小型气象站的工作原理：揭开气象监测的神秘面纱

　　【JD-CQX10】，山东竞道光电，十年深耕气象设备。

　　小型气象站虽然体积小巧，但其内部结构和工作原理却十分精密。它通过多种传感器、数据采集模块和通信系统协同工作，实现对环境气象参数的实时监测。下面，我们将逐步揭开小型气象站的工作原理。

　　1. 传感器：数据的源头

　　小型气象站的核心是各类传感器，它们负责将环境中的物理量转化为电信号。常见的传感器包括：

　　温度传感器：通常采用热敏电阻或数字温度芯片(如DS18B20)，通过电阻或电压变化测量温度。

　　湿度传感器：常用电容式传感器，利用湿度变化导致电容值变化的原理测量湿度。

　　风速传感器：机械式风速仪通过风杯转动产生脉冲信号，超声波风速仪则通过测量声波传播时间差计算风速。

　　雨量传感器：翻斗式雨量计通过雨水积累使翻斗翻转，每翻转一次代表固定降雨量(如0.2mm)。

　　这些传感器的精度和稳定性直接决定了气象站的数据质量。

　　2. 数据采集模块：从信号到数字

　　传感器输出的通常是模拟信号(如电压或电流)或简单的数字信号(如脉冲)。数据采集模块的作用是将这些信号转换为可处理的数字数据。例如：

　　模拟信号通过模数转换器(ADC)转换为数字值。

　　脉冲信号(如风速仪的转动次数)通过计数器统计频率。

　　采集模块还会对数据进行初步处理，例如滤波(去除噪声)和单位转换(如将电压值转为温度值)。

　　3. 数据处理与存储

　　现代小型气象站通常配备微处理器(如单片机或嵌入式系统)，负责对采集的数据进行进一步处理，包括：

　　校准：根据传感器的特性曲线修正误差。

　　计算：例如，通过温度和湿度计算露点温度。

　　存储：将数据保存在内置存储器或SD卡中，供后续分析。

　　一些高级气象站还支持数据统计分析，如计算日平均温度或最大风速。

　　4. 数据传输：有线与无线

　　气象站的数据需要通过通信模块传输到用户终端。常见的方式包括：

　　有线传输：通过RS485、以太网等接口连接本地计算机。

　　无线传输：通过Wi-Fi、4G/5G、LoRa等无线技术将数据发送至云端或手机APP。

　　无线传输尤其适合偏远地区的无人值守气象站。

　　5. 供电系统：持续运行的保障

　　小型气象站的供电方式多样：

　　太阳能供电：适合野外部署，通过太阳能板搭配蓄电池实现全天候工作。

　　市电供电：适用于城市或固定场所。

　　电池供电：便携式气象站通常采用锂电池，续航时间数周至数月。

　　6. 防护设计：应对恶劣环境

　　由于气象站长期暴露在户外，其外壳需要具备防水、防尘、防腐蚀等功能。传感器也需特殊设计，例如：

　　风速仪采用抗紫外线材料。

　　温度传感器加装防辐射罩，避免阳光直射影响精度。

　　总结

　　小型气象站的工作原理可以概括为：传感器采集环境参数→数据采集模块转换为数字信号→微处理器处理数据→通信模块传输结果→用户终端显示或存储。这一过程看似简单，实则涉及电子、通信、材料等多学科技术的融合。正是这些技术的进步，才使得小型气象站能够高效、精准地服务于我们的生活。

　　一、产品简介

　　CQX10超声波气象站是一款高度集成、低功耗、可快速安装、便于野外监测使用的高精度自动气象观测设备。

　　该设备免调试，可快速布置，广泛运用于气象、农业、林业、环保、海洋、机场、港口、科学考察、校园教育等领域。

　　与传统的超声波气象站相比，我司产品克服了对高精度计时器的需求，避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。

　　该设备创新性的采用十要素一体式传感器，可对风速、风向、温度、湿度、气压、光照、光学雨量、pm2.5、pm10、噪声、等气象要素进行实时观测，可实现户外气象参数24小时连续在线监测，

　　通过数字量通讯接口将十项参数一次性输出给用户。

　　二、产品特点

　　1.顶盖隐藏式超声波探头，避免雨雪堆积的干扰，避免自然风遮挡☆

　　2.原理为发射连续变频超声波信号，通过测量相对相位来检测风速风向☆

　　3.风速、风向、温度、湿度、气压、光照、光学雨量、pm2.5、pm10、噪声十要素一体式传感器☆

　　4.标配GPRS;可选配RJ45、以太网、4-20ma、Lora透传、4G透传、蓝牙、485转USB等多种传输方式

　　5.两米碳钢支架，顶部无需法兰盘可直接套接传感器

　　6.传感器外壳采用进口ASA材质，更有效对抗盐雾等环境，防护等级达到IP65以上

　　三、技术参数

　　1.风速：测量原理超声波，0～60m/s(±0.1m/s+0.01V)分辨率0.01m/s;

　　2.风向：测量原理超声波，0～360°(±2°);分辨率：1°;

　　3.空气温度：测量原理二极管结电压法，-40-80℃(±0.3℃(25℃))，分辨率0.01℃;

　　4.空气湿度：测量原理电容式，0-100%RH(±3%RH(20%~80%)),分辨率：0.01%RH;

　　5.大气压力：测量原理压阻式，300-1100Hpa(±0.25%)，分辨率0.1hpa;

　　6.光照：测量原理光电效应，0-157286LUX(<±3%),分辨率1 LUX;

　　7.光学雨量：测量原理光电式，0-4mm/min(≤±4%),分辨率0.01mm;

　　8.PM2.5：测量原理光散射，0-1000ug/m3(±10%(<500微克))，分辨率1ug/m³;

　　9.PM10：测量原理光散射，0-1000ug/m3(±10%(<500微克))，分辨率1ug/m³;

　　10.噪声：测量原理电容式，30-120dB(±1.5dB)，分辨率0.1dB;

　　11.采集器供电接口：GX-12-4P,输入电压8-16V，带RS485输出json数据格式;

　　12.传感器modbus、485接口：GX-12-4P插头，输出供电电压12V/1A,设备配置接口：GX-12-4P插头，输入电压5V

　　13.太阳能供电、配置铅酸电池，可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器：150W，MPPT自动功率点跟踪，效率提高20%

　　14.数据上传间隔：1分钟-1000分钟可调

　　15.安卓7寸触屏，屏幕分辨率：1024*600 RGB LCD(选配)

　　16.生产企业具有质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证

　　17.生产企业具有计算机软件注册证书

　　18.生产企业为信用企业