目錄
1 系統(tǒng)概述
1.1系統(tǒng)概述
1.2系統(tǒng)搭建
1.2.1 系統(tǒng)主要組成
1.2.2 配置清單
1.2.3 通訊組成
2 產(chǎn)品特點(diǎn)
2.1六參數(shù)氣象儀
2.1.1 基本參數(shù)
2.1.2 技術(shù)參數(shù)
2.2能見度儀
2.2.1 基本參數(shù)
2.2.2 技術(shù)參數(shù)
2.3數(shù)據(jù)采集器
2.3.1 基本參數(shù)
2.4太陽能供電系統(tǒng)
2.4.1 太陽能單晶電池板
2.4.2 鋰電池
2.4.3 市電互補(bǔ)控制器
3、系統(tǒng)安裝
3.1電路安裝
3.2通訊線路安裝
3.3氣象立桿安裝
4 數(shù)據(jù)處理軟件
4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽
4.2歷史數(shù)據(jù)檢索查詢
4.3數(shù)據(jù)曲線功能
4.4報(bào)警功能
4.5后臺數(shù)據(jù)打印功能
5產(chǎn)品優(yōu)勢
氣象監(jiān)測系統(tǒng)整體配置方案
1 系統(tǒng)概述
1.1系統(tǒng)概述
氣象監(jiān)測系統(tǒng)是一款按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的氣象監(jiān)測站。該系統(tǒng)優(yōu)化核心數(shù)據(jù)分析算法，以高性能環(huán)境監(jiān)測方案提供可視化數(shù)據(jù)服務(wù)，基于氣象儀、能見度儀等設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、組態(tài)軟件等技術(shù)，構(gòu)建“后端+監(jiān)測+服務(wù)”的新型氣象環(huán)境監(jiān)管模式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)追蹤、動態(tài)預(yù)警、及時(shí)管理等功能。
氣象監(jiān)測系統(tǒng)集氣象數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸和管理于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、耐腐蝕，具有快速響應(yīng)的售前及售后機(jī)制，更全面的服務(wù)于用戶等特點(diǎn)；系統(tǒng)主要由前端氣象站、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、終端顯示系統(tǒng)三部分組成。前端氣象站可同時(shí)監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、大氣溫度、相對濕度、大氣壓力、降水量、能見度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基于用戶端，打通數(shù)據(jù)傳輸鏈路，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)器，終端顯示系統(tǒng)位于服務(wù)器端，可實(shí)時(shí)顯示、查詢、存儲氣象數(shù)據(jù)，具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分享，查看，調(diào)試等功能，同時(shí)可通過數(shù)據(jù)庫接入VTS系統(tǒng)。
1.2系統(tǒng)搭建
1.2.1 系統(tǒng)主要組成
圖1 氣象監(jiān)測站點(diǎn)系統(tǒng)拓?fù)鋱D
為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測珠江口通航區(qū)域的氣象環(huán)境，本項(xiàng)擬根據(jù)現(xiàn)場情況確認(rèn)在蓮花山、大角山、桂山3個(gè)雷達(dá)站點(diǎn)配置六參數(shù)氣象儀、能見度監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器、太陽能供電系統(tǒng)，氣象信息接入VTS系統(tǒng)，軟件端實(shí)現(xiàn)對大氣溫度、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓、能見度等數(shù)據(jù)的不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測。
1.2.2 配置清單
序號 | 安裝位置 | 配置產(chǎn)品 | 型號 | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 蓮花山 | 六參數(shù)氣象儀 | MULTI-6P | 1 | 個(gè) |
能見度儀 | LH-WD050 | 1 | 個(gè) |
數(shù)據(jù)采集器 | ZXYWQ-100 | 1 | 個(gè) |
太陽能供電系統(tǒng) | ZXY-LC3 | 1 | 套 |
2 | 大角山 | 六參數(shù)氣象儀 | MULTI-6P | 1 | 個(gè) |
