統(tǒng)簡介

該套自動氣象站，以CSI公司的數據采集器為核心，選用高精度傳感器、集成得一套水熱通量自動監(jiān)測系統(tǒng)。目的在于為農林生態(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)結構簡單可靠

主要測量空氣溫度、相對濕度、風速/風向、總輻射、降水、土壤溫度和土壤水分等氣象參數，其它可測量的參數有光合有效輻射、凈輻射等。測量高度一般在2－6米，根據植被的高度差異而有所不同。AG1000農田草地小氣候站可以監(jiān)測天氣參數和土壤水分；可在線計算農田和草地的潛在蒸散（ETo）；蒸散數據還可以用來評估每日的水耗費量。這些據可以應用到各種農作物模型及土壤水分模型中。數據格式是開放的，可直接輸入到第三方模型數中。

應用領域

廣泛應用于農田、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

系統(tǒng)功耗低、測量精度高；

可野外長時間連續(xù)自動測量；

安裝方便，堅固耐用，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

主要由數據采集器、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、風向風速傳感器、支架部分、太陽能供電系統(tǒng)等組成?？蛇x

數據傳輸模塊

站點就地通訊方式：

-直連筆記本或PC

筆記本或PC機可以用232線直接連數據采集器的RS-232接口。

-使用擴展存儲設備

采用存儲設備擴展數據采集器的存儲容量，同時也可用于從采集器的內存中下載數據。

SC115存儲器具有2G的數據存儲能力，CFM100和NL115模塊使用一張CF卡來存儲數據，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型數據采集器配合使用，用于在站點現場查看數采狀態(tài)，實時數據和修改程序指令（CR850，CR3000和CR5000這3款數采已經集成了鍵盤顯示器）。

-使用掌上電腦

便攜式掌上電腦可以實現在野外站點顯示實時數據，下載歷史數據，同時還可以顯示多達兩個要素的趨勢圖。

CSI公司有3種掌上電腦：Archer-Pcon、Archer-OBS和Archer-OBS-EM。Archer-Pcon用于一般的數據采集系統(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。

遠程通訊方式:

- 短途拖拽

使用SRM-5A短途拖拽型調制解調器可以讓計算機和采集器之間實現遠程通訊。最快數據傳輸速率為9600bps/s,最長通訊距離可達12.2公里。

- 以太網通訊

高速外設端口可連接NL115或NL120通訊模塊使采集器通過以太網線來接入用戶的局域網,局域網內的任何一臺電腦都可以訪問數采。               

-GPRS，CDMA和3G通訊

在梯度系統(tǒng)中，用戶通過GPRS無線通訊可以遠程訪問站點監(jiān)控數據，并可以啟用自動下載歷史數據的功能。同時美國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據打包，并以郵件附件的形式將數據發(fā)送到客戶的郵箱。

隨著3G網絡的推出和逐漸普及，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網絡，兼容2G的GPRS網絡，最大數據傳輸速率可達115200bps/s,可用于數據量較大的通訊系統(tǒng)。具有通訊穩(wěn)定、功耗低、耐低溫等特點，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，整個系統(tǒng)功耗極低，一般使用蓄電池供電，對于低溫環(huán)境的站點可以使用膠體電池。主要的充電方式有交流電和太陽能兩種。

1、交流供電：若安裝現場可接入220V交流電，則需配備一個全自動交流充電控制器和一個可充電蓄電池，220V交流電通過全自動充電控制器為蓄電池充電，蓄電池為整個系統(tǒng)供電。若安裝現場在山區(qū)，雷雨較多，需配備相應的防雷模塊；若安裝現場氣溫較低，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：需配備一個可充電蓄電池、一個太陽能充電控制器、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，蓄電池給整個系統(tǒng)供電。若系統(tǒng)耗電較大，則需增加電池數量和相應太陽能板數量。

塔架:

對于以農田或草地下墊面為主的區(qū)域，3米至6米的塔架即可。

通訊與數據處理及顯示

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

CR1000數據采集器具有4MB的內存，內部存儲采用二進制格式， 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，根據需求修改采樣頻率和存儲間隔，定制數據的處理方式，CR系列采集器支持存儲采樣值，平均值，最大最小值，累計值，標準差，三維柱狀圖等數據處理方式。如果需要實現野外不間斷的長期存儲，用戶可以通過使用CF卡來擴展內存，目前可以支持最大16G的CF卡。

