯。这种方式用于在有网线接口的情况下，直接进行仪器和电脑主机的连接。图 2-3 采用局域网通讯方式的自动气象站监测网络图（方式三）三安装与联接方法1风传感器的安装风传感器的安装方法见风速传感
6、器使用说明书 ，风速和风向传感器应垂直的安装在相距 1 米以上的横臂上，风传感器安装在高处时，应在横臂中央安装避雷针，以防止受雷击损坏。风速传感器输出信号为频率信号，传输距离为02000m, 风向传感器输出电阻信号, 信号传输距离小于 3m,通过外接的风向变送器将电压信号变换成电流信号，经过变送的电流信号传输距离也为 02000m。变送器安装在室外时，要注意防水。如图 1，2，3。 图 1.风速传感器的信号风速传感器输出频率信号，可以远传风向传感器输出电压信号，经过风向变送器输出电流信号，可以远传。风向变送器安装在室外时，要注意防水。风速风向 风向变送器02000m03m 02000m武汉新普
7、惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 图 2.风向传感器的信号变送图 3. 避雷针的安装2翻斗式雨量传感器的安装 翻斗式雨量传感器的安装调试见翻斗式雨量传感器使用说明书 ，将传感器按用户要求安装在地面或自制大筒上、铁柱法兰盘上、房屋顶上。调整底盘上三个调平螺钉，使水准泡指示为水平（气泡停留在圆圈中心上） ，再缓慢将三个固定螺钉拧紧，如水准泡改变，再重新调整，将其固牢。3温度、相对湿度传感器的安装温度、相对湿度传感器需安装在防辐罩内，以防止阳光直射和雨水侵蚀。4计算机与 PH 气象数据采集仪的连接气象数据采集仪与计算机通过标准全双工串口
8、进行通信，气象数据采集仪通过 RS232 通信接口连接电脑。还可通过外接 RS232-485 模块延长通讯的距离。避雷针风速传感器 风 向 传 感 器 图 5. 系统连接图武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 第二章 PH 计算机气象软件一 功能简介 软件通过多种组网方式，与自动气象站进行通讯，获取实时、历史气象数据，并能够配置自动气象站采集仪各项参数。软件实时显示当前的气象数据，并将这些数据存储到数据库中，通过软件能非常方便的对数据库中的数据进行查询、统计、分析等处理。软件支持多个自动气象站，与自动气象站之间可采用无线、有线
9、等多种方式进行通讯。实时数据：当前瞬时气象数据。 历史数据：自动气象站按照所设定的采集周期，记录到采集仪存储芯片中的数据。 （1）创建一个设备： 如下图所示，点击“管理员配置”菜单下的“创建一个设备”子菜单：弹出“创建设备”窗口：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 选择和填写设备的各项信息后，点击“创建”按钮创建一个设备。（2）修改设备配置： 如下图所示，在设备列表中选择一个设备，点击“管理员配置”菜单下的“修改设备配置”子菜单：弹出配置窗口：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:0
10、27-87800399 （3）采集仪参数设定： 如下图所示，进入“采集仪设定参数”页，点击“读取参数”按钮：弹出“采集仪参数配置”窗口：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 通过该窗口，可以直接对采集仪各项参数进行配置。（4）数据查询： 如下图所示，点击“数据处理”菜单下的“数据查询”子菜单：弹出“数据查询”菜单：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 设置好查询条件后，点击“查询(Q)”按钮，查询结果将被显示到下侧列表中； 点击“删除(D)”按钮，列表中所显示
11、的数据将被从数据库中删除； 点击“导出(E)”按钮，将列表中的数据保存为文件； 点击“打印(P)”按钮，打印列表中所显示的数据； 点击“备份(B)”按钮，备份列表中的数据。 二 传感器参数配置 （1）风向支架角 我们将正北设定为“零度角”,越往“顺时针”方向角度越大，角度最大值为 359； 由于风向传感器安装时的偏差，会使得采集仪面板上的风向读数与实际值不符。所以，我们需要对采集到风向数据进行校正处理，具体方法如下： 安装好支架后,将风向传感器指向正北(零度角),读取采集仪面板上的风向读数：x 则风向支架角 V 的值为: V = 360 x 点击“管理员配置”菜单下的“修改设备配置”子菜单，如
12、下图所示：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 弹出配置窗口：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 进入“传感器参数”页：在“风向传感器支架角”栏中输入上面得到的风向支架角 V，点击“保存支架角”按钮保存设置。 （2）蒸发皿加水 武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 蒸发量测量原理： 气象数据采集仪中同时使用两种方式记录蒸发水面高度，一种是根据用户设定的存储时间间隔自动记录在气象数据采集仪内的