能見度儀 | LH-WD050 | 1 | 個(gè) |
數(shù)據(jù)采集器 | ZXYWQ-100 | 1 | 個(gè) |
太陽能供電系統(tǒng) | ZXY-LC3 | 1 | 套 |
3 | 桂山 | 六參數(shù)氣象儀 | MULTI-6P | 1 | 個(gè) |
能見度儀 | LH-WD050 | 1 | 個(gè) |
數(shù)據(jù)采集器 | ZXYWQ-100 | 1 | 個(gè) |
太陽能供電系統(tǒng) | ZXY-LC3 | 1 | 套 |
1.2.3 通訊組成
該系統(tǒng)通信分為三部分，分別為：氣象傳感器與采集器通信部分、后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)軟件與采集器通信部分、服務(wù)器軟件與用戶終端及VTS系統(tǒng)通訊部分。每個(gè)氣象站監(jiān)測站點(diǎn)獨(dú)立安裝氣象數(shù)據(jù)采集器。
1）氣象傳感器與采集器通信部分通信方案
氣象傳感器與采集器通信之間采用有線連接，使用雙絞屏蔽線作為通信介質(zhì)，通過RS485接口與采集器通訊
2）后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)軟件與采集器通信部分
采集器設(shè)置IP地址，端口號等信息，通過RJ45接口，與交換機(jī)連接，再經(jīng)由路由器進(jìn)入局域網(wǎng)內(nèi)， 打通網(wǎng)絡(luò)鏈路，服務(wù)器端軟件一鍵運(yùn)行，即可獲取監(jiān)控點(diǎn)位氣象數(shù)據(jù)信息，同時(shí)具備數(shù)據(jù)顯示，查詢，存儲，下載等功能。
3）服務(wù)器軟件與用戶終端及VTS系統(tǒng)通訊部分
服務(wù)器運(yùn)行Server端工程軟件，用戶端運(yùn)行Client工程軟件，通過輸入服務(wù)器IP及授權(quán)碼即可查詢相關(guān)氣象數(shù)據(jù)信息。服務(wù)器端軟件采集數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫類型支持Sqlite,Mysql,SqlServer，VTS系統(tǒng)按照要求訪問數(shù)據(jù)庫，即可提取氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2 產(chǎn)品特點(diǎn)
圖2 氣象站支架示意圖
六參數(shù)氣象儀采用國內(nèi)新一代超聲波氣象傳感器，一體式實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓數(shù)據(jù)。能見度監(jiān)測儀采用進(jìn)口光學(xué)激光源，確保數(shù)據(jù)的精確和穩(wěn)定?？刂葡鋬?nèi)氣象數(shù)據(jù)采集器對各氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行采集打包處理，并通過網(wǎng)絡(luò)接口RJ45遠(yuǎn)傳至服務(wù)器，分享至數(shù)據(jù)監(jiān)測主機(jī)端。按用戶要求，完成對各個(gè)氣象監(jiān)測站點(diǎn)數(shù)據(jù)的接收、 存儲、顯示和分析整理，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，超過設(shè)定報(bào)警閾值進(jìn)行報(bào)警和顯示；并從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)上傳至VTS系統(tǒng)服務(wù)器，供其存儲、顯示、分析整理。服務(wù)器與各氣象監(jiān)測站點(diǎn)之間通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，采用RJ45完成數(shù)據(jù)通信，從而將以數(shù)據(jù)采集器為核心的整個(gè)系統(tǒng)接入局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，方便用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)傳輸。太陽能供電系統(tǒng)為輔助供電設(shè)備，為自動氣象站提供保障，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性，穩(wěn)定性。
2.1六參數(shù)氣象儀
2.1.1 基本參數(shù)
型號 | MULTI-6P |
防護(hù)等級 | IP66 |
尺寸 | 高度263mm*寬度160mm |
重量 | 1.5kg |
輸出信號接口 | RS485/RS232 ,支持定制 |
電源 | 12V…30V DC |
功耗 | 55mA @12V DC |
工作溫度 | -50℃… +85℃ |
工作濕度 | 5%…100%RH |
通訊連接方式 | 四芯航空插頭 |
電纜長度 | 標(biāo)配5M，可定制 |
2.1.2 技術(shù)參數(shù)
參數(shù) | 測量原理 | 測量范圍 | 分辨率 | 準(zhǔn)確度 |
