DZZ6区域站培训材料竞赛版Word文件下载.docx

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降水量

翻斗：

雨强0mm/min～4mm/min

（≤10mm）

4%（＞10mm）

称重雨

（DZZ2无法添加）

400mm

含防冻液、抑制蒸发油

0.4mm（≤10mm）

2.硬件系统

2.1.系统简介

2.1.1.系统组成

区域自动气象站主要是收集器，供电系统，传感器，通信系统组成.六要素区域站中挂接的传感器分别有：

EL15-1C型风速传感器、EL15-2C型风向传感器、DHC1型温湿度传感器、PTB330型气压传感器、SL3-1型雨量传感器.

2.1.2.系统结构图

图1

2.2.收集系统

2.2.1.工作原理

收集器是自动气象站的核心，由硬件和嵌入式软件组成.硬件包括高性能的嵌入式处置器、高精度的A/D电路、高精度的实时时钟电路、年夜容量的法式和数据存储器、传感器接口、通信接口、CAN总线接口、外接存储器接口、以太网接口、监测电路、指示灯等，硬件系统能够支持嵌入式实时把持系统的运行.

图2为DZZ6收集器，图2-1为DZZ2型TYQ200收集器.

图2

图2-1

2.2.2.收集器接线（DZZ6）

①数据收集器DZZ6④接线端子排

②导线槽⑤太阳能控制器

③防雷板⑥4G通讯模块

⑦气压传感器（装置门框）

图3

收集器实物接线情况如下图所示：

图4

第一排从左至右依次为：

雨量、风向、风速、开关、GPS、终端、RS-485，RS-232.第二排从左至右依次为：

温度、湿度、辐射、蒸发、能见度、CAN（总线接口）、ExtDC、BATT（电源）.

图4

机箱内贴图及线缆标签号可帮手用户进行机箱连线.

2.2.3.现场调试与设置参数

2.2.3.1.设置台站号

台站区站号为5位数字或字母，如果需要修改台站号，需要用配备的串口线，依照下图所示的线序连接到端子上，其中左侧为普通串口线对应R-橙色、T-黄色、G-黑色.右侧为公司自制串口线颜色R-红色、T-黄色、G-白色.

图6DZZ6收集器使用小端子

然后将该连接好的端子取代收集器第一排的“终端”接口（DZZ6收集器）、“调试串口”（TYQ200收集器），串口线的另一真个母头连接到电脑主机上，翻开串口调试助手，选择对应的串口号及波特率（9600，N，8，1），在发送命令框内输入下面的指令.

图7

示例：

若所属气象观测站的区站号为57494，则键入命令为：

ID57494↙返回值：

<

F>

暗示设置失败，<

T>

暗示设置胜利.若数据收集器中的区站号为A5890，直接键入命令：

ID↙修改好之后，将原来在终端接口的端子复原.

需要注意的是，一旦在这里修改了台站号，那么就必需在

TY1000通信模块中修改台站号，具体方法见DTU工具盒心跳包设置.

2.2.3.2.设置IP及端口号

设置IP及端口，需要在TY1000通信模块中设置.

2.2.3.3.连线

将TY1000通信模块上配备的另一个12针的端子和串口线，依照下图线序连接好端子.2——黄（串口线的黄），3——橙（串口线的橙），10——黑（串口线的黑）

图8

2.2.3.4.使用软件设置IP及端口

，然后翻开软件（如图）

图9

，弹出下图

图10

设置串口，波特率：

57600（默认值），其他数值坚持不变，点击保管，确定.

然后再点击连接设备（如图），必需保证TY1000模块处于上电状态.（如果连接失败，可以先给TY1000模块断电，再点击连接，然后上电）

图11

软件下方呈现：

登录H7710CGPRSDTU设备胜利（见图）.