13、蒸发历史数据，另一种是计算机定时从数据采集仪读取的实时蒸发数据。计算机数据处理系统使用这两类记录数据均可以准确计算出蒸发量。由于气象标准中规定蒸发量的观测时间是每日 20 点，因此上述蒸发皿水面高度记录数据中，要求包含 20 点时刻的蒸发皿水面高度，计算机数据处理系统根据该时刻的蒸发皿水面高度数据计算日蒸发量和月蒸发量。 日蒸发量理论计算公式： 本日蒸发量 = 前一日 20 时蒸发皿水面高度 本日 20 时蒸发皿水面高度 蒸发皿人工加水高度自动测量方法： 当蒸发皿水面高度由于蒸发而低于水面高度下限（10mm）时，需要及时由人工进行加水。人工加水水量测量方法如下：人工加水前，使用计算机读取一次蒸
14、发皿水面高度实时数据。加水（加水水面高度低于水位上限 100mm）后，再使用计算机读取一次蒸发皿水面高度实时数据，两个数据相减，即可计算出人工加水量。 人工加水量 = 加水后蒸发皿水量 加水前蒸发皿水量 人工加水量与实际日蒸发量的关系如下式： 日蒸发量 = 前一日 20 时水面高度 + 人工加水量高度 - 本日 20 时水面高度 降水量对蒸发测量的影响 降水量对蒸发量有较大影响，为了测量降水量，需要配置雨量传感器，由计算机数据处理系统自动计算出日降水量。日降水量与实际日蒸发量的关系如下式： 日蒸发量 = 前一日 20 时水面高度 + 日降水量高度 - 本日 20 时水面高度 日蒸发量实际计算公
15、式： 日蒸发量 = 前一日 20 时水面高度 + 日降水量高度 + 人工加水量高度 - 本日 20时水面高度蒸发皿软件加水操作如下： 在“传感器参数”页中点击“加水记录列表”按钮，如下图所示：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 点击“蒸发皿加水”菜单，弹出窗口如图： 武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 点击“删除”按钮，删除在列表中所选中的加水记录。 点击“加水”按钮，添加一条加水记录，如图所示：该加水记录用于“蒸发量”的统计。 软件蒸发量统计： 点击“数
16、据处理”菜单下的“数据统计”子菜单，如下图所示：点击“蒸发量统计”菜单，弹出窗口如图： 武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 选择好统计范围，点击“统计（C） ”按钮，统计结果将被显示到列表中。三 菜单栏功能说明 “数据库”菜单 :“数据库设置”：“数据库选择”：软件支持“Access”数据库，和“SQL Server 2000”数据库。其中“SQL Server 2000”数据库需要连接配置，如图：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 “连接测试”成功后，如
17、果系统所需要的数据表不存在，则需要“创建表” ， “SQL Server 2000”数据库才能正常使用。注意：“数据库名称”必须填写一个已经存在的数据库名。“数据处理”菜单 :“数据备份/恢复” ：保存为“*.PHB”文件，该文件为数据备份文件。点击“备份”按钮，保存为备份文件，并显示到备份列表中：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 “数据清理” ：如果有多条时间相同的记录，则只保留其中一条。“工具”菜单 ：“GPRS 模块配置”程序：该程序用于 GRPS 模块的配置，详细请查看“2.4 GPRS 模块配置说明” “Web
18、服务”程序：新建一个站点，在网络上发布软件所采集到的气象数据， 要使用该功能，安装软件的电脑上必须安装 IIS 服务（Internet 信息服务） ；武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 通过浏览器获取数据：“网络数据中心”程序：调试 GRPS 模块网络通讯时使用。 “串口调试”程序：调试采集设备串口通讯时使用。“帮助”菜单 包含了软件帮助信息、及版本说明。 四 GPRS 模块配置说明 1.安装好模块配置软件、花生壳域名解析服务客户端；连接好 GPRS 模块，将模块电源断开，打开模块配置软件。 2.先点击“确定”按钮，然后给模
19、块上电（注意：“点击按钮”与“上电”两个操作之间，时间不要间隔过长） 。3.点击“接收参数”按钮（注意：在下面窗口弹出后，请尽快点击该按钮） 。在“动态域名”框中输入您所使用的域名（如果您没有域名请查看步骤 4） ，然后点击“发送参数”武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 按钮。4.如果您没有花生壳域名，可以登陆以下网址注册免费二级域名： http:/ ，然后登陆“花生壳”：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 5. 在您所使用的域名上双击鼠标左键，弹出以下窗