風(fēng)速 | 超聲波 | 0m/s-60m/s | 0.01m/s | ±0.3m/s |
風(fēng)向(無死角) | 超聲波 | 0°- 360° | 0.1° | ±3° |
溫度 | 二極管結(jié)點(diǎn)壓法 | -50℃-85℃ | 0.1℃ | ±0.2℃ |
濕度 | 電容式 | 0%-100% | 0.1%RH | ±2% |
氣壓 | 壓阻式 | 10hPa-1100hPa | 0.1hPa | ±0.5hPa |
雨量 | 光電式 | 0-200mm/h | 0.01mm | ±4% |
2.2能見度儀
2.2.1 基本參數(shù)
型號 | LH-DW050 |
尺寸 | 長度610mm*高度300mm*寬度230mm |
重量 | 小于10kg |
輸出信號接口 | RS485/RS232 ,支持定制 |
電源 | 交流110VAC/220VAC或直流12V DC |
功耗 | 小于6W,典型值4W |
工作溫度 | -40℃… +80℃ |
工作濕度 | 5%…100%RH |
2.2.2 技術(shù)參數(shù)
參數(shù) | 測量原理 | 測量范圍 | 準(zhǔn)確度 |
能見度 | 前向激光散射 | 5m-30Km | ±8% |
2.3數(shù)據(jù)采集器
2.3.1 基本參數(shù)
型號 | LH-DW050 |
工作環(huán)境 | -50℃+85℃，0-100%RH |
可靠性 | 平均無故障時(shí)間＞5000小時(shí) |
防護(hù)等級 | IP65，防雷擊，防電磁干擾，防鹽霧腐蝕 |
采樣通道 | 模擬通道和數(shù)字通過，可擴(kuò)展 |
通訊方式 | RS232/RS485/以太網(wǎng)/GPRS等 |
存儲 | 通訊中斷數(shù)據(jù)自動存儲，通訊恢復(fù)后數(shù)據(jù)自動上傳 |
電源 | 交流220V或直流24V |
功耗 | 整體功耗不大于2W |
數(shù)據(jù)存儲容量 | 128M |
2.4太陽能供電系統(tǒng)
供電系統(tǒng)包括單晶硅太陽能電池板、鋰電池及市電互補(bǔ)控制器三部分，供電過程中可與市電無縫切換，電源系統(tǒng)具有超高保護(hù)、防過充和防過放電等功能，能保證設(shè)備長期不間斷工作的需要。
2.4.1 太陽能單晶電池板
? 采用高光效單晶硅太陽能電池片封裝而成，電池片轉(zhuǎn)換效率不低于20%，組件轉(zhuǎn)換效率≥18%。
? 功率：組件峰值功率80Wp。
? 采用高透光率低鐵超白鋼化玻璃；
? 卓越的弱光環(huán)境發(fā)電性能；
? 高強(qiáng)度鋁合金邊框，堅(jiān)固耐用；
? 獨(dú)特工藝使組件既美觀又便于安裝；
? 特有的技術(shù)避免框架內(nèi)積水凍結(jié)和變形；
? 可承載5400Pa雪載和2400Pa風(fēng)壓.
? 適應(yīng)環(huán)境溫度-40℃-85℃
2.4.2 鋰電池
? 電池類型：新能源儲能用三元鋰電池
? 額定容量： 50AH
? 內(nèi)含智能保護(hù)板，具有短路保護(hù)，過充保護(hù)，過放保護(hù)，過流保護(hù)，溫度保護(hù)等功能。
? 使用溫度范圍：-20℃～60℃。
? 電壓工作范圍：DC9V～12.6V。
? 高分子環(huán)氧樹脂膠密封。
? 防護(hù)等級：IP67
2.4.3 市電互補(bǔ)控制器
? 可使用太陽能和市電同時(shí)給蓄電池充電，具有電源管理功能。
? 防水等級IP67。
? 改進(jìn)三段式充電算法，每周對電池進(jìn)行一次均衡充電，有效的防止電池不均衡現(xiàn)象，提高電池使用壽命。
? 多種負(fù)載工作模式可設(shè)置,方便使用在各種監(jiān)測設(shè)備上。
? 當(dāng)電池?fù)p壞或丟失時(shí)可直接通過電池給負(fù)載供電。
? 各種工作、故障狀態(tài)指示。
? 具有過充、過放、過載保護(hù)以及電子短路保護(hù)與防反接保護(hù)。
3、系統(tǒng)安裝
圖3 氣象站安裝示意圖
3.1電路安裝
圖4 電氣連接示意圖
電路安裝分為兩部分，
第一部分：內(nèi)部電路安裝，自動氣象站內(nèi)部電路已經(jīng)全部模塊化，只需要根據(jù)標(biāo)識，將對應(yīng)航插插入采集孔，即可搭接完成；
第二部分：外部電路安裝，自動氣象站需要外部引入AC220V電源，安裝于控制箱內(nèi)，接入總開關(guān)，接線時(shí)，應(yīng)按照法律法規(guī)要求，做好防護(hù)措施進(jìn)行施工。
3.2通訊線路安裝
通訊線路安裝主要由采集器連接至用戶交換機(jī)，采集器設(shè)置用戶指定分配的IP及端口號，通過RJ45接口，使用網(wǎng)線將采集器接入交換機(jī)。
3.3氣象立桿安裝
圖5 地壟預(yù)埋示意圖
針對現(xiàn)場安裝環(huán)境為泥土地時(shí)，我們需要做預(yù)埋件。確認(rèn)安裝前，需提前10個(gè)小時(shí)做好設(shè)備立桿安裝預(yù)埋基礎(chǔ)施工，包含如下：所需材料：鏟，引線、剪線鉗，薄膜， 水平尺，沙子，石子，水泥。
1) 挖好深800mm*長500mm*寬500mm的坑。