图12

第一步：

移动服务参数设置

图13

如上图所示，主要修改访问接入点名称，单击移动服务参数，勾上右边“访问接入点名称”，如果是公网，输入“CMNET”，如果是气象专网，输入气象局指定的接入点.输入完成点击“配置”，弹出下图，点击确定.

第二步：

RTU参数设置

图14

如上图所示，主要修改波特率、数据位、停止位、校验位、RTU的最年夜数据包、数据包间隔时间，单击RTU参数，勾上并填写以下参数“波特率（9600）、数据位（8）、停止位

（1）、校验位（NONE）、RTU的最年夜数据包（1024）、数据包间隔时间（200）”

第三步：

运行参数设置

图15

如上图所示，主要修改重连接次数、重连接时间间隔、运行模式，单击运行参数，勾上并填写以下参数“重连接次数（5）、重连接时间间隔（60）、运行模式（MUL）”

第四步：

通道1参数设置

图16

如上图所示，主要修改与DSC的通讯方式1、DSC的IP地址1、DSC的端口1、心跳包发送时间间隔1、自界说注册包1、自界说心跳包1.单击通道1参数，勾上并填写以下参数“与DSC的通讯方式1（TCP）、DSC的IP地址1（221.238.130.213）、DSC的端口1（6060）、心跳包发送时间间隔1（180）、自界说注册包1（4931323334350D0A）、自界说心跳包1（4931323334350D0A）”.其中IP地址、端口、心跳包更具客户信息填写.（注意：

自界说注册包1与自界说心跳包1坚持一致）

自界说心跳包为8个字符对应的十六进制码，8个字符为“I”+台站号+回车换行.如果台站号为“12345”则设置见上图所示，（注意每个字符的十六进制码间加空格，以及最后的“0D0A”不要漏填，罕见字符的十六进制码见附录1）

如果是多通道发送数据，需要设置通道1和通道2，两个设置方法相同.

第五步：

以上四步都设置好以后，点击“配置DTU”（如下图）.

图17

点完以后会弹出（见下图），勾上调试信息以翻开，建议关闭选项，然后点击确定.

图18

配置软件下方会显示设置设备参数胜利（见下图）

图19

然后点击“更多”在点击“重启DTU”（见下图）

图20

呈现上图后点击“是”，这是配置软件下方会呈现重启设备胜利.

图21

2.2.3.5.短信设置说明

在“DTU工具盒

”设置软件中，点击“短信参数”设置，勾上服务中心号码、编码方式，例如：

设置成服务中心号码（）、编码方式（UCS2）（见下图）.这个手机号就能远程设置和访问TY1000模块.通过这个手机号给TY1000里装的德律风卡手机号发送短信完成设置与查询.服务中心号码可设置多个号码，最年夜可设置16个号码，每个号码不能超越32个数字字符串，每个号码之间用“，”分隔.

图22

远程设置格式说明：

举例说明：

当信号查询时，信号强度值越年夜说明信号越好，一般户外值为30多.

注意：

远程参数配置时，输入法必需为英文输入法.

远程设置完成以后，通过

点击查询DTU，看看设置的通道2参数有无设置胜利，比较手机设置的参数与查询的参数是否一致.（见下图）

图23

2.2.4.太阳能控制器连线

太阳能电池板线连接到太阳能控制器最左侧，电池线连接中间两孔，切记，要先将电池线连接好，再连接太阳能电池板的线.否则有可能由于太阳能板电压过高，将设备烧毁.

（图中未接线缆的处所就是连接太阳能板线的处所）

2.3.传感器

2.3.1.EL15﹣1C型风速传感器

2.3.1.1.工作原理

风速低惯性轻金属风杯，随风旋转，带动同轴光盘转动，以光电子扫描输出脉冲串，输出相应于转数的脉冲频率，对应只风速，便于收集及处置.

