串口 能见 度
串口 气压
+12VDC
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3.2、 分采集器
根据观测内容及需求设臵分采集器。 分采集器采用ARM7架构的32位微处理器或单片机系统
。 把观测类型相对一致的观测要素集中到一起，由某个 分采集器完成相关的数据采集。 分采集器一般只完成相关的数据测量采集，并传送给 主采集器。
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主采集器系统
雨量1 格雷码风向
格雷码
风速 雨量2 f
GPS 授时
串口
称重 降水
串口
终端 通讯
串口
现场调试计算机
C1 G +5V D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 G +5V C2 G S1 G +5V Rx Tx G Rx Tx G 风向 称重降水 雨量 风速 机箱门 GPS授时
3.1、主采集器结构
采用ARM9架构32位微处理器 运行Linux操作系统 加载文件系统。
增加了一个对常规气象要素进行数据采集的数 据采集单元。
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3.1、主采集器结构
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2.2.1、RS485通讯方式
RS485比较通用的协议：ModBus协议
RS-485标准可以进行长距离、多点的异步串行数据通讯。一条RS-
485总线最多可以挂256个设备。 特点：结构简单，只能实现“一主多从”的通讯方式。
DZZ5新型自动站
目录
一、总体概述 二、系统结构 三、采集系统
四、传感系统
五、供电系统
六、通讯系统
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一、总体概述
统一标准、统一功能、统一结构、统
一方法、统一规范的设计思路 各部件或模块互换自适应 形成统一型号
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嵌入式采集系统基本结构图
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2.2、外部总线
外部总线的功能就是实现多个数据处理控制、数 据处理单元之间的数据通讯；外部总线的的电气结构 要求简单，而且数据传输要稳定可靠。 目前使用最多的是RS485方式和CAN总线方式，另外 应用比较多的还有SDI-12方式。 两根线差分信号方式传输，外部总线的结构简单、而 且数据传输可靠，RS485和CAN总线都是采用两根线 进行数据传输。 一个通讯控制协议确保数据通讯的稳定可靠。
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1.3、实际应用
一、双套站项目
六要素+蒸发+地温，布设双套站，互为备份。
二、山洪泥石流监测中多要素站
主要包括：四要素～六要素站。
三、区域站改造
主要包括：四要素～六要素站+能见度等。
在新型自动气象站中应到了两项比较新的 技术，即：嵌入式系统技术和外部现场总线技 术。
嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心 处理器，嵌入操作系统，配臵相关的外围组件
，构成单板电脑系统。
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四、业务台站的升级改造
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1.4、新型站的优点及对比
功能强，综合处理能力强
数据处理速度快，数据处理功能强，数据存储量大，采用文 件系统存储记录数据，增加了数据质量控制信息。支持多串口、多
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1.6、供电要求
自动气象站的供电电源为 12 V 蓄电池。 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 持符合质量要求的观测工作前两天发出报警信息。 个别功耗较大只适用于交流供电的传感器或装臵（如 通风防辐射罩、直接辐射、天气现象等）允许将辅助 电源断电时间减少到不小于2小时。 使用市电作辅助电源的，市电电压允许波动范围为 220V±30%，并提供市电断电及时报警功能。
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3.2 分采集器
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3.2.2、辐射观测分采集器
观测要素包括： 总辐射、净辐射、直接辐射、反射辐射、 散射辐射、紫外A辐射、紫外B辐射、地面长 波辐射（包括腔体温度）、大气长波辐射（包 括腔体温度）、光合有效辐射以及日照。
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二、系统结构
新型自动气象站采用的系统结构设计
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2.1、嵌入式系统
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1.1、总体概述
新型自动气象站定型部件包括：主采集器系
统+常规六要素，地温分采集器系统+10层地 温传感器，辐射分采集器。
按照气象行业的标准，华云公司的新型自动
气象站产品的型号命名为：DZZ5。 公司原来 型号为CAWS3000型自动气象站。



美国气候站标准进行； ★ 从2007年开始确定对新型自动站的考核工作； ★ 在2007年底，中国气象局确定了新型自动站采取：统一标准、统一功 能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路从新设计新型自动气象 站。重新编制了《新型自动气象站功能需求书》； ★ 从2008年开始中国气象局组织四个生产厂家，联合重新设计新型自动 气象站的主采集器；之后各厂家独立完成成套产品设计生产； ★ 2008年10月进行静态测试 ★ 2009年1月开始安装，3月至10月进行野外的动态试验，2009年11月进 行复检测试； ★ 2010年1月按照新要求改进，增加温湿度分采集器的研制； ★ 2010年9月～10月静态测试； ★ 2011年6月完成考核，并完成了新型自动气象站的设备定型工作。
种通讯方式、支持Web Server访问功能等等。
扩充方便
通过外部总线技术，可以实现采集系统的随意扩展及裁减。
常规六要素可以实现独立标定
风速、风向、温度、湿度、雨量、气压可以实现脱离采集器 系统，对传感器独立进行标定。
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2.2.3、SDI-12通ce)是
连接基于带微处理器传感器的标 准接口，在应用连接方面更为方 便。SDI总线只使用3根线，12V 电源线、电线和数据线。SDI总 线的通讯距离比较近，速率比较 慢。 SDI总线传输速率一般在 1200bps，几十米（200英尺）的 通讯距离。
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2.2.2、CAN通讯方式
CAN总线常用的标准协议：CAN Open协议 CAN总线（Controller Area Network 控制器局域网络）带有硬件控
制器可以避免竞争冲突，可以实现多主方式。 特点：通讯速度快，可实现“多主多从”的通讯方式。
Rx Tx G 终端通讯
RS-232 端口
CAWS3000主采集器
CF卡
RJ45
*
温度 + - R
*
湿度 + - R
*
辐射 + - R
*
蒸发 + - R
能见度 Rx Tx G
气压 12V Rx Tx G
CAN 12V H L
G
ExtDC BATT 12V G 12V G
温度
V 湿度
mV
mA
总辐射
蒸发
三、采集系统
新型自动气象站的系统结构以及CAN通讯连接
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三、采集系统
新型自动气象站的电源供电系统结构
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口数据通讯。 整个系统的供电由交流电转+12VDC作为主电 源，配蓄电池作为后备电源。
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三、采集系统
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1.2、发展历程
★ 从2003年起中国气象局就开始酝酿新一代自动气象站的研发； ★ 从2006年底至2007进行了气候站的考核，该类型气候站基本上是参考

2.1、嵌入式系统
高性能的CPU一般是指32位CPU，包括：ARM7系列、
ARM9系列以及现在比较新的ARM Cortex M3系列或其 他系列CPU等。 Linux操作系统或WindowCE操作系统功能比较齐全。 Linux操作系统是开源的可以从网络上找到； WindowCE在使用时是需要付版权费用的。 外围部件配臵基本上按照标准电脑的部件配臵，包括 ： Flash存储器、RAM存储器、CF卡（或SD卡）存储 器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通 讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。