2) 施工時(shí)要用剪1000mm左右的PVC管并拉好引線，在預(yù)埋的的管口預(yù)先用透明膠或其它材料封口，以防止混凝土澆搗時(shí)混凝土 漏入預(yù)埋管中，造成預(yù)埋管堵塞。
3) 鋼筋籠的螺絲螺母墊片部分用薄膜或其他東西包好。
4) 把沙子，石子，水泥按2：2：1攪拌均勻后把混凝土倒入坑內(nèi)，同時(shí)放入鋼筋籠，確保鋼筋籠與水平面平行，即用水平尺在基礎(chǔ)頂板垂直兩個(gè)方向測量，觀察其氣泡必須居中；監(jiān)控立桿預(yù)埋件基礎(chǔ)混凝土澆搗必須密實(shí)，禁止混凝土有空鼓。
5) 埋到3/4的時(shí)候放入做好的PVC線管，混凝土必須要養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，以確保混凝土能達(dá)到一定的安裝強(qiáng)度。
6) 鋼筋籠由本公司配備，提前發(fā)給客戶。
7）設(shè)備安裝后，為了保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行及后期的設(shè)備升級，甲方應(yīng)配備一名設(shè)備養(yǎng)護(hù)人，在乙方的培訓(xùn)下進(jìn)行對設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)人需懂得基本的電路知識。
系統(tǒng)通信圖如圖6所示：
圖6系統(tǒng)通信框圖
4 數(shù)據(jù)處理軟件
4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽
準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地以圖表形式顯示當(dāng)前氣象站數(shù)據(jù)情況，包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、雨量、能見度儀的數(shù)值。
圖6 單個(gè)測點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示
4.2歷史數(shù)據(jù)檢索查詢
能夠記錄一年內(nèi)所有氣象站點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，可隨時(shí)查看并可通過后臺軟件導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù)。
圖7 歷史數(shù)據(jù)展示
能夠通過時(shí)間段檢索所選時(shí)間段內(nèi)的測點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)。
具備通過測點(diǎn)編號檢索數(shù)據(jù)功能。
具備滿足時(shí)間段、測點(diǎn)編號聯(lián)合檢索功能。
圖8 數(shù)據(jù)聯(lián)合檢索
4.3數(shù)據(jù)曲線功能
提供所有參數(shù)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線功能。實(shí)時(shí)曲線反應(yīng)24小時(shí)內(nèi)各氣象數(shù)據(jù)的變化曲線。歷史曲線根據(jù)選擇測點(diǎn)、時(shí)間段、生成曲線，并能同時(shí)以不同顏色顯示所有氣象站數(shù)據(jù)曲線。
圖9 數(shù)據(jù)曲線圖
4.4報(bào)警功能
軟件具有氣象數(shù)據(jù)超出閾值報(bào)警功能，當(dāng)瞬時(shí)值超過設(shè)置的報(bào)警閥值，在軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測界面，可以通過不同顏色進(jìn)行報(bào)警。
圖10 報(bào)警數(shù)據(jù)
4.5后臺數(shù)據(jù)打印功能
后臺數(shù)據(jù)可按一定時(shí)間間隔生成報(bào)表或?qū)δ骋豁?xiàng)目或多個(gè)項(xiàng)目按一定條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并生成報(bào)表，可通過藍(lán)牙或USB接口可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，生成EXCEL或WORD表格，再通過打印機(jī)打印出來。
5產(chǎn)品優(yōu)勢
l 采集器為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級產(chǎn)品，適合在高溫高濕等惡劣環(huán)境下應(yīng)用，性能可擴(kuò)展，寬電壓供電。
l 系統(tǒng)軟件部分性能可按用戶要求定制，可進(jìn)行二次開發(fā)。
l 軟硬件產(chǎn)品均為公司自主研發(fā)，擁有完善的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，可提供系統(tǒng)整體技術(shù)施工方案。
l 擁有完善的產(chǎn)品檢驗(yàn)證書及港口、測風(fēng)塔、輸電鐵塔行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用施工案例。