2.3.1.2.技术指标

丈量范围：

0m/s~60m/s

分辨力：

准确度：

（）m/s起动风速：

≤

输出：

频率信号，校准方程为线性

使用温度范围：

-50℃~50℃：

供电电源：

电压：

DC（12±

2）V；

电流：

平均值小于5mA

重量：

1kg

外型尺寸：

319mm*226mm

其他：

允许对校准方程线性系数进行修改的前提下传感器具有互换性

图24

其风杯采纳铝材制造，经阳极氧化并喷漆，具有很好的可靠性.本仪器的输出、输入端均采纳瞬变抑制二级管进行过载呵护；

外部零件选用耐腐蚀资料制造并由喷漆涂层呵护，密封采纳迷宫结构和O型环呵护仪器内部的敏感元件不受恶劣环境的影响.

图25

图26

2.3.2.EL15﹣2C型风向传感器

2.3.2.1.工作原理

风向低惯性轻金属的风向标响应风向,带动同轴码盘转动,此码盘按格雷码编码并以光点子扫描,输出对应风向的电信号,可以方便地进行信号收集及处置.

2.3.2.2.技术指标

0~360°

风向输出方式：

7位格雷码

起动风速：

0.3m/s（风向标偏转30°

时）

-40℃~60℃

2）V

外部零件选用耐腐蚀资料制造并由喷漆涂层呵护，密封采纳迷宫结构和O型环呵护仪器内部的敏感元件不受恶劣环境的影响.传感器有格雷码、电压、电流三种输出方式.本仪器的输入、输出端均采纳瞬变抑制二极管进行过载呵护.其风向标采纳铝材制造，经阳极氧化并喷漆，具有很好的可靠性.

图27

图28

图29

2.4.雨量传感器

2.4.1.SL3-1翻斗式雨量传感器

2.4.1.1.概述

SL3-1翻斗式雨量传感器适用气象台（站）、水文测站、农、林业等有关部份用以丈量液体降水量、降水强度，仪器感应器用二芯电缆连接，输出机械触点信号（干簧管）.

2.4.1.2.主要技术参数

1）承水口径：

Φ200mm

2）丈量降水强度：

4mm/min内

3）丈量最小分度：

SL3-1为0.1mm降水量；

4）最年夜允许误差：

0.4mm（≦10mm）

4%（﹥10mm）

2.4.1.3.结构原理

传感器——由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等构成（见图1），其工作过程是：

雨水由承水口汇集，进入上翻斗.上翻斗的作用是使降水强度近似年夜降水强度，然后进入计量翻斗计量，计量翻斗翻动一次SL3-1为0.1毫米降水量.随之雨水由计量翻斗倒入计数翻斗.在计数翻斗的中部装有一块小磁钢，磁钢的上面装有干簧开关，计数翻斗翻转一次，则开关闭合一次，由于开关的闭合送出一个信号.输出信号由红黑接线柱引出.

2.4.1.4.室内检查

感应器的外观检查——仪器从包装箱取出后应检查仪器零部件有无损坏，裁撤、防运输过程震动而固定的牛皮筋，检查管道应疏通，翻斗翻转应灵活，翻斗转轴应能前后游动，而转轴游动间隙应不年夜于0.5毫米.（注意：

手指不能接触翻斗内壁）

连机检查——将传感器上红黑接线柱（图1中11）用二芯导线与万用表连接，并将计数翻斗（图1中6）拨到计量翻斗（图1中12）同一倾斜方向，然后将清水以1毫米/分钟左右的降水强度（不宜过年夜）注入感应器漏斗内，检查计数翻斗翻动过程中有无不发信号或多发信号的现象，每翻动一次，发出一个信号.

2.4.1.5.调试方法

仪器出厂前，已经本厂调试并检定合格.因此，一般情况下，用户可直接装置使用.长期使用后，若发现丈量误差超越±

0.4mm（≦10mm）或±

4%（﹥10mm）时则应调整仪器基点.

调试方法：

将容量调节螺钉（图1中13）中的一个旋转一圈，其丈量误差值的变动量3%左右，若两个定位螺钉都向内或向外旋转一圈，其差值变动量为6%左右.

