低功耗传感器

低功耗智能气象监测系统技术参数按照气象装备要求，智能气象监测系统应能实现风向、风速、气温、湿度、气压、雨量等基本气象要素的观测，并能根据需要扩展地温、辐射等其他气象要素的观测。因此，智能气象监测系统总体设计思路是首先必须在功能上满足观测需求，然后从便携站的应用场景人手，通过解决多个关键技术来达到便携、易架设、低功耗、多种通信方式的要求。首先对智能气象监测系统的总体逻辑结构进行了设计。在逻辑结构中，数据采集器是智能气象监测系统的核心，它由处理器、时钟电路、数据存储器、接口、控制电路等部分构成，实现了对传感器数据的采集、处理、数据质量控制、存储，并提供RS一232智能气象监测系统逻辑结构框图口完成数据传输。采集器提供传感器接口，用于接入符合地面气象观测规范要求的气温、湿度、风、雨量、气压等气象要素传感器，整机观测性能符合气象业务观测要求。[img=智能气象监测系统,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205100905342927_8650_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]为了达到便携性的目的，气象站从结构、材料、包装等多方面进行了设计。1、紧凑型结构设计。智能气象监测系统采用电源系统与采集系统、通信系统一体式机箱结构设计。机箱中配置了1节容量为20Ah／12V的锂电池，电源系统选配接人一块10w太阳能板，在户外使用时还可以选配车载电源作为电源系统的补给。为了方便携带和安装，选用螺旋桨式一体风传感器。三角支架和风杆采用一体化可伸缩结构设计，风杆和三脚架的长度均小于160cm，但高可以观测300em高度的风向和风速，有效减小包装携带的、体积。2、选用轻质材料。智能气象监测系统的机箱采用耐老化的塑料材质取代传统的铸铁、铸铝及不锈钢材料，有效减轻了采集箱的重量。支架等结构件均采用铝合金材料，并通过计算在满足强度要求的前提下，减小厚度和尺寸。蓄电池选取高能量密度的锂电池，与传统的铅酸电池相比，相同重量可以获得更多电量。按6要素配置的智能气象监测系统总重量可小于40kg。智能气象监测系统不仅在测量性能方面满足气象业务观测需求，同时通过便携性设计、易架设性设计、低功耗设计和多种通信方式的设计，具有体积小、重量轻、架设方便、功耗低、通信方式灵活等特点，更适合于各种移动应用和应急应用场合，也可以作为常规自动气象站的应急备份。[img=智能气象监测系统,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205100906273375_9115_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]智能气象监测系统的目的是用于移动应急气象观测，与常规自动气象站相比，所使用的数据采集系统应与常规自动气象站系统具有相同功能，可以进行数据采集、计算、质量控制、存储、传输，观测性能应能达到地面气象观测规范的要求，观测数据可以接人地面气象观测系统业务软件。同时，智能气象监测系统在设备重量、尺寸、安装建设时间、设备功耗、支持的通信方式等结构和功能需求上，更具有应急气象观测的特点，主要表现在以下四个方面：1、便携性是智能气象监测系统显著的特点。便携站应配置专用的便携式包装箱，具有重量轻、尺寸小、便于携带、方便运输和人工背负等特点。一般来说，按6要素配置的整套设备尺寸不应超过160cm，总重量应不超过40kg，设备包装的总数量应不超过4个，单个包装应不超过15kg，在开展应急气象观测时方便单人携带。2、易架设性。便携气象站甩于移动气象观测或应急气象观测，所以要求在现场容易架设和调整，过程中必须使用的工具要尽可能少，无需专用工具；连接电缆、接线工作要少。通过简单培训后，单个工作人员可在20min内完成架设，开始气象观测。3、低功耗。便携气象站用于移动气象观测或应急气象观测，不能保证稳定的供电条件，通常只能采用蓄电池供电，或者采用太阳能、车载等备用供电方式，因此整套自动气象站系统必须具有非常低的功耗，可以在只使用20Ah蓄电池供电时，正常工作至少1周时间。4、多种通信方式。根据不同的应用场景，应能提供不同的通信方式，如本地通信、GPRS通信、CDMA1X、ZigBee等；在公用移动通信网络不能提供服务时，应能支持卫星通信。

低功耗运行太阳能气象站对于太阳能光伏发电系统或太阳能应用研究来说，精确的测量是重要的。太阳能光伏发电需要监测的指标除了太阳辐射之外，还包括许多产生影响的环境因素，例如，系统的基本供应量，环境温度、组件温度、风速、风向、光的成分，以及其他对光能转换产品影响的气象参数。为了保证光伏电站的正常运行以及数据分析，通常需要配备太阳能气象站来监测光照度强度、周边环境温度、光伏组件温度等指标。气象站可以连接到监测系统上，由监测系统对气象站的数据进行显示、记录及分析。[img=太阳能气象站,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209080916553061_8700_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]目前国内的太阳能气象站目前监测的参数一般有环境温度、组件温度、风速、风向及辐射强度。气象站主要由主采集箱、太阳总辐射采集器、风速风向采集器、室外环境温度传感器、表面温度传感器、总辐射传感器、风速传感器、风向传感器、485通讯、风杆、风横臂、传感器横臂等部件。可参考TWS-4B型太阳能气象站技术标准。另外，在追日型光伏发电系统中，光伏发电系统可分为单轴和双轴追日两种方式。[img=太阳能气象站,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209080917209034_3165_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]