統(tǒng)簡介

該套自動(dòng)氣象站，以CSI公司的數(shù)據(jù)采集器為核心，選用高精度傳感器、集成得一套水熱通量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。目的在于為農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)水熱通量常規(guī)監(jiān)測提供一種有效的手段。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠

主要測量空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速/風(fēng)向、總輻射、降水、土壤溫度和土壤水分等氣象參數(shù)，其它可測量的參數(shù)有光合有效輻射、凈輻射等。測量高度一般在2－6米，根據(jù)植被的高度差異而有所不同。AG1000農(nóng)田草地小氣候站可以監(jiān)測天氣參數(shù)和土壤水分；可在線計(jì)算農(nóng)田和草地的潛在蒸散（ETo）；蒸散數(shù)據(jù)還可以用來評(píng)估每日的水耗費(fèi)量。這些據(jù)可以應(yīng)用到各種農(nóng)作物模型及土壤水分模型中。數(shù)據(jù)格式是開放的，可直接輸入到第三方模型數(shù)中。

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、草地下墊面的地表通量、水循環(huán)監(jiān)測與研究。

系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)功耗低、測量精度高；

可野外長時(shí)間連續(xù)自動(dòng)測量；

安裝方便，堅(jiān)固耐用，操作簡單，無需專業(yè)人員；

換位裝置有效消除不同高度傳感器的測量誤差，顯著提高測量精度；

采用了高精度的溫、濕度傳感器。

系統(tǒng)組成

主要由數(shù)據(jù)采集器、高精度空氣溫濕度傳感器、氣壓、凈輻射傳感器、土壤熱通量傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、支架部分、太陽能供電系統(tǒng)等組成?？蛇x

數(shù)據(jù)傳輸模塊

站點(diǎn)就地通訊方式：

-直連筆記本或PC

筆記本或PC機(jī)可以用232線直接連數(shù)據(jù)采集器的RS-232接口。

-使用擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備

采用存儲(chǔ)設(shè)備擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集器的存儲(chǔ)容量，同時(shí)也可用于從采集器的內(nèi)存中下載數(shù)據(jù)。

SC115存儲(chǔ)器具有2G的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，CFM100和NL115模塊使用一張CF卡來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，CF卡的容量最大16G。

-使用鍵盤顯示器

CR1000KD是一款便攜式的鍵顯示器，一般和CR800或CR1000型數(shù)據(jù)采集器配合使用，用于在站點(diǎn)現(xiàn)場查看數(shù)采狀態(tài)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和修改程序指令（CR850，CR3000和CR5000這3款數(shù)采已經(jīng)集成了鍵盤顯示器）。

-使用掌上電腦

便攜式掌上電腦可以實(shí)現(xiàn)在野外站點(diǎn)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，下載歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以顯示多達(dá)兩個(gè)要素的趨勢圖。

CSI公司有3種掌上電腦：Archer-Pcon、Archer-OBS和Archer-OBS-EM。Archer-Pcon用于一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，Archer-OBS和Archer-OBS-EM用于監(jiān)測我們的OBS-3A濁度和溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

用戶也可用自己的PDA，需要使用用Pconnect或PConenetCE軟件。

遠(yuǎn)程通訊方式:

- 短途拖拽

使用SRM-5A短途拖拽型調(diào)制解調(diào)器可以讓計(jì)算機(jī)和采集器之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。最快數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bps/s,最長通訊距離可達(dá)12.2公里。

- 以太網(wǎng)通訊

高速外設(shè)端口可連接NL115或NL120通訊模塊使采集器通過以太網(wǎng)線來接入用戶的局域網(wǎng),局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)電腦都可以訪問數(shù)采。               

-GPRS，CDMA和3G通訊

在梯度系統(tǒng)中，用戶通過GPRS無線通訊可以遠(yuǎn)程訪問站點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并可以啟用自動(dòng)下載歷史數(shù)據(jù)的功能。同時(shí)美國CSI公司的Raven-XT型GPRS模塊還支持發(fā)送郵件的功能，它可以將采集器中的數(shù)據(jù)打包，并以郵件附件的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶的郵箱。

隨著3G網(wǎng)絡(luò)的推出和逐漸普及，我們公司的3G無線通訊模塊也脫穎而出。它塊使用中國電信的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)，兼容2G的GPRS網(wǎng)絡(luò)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)115200bps/s,可用于數(shù)據(jù)量較大的通訊系統(tǒng)。具有通訊穩(wěn)定、功耗低、耐低溫等特點(diǎn)，是無人值守站的好幫手。