1）差值（仪器自身排水-计数值）/（仪器自身排水量）*100%是-2%时，将其中的一个定位螺钉往外（即逆时针）旋转2/3圈.

2）差值是+6%时，将两个定位螺钉都往内（即顺时针）旋转一圈.调节好后应拧紧锁紧螺帽.

上翻斗（图1中4）只有在下述情况下作调整：

上翻斗呈现滴流而不翻转时，应将翻转倾角稍调小些.（即定位螺钉（图1中14）向内旋转）或者在小降水强度（约0.5毫米/分钟）以下时，上翻斗（图1中4）翻动（20-30）次，计量翻斗（图1中12）也是翻转20-30次，即总是同步翻转，而不呈现岔开现象.

2.4.1.6.装置、使用、维护

装置

1）传感器在装置观测场内，底盘用三个螺钉固定在混凝土底座或木桩上（见图二装置图），先把调节水平螺钉（图1中8）将仪器调整到水平位置见（图1中7），水泡在中心圆圈内，在逐步拧紧螺栓上螺帽，并反复调整水平泡，但不能用力太年夜，以防底盘脚断裂.要求装置牢固，电缆可架空或地下敷设.

2）注意呵护仪器：

防止碰撞，特别是器口不得变形，坚持器身稳定、器口水平.每年可用游标卡尺和水平尺检测，无人驻守的雨量站，应对仪器采用特殊的平安防护办法.

3）仪器使用过程中，需根据本地实际情况按期清淤（泥沙、灰尘、树叶、昆虫及其异杂物），检查和疏通水道，可将承水器下清洗拆下螺帽拧松（图1中5）、将网罩（图1中2）取下清洗，再檫拭承水器坏口及内概况，保证出水疏通.

4）翻斗部件的承水小房如有泥沙，应用清水清洗干净，手指切勿触摸上翻斗（图1中4）和计量翻斗（图1中12）小房内壁，以防油污，影响翻斗的计量精度.

5）翻斗部件翻转过程如有阻塞感，应用清水清洗翻斗轴两端轴颈和宝石轴承的孔，特别是多风沙测站更应注意.如清洗不见效，可能是轴承付使用日久，宝石轴承磨损，或破裂所致，可用年夜头针沿轴承内孔概况触划，如有阻塞感，即是宝石磨损，应更新轴承部件.如是翻斗轴损坏，则应更换翻斗轴.

6）宝石轴承切勿加油，以免吸尘，因灰尘（含有氧化铝、碳化矽成分）硬度很高，磨削力很强，犹如研磨剂，可使轴承付工作概况磨损，磨擦力距增年夜，招致过早损坏.

图31

图32

2.4.2.DSC3称重雨量传感器（串口传输模式仅限DZZ6收集器）

2.4.2.1.概述

目前我国气象部份对固态降水，以人工观测为主，存在时效性差、时空密度缺乏等诸多弊端，不能全面、连续反映降雪过程的变动情况.DSC3型称重式降水传感器是实现降水自动化观测的智能传感器，该仪器既可以作为独自的传感器，以输出脉冲信号形式无缝挂接在现有自动气象站上，同时又输出RS232/485数字信号，可以同其它数字或总线系统及终端组网使用.该仪器实现了观测资料连续化，减少台站观测人员的工作量，进一步提高观测质量和观测效率，能够为专业部份和公众提供更多有价值的气象信息和观测产物.

DSC3型称重式降水传感器可用于装备空中气象观测网，承当降水量观测任务的自动化气象观测设备.该仪器具有较高运行可靠性，能到达以后先进的固体降水自动化观测水平，为夏季降水量预报和服务提供高质量的观测资料.