Loggernet自帶的RTMC功能可以用來設計圖形化的監(jiān)控界面來顯示實時數據，該功能支持中文，且操作簡單，用戶不需要做軟件開發(fā)就可以在很短的時間內完成美觀的界面設計。

除了Loggernet本身的數據處理和顯示功能外，Loggernet還支持將數據倒入第三方的軟件里。CSI公司的OPC Server可以將采集的實時數據發(fā)送到支持OPC協(xié)議的第三方客戶軟件中。LNDB則是將實時數據倒入MySQL或SQL server的數據庫中，用戶可以用數據庫中的數據來做開發(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立開發(fā)能力的用戶。

CR1000數據采集器

CR1000數據采集器是Campbell數據采集器里面好用的一款。它提供傳感器的測量、時間設置、數據壓縮、數據和程序的儲存以及控制功能，由一個測量控制模塊和一個配線盤組成，具有強大的網絡通訊能力。
　　CR1000數據采集器的掃描速率能夠達到100Hz，擁有模擬輸入、脈沖計數、電壓激發(fā)轉換、數字等多個端口，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。對于低溫的環(huán)境，用戶還可以選擇低溫型的CR1000-XT數據采集器。
　　CR1000所具有的高精度性、高適應性、高可靠性以及合理的價格等特點，使其成為科研、商業(yè)與工業(yè)系統(tǒng)應用的理想選擇。目前，CR1000數據采集 器已在氣象觀測、農業(yè)研究、土壤水分研究、風力觀測、道路氣象站、工業(yè)產品測試、通量觀測、渦動協(xié)方差系統(tǒng)等眾多領域得到了廣泛應用。
　　標準的CR1000數據采集器包含4M的數據和程序存儲空間，可通過外接存儲模塊和CF存儲卡來實現大容量數據存儲。數據和程序保存在非失意性閃存和 內存里。鋰電池裝在內存和實時時鐘上。當電池（BPALK，PS100）電壓降至9.6V以下時，CR1000也能夠延緩執(zhí)行操作，從而減少不準確測 量的可能性。CR1000可以通過外圍設備擴展從而形成一個數據采集系統(tǒng)。很多CR1000系統(tǒng)可以構建一個網絡從而形成當地或整個地區(qū)的監(jiān)測網絡。

特點：

· 數據以表格形式存儲

· 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），讀數方便

· CSI/O和RS-232串行接口

· 內部溫度補償，實時時鐘，超時和溫度變化實時校準

· 當CR1000從主電源上分離后，使用內部鋰電池支持SRAM存儲和時鐘以確保數據、程序和精確的時間

· 具有強大的網絡通訊能力

主要技術參數：
　　最大掃描速率：100Hz
　　模擬輸入：16個單端通道（8個差分）
　　脈沖通道：2個
　　工作溫度： -25~50℃（標準），-55℃~85℃（擴展）
　　內存：標準為4M內存，可擴展至2G
　　供電電壓：9~16VDC
　　A/D轉換：13bit
　　微型控制器：16-bit H8S Hitachi，32-bit內部CPU

HMP155A溫度相對濕度傳感器

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

HMP155A溫度濕度可廣泛應用于氣象觀測與預報、道路環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)檢測等領域。為了使該傳感器能夠消除環(huán)境影響進行更加精確的測量，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。

主要技術參數：

工作環(huán)境：-80℃~60℃，0~100%RH

工作電壓：7~28VDC

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

外殼：聚碳酸酯

外殼防護等級：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信號輸出時，精度優(yōu)于模擬電壓）

相對濕度傳感器

傳感器類型：HUMICAP®180R

量程：0.8~100% RH

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

RM Young 05103/05106系列風速風向傳感器

美國RM Young 公司生產的05103型風速風向傳感器具有良好的性能和優(yōu)異的環(huán)境適應性，能夠適應各種復雜的測量環(huán)境。產品在設計之初即考慮到了儀器的簡單化和輕量化結構，使用的材料是能夠抵御來自大氣污染和海洋空氣環(huán)境的高強度、防紫外的熱塑性材料、不銹鋼和電鍍鋁。