供電系統(tǒng)

整套系統(tǒng)使用12V的直流電供電，整個(gè)系統(tǒng)功耗極低，一般使用蓄電池供電，對(duì)于低溫環(huán)境的站點(diǎn)可以使用膠體電池。主要的充電方式有交流電和太陽能兩種。

1、交流供電：若安裝現(xiàn)場可接入220V交流電，則需配備一個(gè)全自動(dòng)交流充電控制器和一個(gè)可充電蓄電池，220V交流電通過全自動(dòng)充電控制器為蓄電池充電，蓄電池為整個(gè)系統(tǒng)供電。若安裝現(xiàn)場在山區(qū)，雷雨較多，需配備相應(yīng)的防雷模塊；若安裝現(xiàn)場氣溫較低，需配備耐低溫的膠體蓄電池，以保證電池的供電效率。

2、太陽能供電：需配備一個(gè)可充電蓄電池、一個(gè)太陽能充電控制器、一塊太陽能板，太陽能板通過太陽能充電控制器連接在蓄電池上，為蓄電池充電，蓄電池給整個(gè)系統(tǒng)供電。若系統(tǒng)耗電較大，則需增加電池?cái)?shù)量和相應(yīng)太陽能板數(shù)量。

塔架:

對(duì)于以農(nóng)田或草地下墊面為主的區(qū)域，3米至6米的塔架即可。

通訊與數(shù)據(jù)處理及顯示

梯度站的數(shù)據(jù)中心軟件使用Loggernet，該軟件是CSI公司開發(fā)的一種集通訊和數(shù)據(jù)采集于一體的應(yīng)用軟件，是可以運(yùn)行在 Windows XP或Windows 7環(huán)境下的軟件。用戶可通過該軟件完成配置、建立計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集器的連接、發(fā)送采集程序、收集數(shù)據(jù)、觀察實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、制作監(jiān)控界面、以及簡單數(shù)據(jù)分析等操作。

CR1000數(shù)據(jù)采集器具有4MB的內(nèi)存，內(nèi)部存儲(chǔ)采用二進(jìn)制格式， CR系列采集器最大的優(yōu)勢就是代碼開源，用戶通過CRBasic編輯器來編輯采集器的工作程序，根據(jù)需求修改采樣頻率和存儲(chǔ)間隔，定制數(shù)據(jù)的處理方式，CR系列采集器支持存儲(chǔ)采樣值，平均值，最大最小值，累計(jì)值，標(biāo)準(zhǔn)差，三維柱狀圖等數(shù)據(jù)處理方式。如果需要實(shí)現(xiàn)野外不間斷的長期存儲(chǔ)，用戶可以通過使用CF卡來擴(kuò)展內(nèi)存，目前可以支持最大16G的CF卡。

Loggernet自帶的RTMC功能可以用來設(shè)計(jì)圖形化的監(jiān)控界面來顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，該功能支持中文，且操作簡單，用戶不需要做軟件開發(fā)就可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成美觀的界面設(shè)計(jì)。

除了Loggernet本身的數(shù)據(jù)處理和顯示功能外，Loggernet還支持將數(shù)據(jù)倒入第三方的軟件里。CSI公司的OPC Server可以將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送到支持OPC協(xié)議的第三方客戶軟件中。LNDB則是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倒入MySQL或SQL server的數(shù)據(jù)庫中，用戶可以用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來做開發(fā)。同CSI還為用戶提供了Loggernet軟件的開發(fā)包（SDK），以上這些都非常適用于具有獨(dú)立開發(fā)能力的用戶。