DSC3型称重式降水传感器主要有以下特点：

♦精确丈量——具有年夜容量、高稳定的电阻应变式载荷元件结合软件算法，对进入到收集容器中的降水提供准确丈量.由于整个收集容器被称重，因此，任何类型积累在收集容器内的降水将被记录.

♦降水发生的准确探测——独占的降水发生探测器（以下简称OPD），通过使用光学传感器对降水的发生进行探测，任何可能由于温度、或者刮风引起的瞬间振动所发生的虚假读数将被排除.

♦数据输出——数据输出脉冲仿效一个翻斗式雨量计翻斗的输出，每次一个脉冲相当于一个.脉冲在每分钟的末尾输出.

♦低维护——DSC3型称重式降水传感器每年入冬前进行一次维护，夏季和秋季多雨季可能会做到两到三次的维护（根据分歧地域的降水量维护次数有所分歧），维护工作只要求当收集的降水到达一定的量，就将收集容器内的液体排空，然后加入适量的蒸发抑制油，夏季需另加相应的防冻液，其余基本无需维护.防冻液和蒸发抑制油只在清空时才需添加.

♦电源——DSC3型称重式降水传感器需要用户提供一个12V的直流电源，也可以采纳蓄电池与太阳能电池板供电.

2.4.2.2.系统构成

DSC3型称重式降水传感器是由载荷元件、数据处置单位、OPD和外围组件组成，其结构框图如图所示：

DSC3型称重式降水传感器结构框图

DSC3型称重式降水传感器实物图及各部件名称如图所示：

DSC3型称重式降水传感器整体外观图

DSC3型称重式降水传感器内部实物图及各部件名称如图3所示：

DSC3型称重式降水传感器内部实物图

2.4.2.3.主要参数

承水口直径：

；

容量（包括防冻液、抑制蒸发油）：

400mm；

0.1mm；

0.4mm（≤10mm）；

4%（＞10mm）；

数据输出：

脉冲（通断信号）、RS232（9600，N，8，1）；

工作温度：

－50℃～＋60℃；

贮存温度：

－50℃～＋80℃；

φ1050mm×

1500mm；

9V～15V；

电流：

12V供电时≤75mA.

环境适应性

相对湿度：

0%～100%；

年夜气压力：

450hPa～1060hPa；

降水强度：

≤10mm/min；

抗风能力：

≤75m/s；

2.4.2.4.结构原理

载荷元件是DSC3型称重式降水传感器的核心元件，通过对重量变动的快速响应丈量降水.

载荷元件基于电阻应变技术：

敏感梁在外力作用下发生弹性变形，使粘贴在它概况的电阻应变片也随同发生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变动，再经相应的丈量电路把这一电阻变动转换为电信号，进而获得重量.如图4所示为其实物图：

载荷元件实物图

数据处置单位由中央处置器、时钟电路、数据存储器、接口、控制电路等部份构成，装置在底盘之上.其主要功能是将载荷元件测得的收集容器中降水重量的电信号数值传到运算器中，运算器经过计算转化成以毫米单位的降水.再通过存储的校准常数、温度系数等一些参数计算出雨量值.并实现质量控制、记录存储，实现数据通信和传输.处置单位具有数据存储功能，数据存储使用仓库式存储器结构.存储的数据量很多于30天.

处置单位既满足现行气象观测业务要求，能够输出脉冲量，接入现有自动气象站；

又符合智能气象传感器的发展趋势，能够输出数字信号，接入新型自动气象站.因此，DSC3型称重式降水传感器同时具有RS232和RS485通讯接口和脉冲输出接口（1个脉冲相当于0.1mm）.

OPD与DSC3型称重式降水传感器接口连接，OPD被支架架在收集容器的上端，与收集容器桶口坚持合理的无接触.当收集容器需要清理时，OPD与支架一端有轴向旋转设计，只需将OPD的另一端两个螺丝卸下，就可以抬起OPD，取出收集容器.