20、口，记下域名服务器 IP。6.将配置软件切换到“高级配置”页，在“域名服务器 IP”框里输入上面所记下的服务器 IP 地址（可以输入两个 IP，修改其中一个即可） ，然后点击“发送参数”按钮。武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 五 GPRS 通讯软件设置 1.进入“管理员配置”窗口中“设备配置”页，如下图所示：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 通讯方式选择“GPRS - UDP”：2.在“硬件地址”框中输入采集仪的“本机地址” （该地址在采集仪面板上查看
21、） ；3.点击“网络设置”按钮， ，如图所示：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 弹出“网络设置”窗口“心跳间隔”为软件系统等待远程主机响应的时间，超过这个时间，软件系统将会认为远程主机已经断开连接。将“本地端口”改成与 GPRS 模块“服务器端口”一致（请见“2.4 GPRS 模块配置说明” ） ，然后点击“保存配置”按钮；4. 如果某个设备为 GPRS 通讯方式，则在设备列表中所显示的信息下面有一个“心形”图标，初始为灰色，如图所示：5. 当收到 GPRS 模块所发送的心跳数据时，则表示软件与 GPRS 模块已经连接上，
22、这时刚才“灰色”的心形图标将变成“红色” ，如下图所示：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 当软件与 GPRS 模块连接上时，心形图标会变成红色，这时软件才能够与 GPRS 模块进行通讯。注意：在 UDP 方式下通讯时，心跳字符串为“heartbeat!” ，软件收到该字符串后，则认为 GPRS 模块已经成功连接。武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 第三章 PH 气象数据采集仪一、简述PH 气象数据采集仪是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值
23、守的气象测量系统。它在气象、工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。 PH 气象数据采集仪具有技术先进、测量精度高、运行可靠、功能全面的特点。有采集、存储、分析和处理气象数据以及超限报警的功能 PH 气象数据采集仪是在引进国外先进技术，经过不断完善、创新设计的新型气象数据采集仪器，其精度、智能化、稳定性、可靠性均达国内先进水平。二特点1可以接温度、相对湿度、风速、风向、气压、辐射、雨量、土壤温度、土壤含水量、蒸发等气象传感器。2采用微机芯片，仪表智能化，可直接在盘面上进行参数设定。3掉电采用电池供电数据保护，设置的参数以及历史数据可在掉电时保存。4输入、输出采用光电隔离，抗
24、干扰能力强。武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 5具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行。6与上位机通讯可采用 RS232、485、USB 、(TCP/IP)。7与上位机通讯可采用无线移动 GPRS。 （选配）三主要技术指标1环境温度： -4070。2工作电源：220VAC / 1236VDC。3显示形式：图形点阵液晶 192*64（绿屏）4功耗：整机九要素功耗不大于 1.5W（GPRS 通讯除外） 。5数据储存容量：4M。6尺寸：263*185*80mm四 操作界面及说明采集仪人机界面由液晶显示屏和键盘组成。显示屏
25、可显示 5 行，每行显示16 个汉字或 32 个字符。主界面： 图 1 主界面武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号 电话:027-87800399 RS232 USB RS485(GND/485+/485-） 键盘： 图 2 键盘示意图在菜单界面按“”进入下一页菜单；按“”返回上一页菜单选项，同时在第一页按此键时可直接进入设置界面。在设置界面内按“” “”“”或“”可以用来选择设置菜单， “” “”用于修改参数值，设置完成后按“确认”键 ，保存设置。返回菜单界面按“取消”键。设置菜单：武汉新普惠科技有限公司 地址: 湖北省武汉市洪山区鲁磨路小李村 56 号
26、电话:027-87800399 图 3 系统参数设置菜单版本信息：可以查看版本号；时间设置：用于设定采集仪系统时钟；图 4 系统时间设定报警设置：暂无（可以根据客户需求加） ；设备地址：是在通讯时使用的地址，分为串口地址和 TCP/IP 地址，串口地址从 0 到 255（232 通讯、485 通讯 USB 通讯使用） ，TCP/IP 地址由于本机采用的是服务器模式，故只要 IP 地址选择正确，目的 IP 可以不选择，上位机选择目的 IP 为采集仪的 IP 地址就可以了；参数复位：是用来手动复位用的复位之后所有参数都需要重新设置，参数复位不影响厂家传感器参数；时间间隔：用于设置记录和存储气象历史数据的时间间隔，单位为分钟。语言设置：可供选择有中文/英文；数据保存：可供选择 SD/USB/无介质页面一：