CR1000數(shù)據(jù)采集器

CR1000數(shù)據(jù)采集器是Campbell數(shù)據(jù)采集器里面好用的一款。它提供傳感器的測量、時(shí)間設(shè)置、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)和程序的儲(chǔ)存以及控制功能，由一個(gè)測量控制模塊和一個(gè)配線盤組成，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。
　　CR1000數(shù)據(jù)采集器的掃描速率能夠達(dá)到100Hz，擁有模擬輸入、脈沖計(jì)數(shù)、電壓激發(fā)轉(zhuǎn)換、數(shù)字等多個(gè)端口，外圍接口有CS I/O、RS-232以及SDM等，采用12VDC外接可充電電池供電。對(duì)于低溫的環(huán)境，用戶還可以選擇低溫型的CR1000-XT數(shù)據(jù)采集器。
　　CR1000所具有的高精度性、高適應(yīng)性、高可靠性以及合理的價(jià)格等特點(diǎn)，使其成為科研、商業(yè)與工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。目前，CR1000數(shù)據(jù)采集 器已在氣象觀測、農(nóng)業(yè)研究、土壤水分研究、風(fēng)力觀測、道路氣象站、工業(yè)產(chǎn)品測試、通量觀測、渦動(dòng)協(xié)方差系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　標(biāo)準(zhǔn)的CR1000數(shù)據(jù)采集器包含4M的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)空間，可通過外接存儲(chǔ)模塊和CF存儲(chǔ)卡來實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)和程序保存在非失意性閃存和 內(nèi)存里。鋰電池裝在內(nèi)存和實(shí)時(shí)時(shí)鐘上。當(dāng)電池（BPALK，PS100）電壓降至9.6V以下時(shí)，CR1000也能夠延緩執(zhí)行操作，從而減少不準(zhǔn)確測 量的可能性。CR1000可以通過外圍設(shè)備擴(kuò)展從而形成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。很多CR1000系統(tǒng)可以構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)從而形成當(dāng)?shù)鼗蛘麄€(gè)地區(qū)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

特點(diǎn)：

· 數(shù)據(jù)以表格形式存儲(chǔ)

· PakBus® 操作系統(tǒng)

· 軟件支持：LoggerNet3.4/4.0，PC4001.2,或者ShortCut2.2

· 支持 CR1000KD手持式顯示器（選配），讀數(shù)方便

· CSI/O和RS-232串行接口

· 內(nèi)部溫度補(bǔ)償，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，超時(shí)和溫度變化實(shí)時(shí)校準(zhǔn)

· 當(dāng)CR1000從主電源上分離后，使用內(nèi)部鋰電池支持SRAM存儲(chǔ)和時(shí)鐘以確保數(shù)據(jù)、程序和精確的時(shí)間

· 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力

主要技術(shù)參數(shù)：
　　最大掃描速率：100Hz
　　模擬輸入：16個(gè)單端通道（8個(gè)差分）
　　脈沖通道：2個(gè)
　　工作溫度： -25~50℃（標(biāo)準(zhǔn)），-55℃~85℃（擴(kuò)展）
　　內(nèi)存：標(biāo)準(zhǔn)為4M內(nèi)存，可擴(kuò)展至2G
　　供電電壓：9~16VDC
　　A/D轉(zhuǎn)換：13bit
　　微型控制器：16-bit H8S Hitachi，32-bit內(nèi)部CPU

HMP155A溫度相對(duì)濕度傳感器

HMP155A是一款性能優(yōu)異的溫度相對(duì)濕度傳感器。它采用Vaisala最新研制的HUMICAP®180R加熱型相對(duì)濕度探頭，并結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的制造工藝，具有穩(wěn)定性和強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力。憑借其靈敏度更高、反應(yīng)更加迅速的新型溫度探頭，HMP155A能夠以更快的速度對(duì)環(huán)境溫度的變化做出反應(yīng)，讓您隨時(shí)掌握溫度變化的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。HMP155A支持0~1V電壓輸出，對(duì)CSI的全系列數(shù)據(jù)采集器擁有良好的兼容性；其采用節(jié)能設(shè)計(jì)，僅在測量時(shí)由數(shù)據(jù)采集器供電，非工作時(shí)可停止供電。

HMP155A溫度濕度可廣泛應(yīng)用于氣象觀測與預(yù)報(bào)、道路環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)檢測等領(lǐng)域。為了使該傳感器能夠消除環(huán)境影響進(jìn)行更加精確的測量，并使其擁有更加長久的使用壽命，我們建議您為其配備41005-5防輻射罩，或者將其安裝在百葉箱內(nèi)。

主要技術(shù)參數(shù)：

工作環(huán)境：-80℃~60℃，0~100%RH

工作電壓：7~28VDC

輸出信號(hào)：電壓（0~1V，0~5V，0~10V），RS-485，Pt100（4線連接）

外殼：聚碳酸酯

外殼防護(hù)等級(jí)：IP66

溫度傳感器

傳感器類型：Pt100 RTD 1/3 class B IEC 751

量程：-80℃~60℃

精度（模擬電壓輸出）：±(0.226-0.0028×溫度范圍)℃（-80℃~20℃）；±(0.055+0.0057×溫度范圍)℃ （20℃~60℃）（采用RS-485信號(hào)輸出時(shí)，精度優(yōu)于模擬電壓）