OPD利用红外线光束探测，在OPD圈相对的两端一端为接收端，一端为发射端，其一真个两个遮阳管中间有一个发光二极管的为发射端.OPD探测通过红外线光束的颗粒，当有颗粒连续通过红外线光束并通过智能识别与判断后，OPD判断是否有降水发生，在OPD判断有降水发生的过程中，DSC3型称重式降水传感器丈量的重量通过脉冲或RS232/485方式输出降水量.

降水发生探测器实物图

2.5.气压传感器

2.5.1.PTB330型气压传感器

2.5.1.1.概述

电器连接：

PTB330气压传感器电器连接使用9芯母subD插头（如图22），实现RS-232/485信号输出，其接线方式见表3.

图33PTB220气压传感器9芯母插头

表3RS-232/485串行/模拟信号输出接口针脚分配

针脚

颜色

串行信号

模拟信号+RS232

RS-232（EIA-232）

RS-485（EIA-485）

1

红

2

白

TX

3

黑

RX

4

黄

外部电源开/关控制

5

棕

RS-323地

信号接地

6

绿

LO

自动

7

蓝

电源接地

GND供电

8

灰

HI

AGND

9

橙

电源电压（10VDC～30VDC）

供电

2.5.1.2.维护

PTB330气压传感器装置在收集器机箱内，通过静压压力连通管与外界年夜气相通.压力部件必需防备雨水进入压力连通管，从而在压力丈量时引起误差.

2.6.温度传感器

2.6.1.WZP1型温度传感器

WZP1温度传感器是用来精确丈量温度的传感器，传感器的精度和稳定性依赖于Pt100铂电阻元件的特性及精度级别.传感器配有5m、10m的屏蔽电缆.

2.6.1.1.工作原理

气温传感器丈量原理是铂导体电阻值随温度升高而增加的特性，具体丈量方法如下：

测V1、V2值即可求得Rt:

Rt=R0*V1/V2

铂电阻计算公式：

Rt=R0*（1+At+Bt2）

换算出温度计算公式：

T=A+B*Rt+C*Rt2

A、B、C为常数.T为温度（℃），R0为标准电阻值100Ω.

2.6.1.2.技术指标

允许范围：

℃

Ω/℃

2.7.DHC1型湿度传感器

2.7.1.概述

本传感器湿度丈量采纳ROTRONICAG公司最新生产的电容式湿度探头，同时可选配PT100铂电阻用于温度丈量，具有集成度高、微功耗、智能化、高可靠、易维护等特点，除可为现有自动气象站配套外，也可独自作为温度、湿度丈量配套传感器，广泛应用于各类对环境、温度、湿度丈量数据要求较高的部份使用.

温度、湿度可分开进行检定，湿度传感器配备专用插头和校准软件可对其进行校正，有效的保证您在使用期内到达精度要求，把持非常方便.

2.7.2.技术指标

尺寸（毫米）

工作温度-40℃～60℃

存储温度-40℃～80℃

供电12VDC

温度：

a）分辨力0.1℃

b）丈量范围-50℃～60℃

湿度：

a）分辨力1%RH

b）丈量范围（0～100）%RH

c）对应模拟输出（0～100）%RH对应于（0～1）V

d）最年夜允许误差±

3%RH（0～90）%RH

5%RH（90～100）%RH

2.7.3.结构组成及工作原理

2.7.3.1.结构组成

（4）

（1）（4）（可选项）

（3）

（2）

传感器由

（1）连接电缆

（2）壳体（3）湿度探头（4）温度探头组成.

Pt100铂电阻封装在一直径为4mm的不锈钢管内，直接装在传感器的壳体上，湿度探头经一专用插头连接在壳体上；

壳体内部装有电压转换电路和过渡连接电路板.湿度探头可拔下后配一专用插头和校准软件对其进行校正（专用插头、校准软件可根据用户要求选配）.

2.7.3.2.工作原理

温度传感器采纳四线制PT100铂电阻作为敏感器件.PT100的