   05103的風速傳感器采用螺旋槳式，風向傳感器采用尾槳式電位計，二者采用一體化設計，有效降低空間占用，并減少儀器本身對測量數據的影響。

   05106型是專門為海洋環(huán)境設計的增強型風速風向傳感器，能夠適應海洋上高濕度、高鹽度、高腐蝕性的環(huán)境。同時它對強沙塵環(huán)境也擁有良好的適應性，擁有比同類型其他產品更高的使用壽命。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則是專門為空氣質量監(jiān)測研制的風速風向傳感器，采用輕質碳纖維熱塑性塑料，它的精度更高，反應時間更短。05501型則可用于Class 1、Division 1、Group A/B/C/D級（按照美國National Electrical Code對危險區(qū)域的分類）等高危險區(qū)域。

主要技術參數

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（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  速

量程：0~100m/s；0~50m/s（05305型）

精度：±0.3m/s或讀數的1%；±0.2m/s（05305型）

啟動風速：1.0m/s（05103型）；1.1m/s（05106型）；0.4m/s（05305型）

陣風風速：100m/s

風  向

量程：360º（機械），355º（電子）

精度：±3º；±5º（05103-45型）

啟動風速（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信號輸出，與Campbell的CR系列數據采集器擁有良好的兼容性。

主要性能參數

TY2-J 系列雙翻斗雨量計

TY2-J 系列雙翻斗雨量計

基礎上通過自主升級和工藝改進開發(fā)的新一代的雙翻斗式雨量計，具有知識產權的新型產品。是當今市場上最為精確的雨量計。 傳統(tǒng)的雙翻斗雨量計，第一層翻斗經常僅僅起到緩沖作用，僅僅從機械上克服單斗雨量計在大雨強下的大的負誤差，并不參與測量計量。傳統(tǒng)的雙翻斗的設計同時帶來了無法克服的測量滯后，甚至在小雨時不能翻斗，不能很好的反映小雨強的變化。 經過多年的實踐和改進，由我們公司出品的這款新型翻斗雨量計帶給雨量測量帶來全新的體驗，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均保持較高的測量精度的要求。

內部翻斗分布圖

大翻斗：1mm 小翻斗：0.2 mm

產品特征

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

不銹鋼外殼，合金鋁翻斗支架，既保證結構強度，又避免對全封閉干簧管的測量干擾  大、中、小雨的標定，確保精度好于 2%以內，優(yōu)于國家一類雨量計要求

為適應市場的要求，專門針對該雙翻斗計量，我們推出了雙開關量自計采集器。根據用戶的不同需求可選：

自容式自計雨量計（不含太陽能充電單元）：自帶內存 10Min 一組數據，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，實現 GPRS 每天發(fā)郵件把數據發(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)工作一個月；自帶內存 10Min 一組數據，至少可以存 6 年。

主要技術指標 

l 分辨率：0.2mm

l 信號輸出：2 個開關量脈沖

l 計量誤差：≤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型號，主要應用于氣象觀測、材料測試、照明監(jiān)測以及用太陽模擬器進行的老化實驗等領域。CUV5在繼承原CUV4高品質的基礎之上，改進了玻璃保護罩，采用了對UVB具有更好穿透性的材料制作，并進一步提高了靈敏度（尤其是小于300nm的波長）。高品質的保護罩和散射器為CUV5提供了優(yōu)異的方向靈敏度，傳感器能夠以坐標曲線的方式直觀顯示測量數據。全密封的防水設計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、維護工作變得十分方便。

CUV5標配10米電纜，同時，您也可以根據需要選配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。如需對這些特定紫外輻射進行測量，我們推薦您選用Kipp&Zonen的UVS系列紫外輻射傳感器。

主要技術參數：

光譜波長：280~400nm

靈敏度：300~500 μV/W/m²

輸出范圍：0~200 W/m²

反應時間：<1秒

非穩(wěn)定性（年變化）：<5%

非線性：<1%

方向誤差：<5%（80º時）

溫度依賴性：-0.1%/℃

阻抗：10千歐姆

工作溫度：-40~80℃

電纜：10米（標準），25m或50m（可選）