相對(duì)濕度傳感器

傳感器類型：HUMICAP®180R

量程：0.8~100% RH

精度：±（1.2%+0.012×讀數(shù)）%RH（-40~ -20℃，40℃~60℃），±（1.0+0.008×讀數(shù)）%RH（-20℃~40℃）

RM Young 05103/05106系列風(fēng)速風(fēng)向傳感器

美國RM Young 公司生產(chǎn)的05103型風(fēng)速風(fēng)向傳感器具有良好的性能和優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的測量環(huán)境。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初即考慮到了儀器的簡單化和輕量化結(jié)構(gòu)，使用的材料是能夠抵御來自大氣污染和海洋空氣環(huán)境的高強(qiáng)度、防紫外的熱塑性材料、不銹鋼和電鍍鋁。

   05103的風(fēng)速傳感器采用螺旋槳式，風(fēng)向傳感器采用尾槳式電位計(jì)，二者采用一體化設(shè)計(jì)，有效降低空間占用，并減少儀器本身對(duì)測量數(shù)據(jù)的影響。

   05106型是專門為海洋環(huán)境設(shè)計(jì)的增強(qiáng)型風(fēng)速風(fēng)向傳感器，能夠適應(yīng)海洋上高濕度、高鹽度、高腐蝕性的環(huán)境。同時(shí)它對(duì)強(qiáng)沙塵環(huán)境也擁有良好的適應(yīng)性，擁有比同類型其他產(chǎn)品更高的使用壽命。05106如需采用0~5VDC輸出需加裝05603C模塊，采用4~20mA輸出時(shí)需加裝05631C模塊。

  05103-45型是專為高山型氣候而開發(fā)的，具有防冰霜涂層，適合在高原地區(qū)的惡劣環(huán)境下使用。

   05305則是專門為空氣質(zhì)量監(jiān)測研制的風(fēng)速風(fēng)向傳感器，采用輕質(zhì)碳纖維熱塑性塑料，它的精度更高，反應(yīng)時(shí)間更短。05501型則可用于Class 1、Division 1、Group A/B/C/D級(jí)（按照美國National Electrical Code對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的分類）等高危險(xiǎn)區(qū)域。

主要技術(shù)參數(shù)

工作溫度：-50℃~50℃

供電：激發(fā)電壓最大15VDC（05103），8~24VDC（5mA，12VDC），8~30VDC（最大40mA）

輸出：模擬信號(hào)（05103），0~5VDC（05103V），4~20mA（05103L）

尺寸：高37cm，長55cm（05305型高65cm）

螺旋槳直徑：18cm（05103/05106型）

重量：1kg（凈重），2.3kg（含包裝箱）

風(fēng)  速

量程：0~100m/s；0~50m/s（05305型）

精度：±0.3m/s或讀數(shù)的1%；±0.2m/s（05305型）

啟動(dòng)風(fēng)速：1.0m/s（05103型）；1.1m/s（05106型）；0.4m/s（05305型）

陣風(fēng)風(fēng)速：100m/s

風(fēng)  向

量程：360º（機(jī)械），355º（電子）

精度：±3º；±5º（05103-45型）

啟動(dòng)風(fēng)速（10º位移）：1.1m/s；0.5m/s（05305型）

阻尼比：0.3

CS106大氣壓力傳感器

Campbell 的CS106大氣壓力傳感器基于Vaisala BAROCAP傳感器，采用0~2.5VDC信號(hào)輸出，與Campbell的CR系列數(shù)據(jù)采集器擁有良好的兼容性。

主要性能參數(shù)

TY2-J 系列雙翻斗雨量計(jì)

TY2-J 系列雙翻斗雨量計(jì)

基礎(chǔ)上通過自主升級(jí)和工藝改進(jìn)開發(fā)的新一代的雙翻斗式雨量計(jì)，具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型產(chǎn)品。是當(dāng)今市場上最為精確的雨量計(jì)。 傳統(tǒng)的雙翻斗雨量計(jì)，第一層翻斗經(jīng)常僅僅起到緩沖作用，僅僅從機(jī)械上克服單斗雨量計(jì)在大雨強(qiáng)下的大的負(fù)誤差，并不參與測量計(jì)量。傳統(tǒng)的雙翻斗的設(shè)計(jì)同時(shí)帶來了無法克服的測量滯后，甚至在小雨時(shí)不能翻斗，不能很好的反映小雨強(qiáng)的變化。 經(jīng)過多年的實(shí)踐和改進(jìn)，由我們公司出品的這款新型翻斗雨量計(jì)帶給雨量測量帶來全新的體驗(yàn)，可以廣泛適用于氣象和水文市場，尤其在灌溉工程、水土保持、徑流場觀測中滿足大小雨強(qiáng)均保持較高的測量精度的要求。

