文解析-自动气象站

气象数据采集系统就是自动气象站，通常是由个以微型计算机为核心的定数据采集器作为中心，将各种输出信号的气象要素传感器以有线或者无线的方式连接到数据采集器上，由数据采集器行数据采集和转换处理以及气象信息的传输

内外研究现状

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随着多种电测气象传感器的定型，各种自动气象站、气候站、气象数据采集处理系统、电子气象仪等得到了发展。产自动气象观测系统已形成了有线、无线和网传输的主要模式；能够自动储存个月以上正点数据的自动气候站也己研制成；卫星数据中继传输的研究作已经取得了展。目前，我可以在大多数气象台站普及自动气象观测系统，同时在条件艰苦、人类难于生存的地区布放无人自动气象站或气候站，并实现卫星数据传输。自动气象观测在内已基本成熟。

但在自动气象站关键—气象数据采集系统的研究方面，我的研究作远远落后于外发达家。数据采集系统作为自动气象站的核心，其主要能是数据采样、数据处理、数据存储及数据传输，它的测量度、稳定性、可靠性和灵活性直接决定着整机性能。随着科的步，数据采集系统的数据采集分朝着强实时、多参数、度方向发展;数据存储分朝着大容量、微型化、便携式方向发展;数据传输朝着多通讯方式(有线、无线)、远距离数据传输方向发展。

外的气象采集系统早在七、八十年代己投入，九十年代都己实现产品的更新换代。美Handar公司、Campbell Scientific公司、芬兰Vailasa公司、澳大利亚Data Electronics公司出品的数据采集系统都具有十分优异的性能：系统具有强大的灵活性和重配置性；系统多采用串行总线，输出接口能多样化；系统具有软件配置能，使系统的实时性和微机使用效率得到很大改善；系统具有大存贮容量；系统多配置常用的参数运算程序以及采用线性和多项式逼近等方式行线性订正或程量转换，从而简化程序的编制：系统具有较强的自校能、自诊断能。

从上纪四十年代中期至今，伴随着计算机、电子信息的迅速发展，人类在科上有了长足的步，许多家在气象域早己实现了现代化的改。以美和加拿大为例，从70年代末、80年代初开始建立非联邦自动气象站(AWS)和自动气象站网以来，其数量发展迅速(已拥有831个固定站和150多个非固定站)，资料应用广泛(农业、公众服务等)。在数据采集方面，业己实现了气象数据的实时化和网络化传输，为民经济的发展和各个业务的决策提供了十分有用和广泛的帮助。

目前内己有天津气象仪器厂、江苏无线电研究所、中气象局气科院等几家单位开始研制自动气象观测系统，且有分系统投入试运行。但是作为个模块化、可灵活组态的数据采集系统还未见产品。在内现有的自动气象观测系统中，大分都使用外的数据采集系统，例如：北京华公司产的CAWS600系列自动气象站和长春气象仪器研究所产的气象观测系统都使用澳大利亚Data Electronics公司产DataTaker系列采集器；北京维天信公司的XYZ06型地面遥测气象仪使用芬兰Vaisala公司MILOS520数据采集器。也有些观测系统使用自制的数据采集器，但这些采集系统能相对单，缺乏灵活性和重配置性，只能满足定场合的数据采集要求

方案

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气象数据采集与处理系统就是自动气象站，通常是由个以微型计算机为核心的定数据采集器作为中心，将各种输出信号的气象要素传感器以有线或者无线的方式连接到数据采集器上，由数据采集器行数据采集和转换处理以及气象信息的传输。自动气象站般也可分为硬件和软件两分构成，硬件分包含计算机、数据通信接口、气象要素传感器、气象数据采集接口模块、电源转换模块等，软件分包括数据采集与处理软件和数据网络传输软件等。
　　自动气象站有以下点：

(1)可应用于人气象站，用来获取普通观测时间以外的气象数据，保证了气象数据在时间上的整性；
　　(2)可应用于人气象站无法入的监测区域，保证了气象数据在地域上的整性；
　　(3)利用计算机及嵌入式行气象数据的采集、处理和存储，保证了气象数据的性和可靠性；
　　(4)利用智能电子通信行气象数据的传输，保证了气象数据的实时性。

气象数据采集与处理系统遵循RTOS(实时操作系统)的思想和原则，要求可靠性，时效性和可维护性

系统总体说明

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本数据采集系统主要由前端模拟采集电路、主控制电路、数据传输接口电路和数据存储电路以及其他辅助电路组成。

　　前端模拟采集电路由采集通道电路、可控增益电路和A/D转换电路组成。它成对输入信号行的通道选择、放大、增益控制、A/D变换等能。A/D转换的数据通过SPI接口送到中央处理单元。然后把数据存储到CF存储卡中。

主控制电路由ARM微处理器及其外围电路组成，是控制器的核心分，包括片Atemel公司的AT91 M55800器件。它成了整个系统的控制和数据传输、处理务。
　　数据传输接口电路由RS-232串口通信，USB2.0通信和l OM以太网通信接口构成。它们分别由主控制电路的ARM微处理器来控制，实现数据的传输。

数据存储电路由CF卡来实现气象数据的存储，CF卡采用支持DE的接口方式，大小采用64M。可以实现对大批量数据的存储。
　　其它辅助电路包括JTAG调试电路，FLASH程序存储电路，SRAM数据存储电路等构成。