內(nèi)部翻斗分布圖

大翻斗：1mm 小翻斗：0.2 mm

產(chǎn)品特征

采用大小翻斗同時(shí)開關(guān)測量。小翻斗的雨量是從大翻斗泄流而來，大雨時(shí)大翻斗起主要作用，避免單小翻斗溢流；小雨時(shí)，小翻斗起主要作用，避免單大翻斗殘留或者不足以翻動(dòng)，確保在小雨與強(qiáng)降雨環(huán)境下都可以精確測量。其在大雨強(qiáng)時(shí)的精度尤其特出。  

不銹鋼外殼，合金鋁翻斗支架，既保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又避免對(duì)全封閉干簧管的測量干擾  大、中、小雨的標(biāo)定，確保精度好于 2%以內(nèi)，優(yōu)于國家一類雨量計(jì)要求

為適應(yīng)市場的要求，專門針對(duì)該雙翻斗計(jì)量，我們推出了雙開關(guān)量自計(jì)采集器。根據(jù)用戶的不同需求可選：

自容式自計(jì)雨量計(jì)（不含太陽能充電單元）：自帶內(nèi)存 10Min 一組數(shù)據(jù)，至少可以存 6年，可以連續(xù)工作一年。 自帶太陽能雨量采集單元，實(shí)現(xiàn) GPRS 每天發(fā)郵件把數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶。有光照情況下一天發(fā)送一次可以連續(xù)工作；無光照條件下，至少連續(xù)工作一個(gè)月；自帶內(nèi)存 10Min 一組數(shù)據(jù)，至少可以存 6 年。

主要技術(shù)指標(biāo) 

l 分辨率：0.2mm

l 信號(hào)輸出：2 個(gè)開關(guān)量脈沖

l 計(jì)量誤差：≤2﹪（0-200mm/h）

l 承雨口口徑：200mm

l 工作環(huán)境溫度：0°C~~~ +60°C

l 尺寸：280mm×280mm×60mm

l 重量：5kg

CUV5寬波段紫外輻射傳感器

Kipp&Zonen最新推出的CUV5是原CUV4寬波段紫外輻射傳感器的升級(jí)型號(hào)，主要應(yīng)用于氣象觀測、材料測試、照明監(jiān)測以及用太陽模擬器進(jìn)行的老化實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。CUV5在繼承原CUV4高品質(zhì)的基礎(chǔ)之上，改進(jìn)了玻璃保護(hù)罩，采用了對(duì)UVB具有更好穿透性的材料制作，并進(jìn)一步提高了靈敏度（尤其是小于300nm的波長）。高品質(zhì)的保護(hù)罩和散射器為CUV5提供了優(yōu)異的方向靈敏度，傳感器能夠以坐標(biāo)曲線的方式直觀顯示測量數(shù)據(jù)。全密封的防水設(shè)計(jì)既使其能夠在各種惡劣環(huán)境下正常工作，也使儀器的安裝、維護(hù)工作變得十分方便。

CUV5標(biāo)配10米電纜，同時(shí)，您也可以根據(jù)需要選配25米或50米的電纜。

需要用戶注意到是，CUV5并不適合于測量某一特定波長的紫外輻射，如UV-A、UV-B、UV-E等。如需對(duì)這些特定紫外輻射進(jìn)行測量，我們推薦您選用Kipp&Zonen的UVS系列紫外輻射傳感器。

主要技術(shù)參數(shù)：

光譜波長：280~400nm

靈敏度：300~500 μV/W/m²

輸出范圍：0~200 W/m²

反應(yīng)時(shí)間：<1秒

非穩(wěn)定性（年變化）：<5%

非線性：<1%

方向誤差：<5%（80º時(shí)）

溫度依賴性：-0.1%/℃

阻抗：10千歐姆

工作溫度：-40~80℃

電纜：10米（標(biāo)準(zhǔn)），25m或50m（可選）