一．系统介绍 .................................................................................................................................. 3 1.1 系统结构与原理 ...................................................................................................................... 3
1.1.1结构设计 .......................................................................................................................... 3 1.1.2嵌入式系统技术 .............................................................................................................. 4 1.1.3外部总线技术 .................................................................................................................. 4 1.2 数据采集器 .............................................................................................................................. 5
1.2.1 主采集器 ......................................................................................................................... 5 1.2.2 温湿度分采集器 ............................................................................................................. 6 1.2.3 地温分采集器 ................................................................................................................. 7 1.3 传感器简介 .............................................................................................................................. 8
1.3.1 温度，温湿度传感器 ..................................................................................................... 8 1.3.2 雨量传感器 ..................................................................................................................... 8 1.3.3 风传感器 ......................................................................................................................... 9 1.3.4 气压传感器 ................................................................................................................... 10 1.3.5 蒸发传感器 ................................................................................................................... 10 1.3.6 传感器日常维护 ........................................................................................................... 11 1.4 通讯系统 ................................................................................................................................ 12 1.5 供电系统 ................................................................................................................................ 12 二．设备安装 ................................................................................................................................ 14 2.1 风杆的安装 ............................................................................................................................ 14 2.2 百叶箱与温湿度传感器的安装............................................................................................. 15 2.3 雨量筒的安装 ........................................................................................................................ 16 2.4 地温传感器的安装 ................................................................................................................ 16
2.4.1 浅层地温的安装 ........................................................................................................... 16 2.4.2 深层地温的安装 ........................................................................................................... 17 2.5 蒸发传感器的安装 ................................................................................................................ 20 2.6 机箱及气压传感器的安装 .................................................................................................... 21 三．软件安装及调试 .................................................................................................................... 22 3.1 采集器的调试 ........................................................................................................................ 22
3.1.1 调试前的准备 ............................................................................................................... 22 3.1.2 获取各采集器实时采样数据 ....................................................................................... 23 3.1.3 设置辐射灵敏度系数 ................................................................................................... 24 3.1.4 设置或读取各传感器状态 ........................................................................................... 24 3.2 OSSMO2010软件安装，卸载，参数设置 ............................................................................. 25
3.2.1 软件安装 ....................................................................................................................... 25 3.2.2 软件卸载 ....................................................................................................................... 26 3.2.3 参数配置 ....................................................................................................................... 27 四、注意事项 ................................................................................................................................ 29 4.1采集系统运行状态指示灯 ..................................................................................................... 29
4.1.1、主采集状态指示灯说明 ............................................................................................. 29 4.1.2、分采集器状态指示灯说明 ......................................................................................... 29 4.2 采集器程序更新方法 ............................................................................................................ 30
4.2.1 主采集器的程序下载与更新 ....................................................................................... 30 4.2.2 分采集器的程序下载与更新 ....................................................................................... 30
4.3采集器程序版本号的查看 ..................................................................................................... 31
4.3.1主采集器HY3000版本号查看 .................................................................................... 31 4.3.2 查看分采集器版本号 ................................................................................................... 32 五、常见问题分析 ........................................................................................................................ 33 5.1如果系统不能开机怎么办？ ................................................................................................. 33 5.2如果系统能开机但 OSSMO2010监控软件无数据显示怎么办？......................................... 33 5.3如果风向风速数据无怎么办？.............................................................................................. 33 5.3如果湿度数据无或数据不准确怎么办？.............................................................................. 33 5.4如果地温数据异常怎么办？ ................................................................................................. 34 5.5如果气压数据无或偏移怎么办？.......................................................................................... 34 5.6如何排除温度传感器故障？ ................................................................................................. 34 5.7如果没有蒸发数据或偏移怎么办？...................................................................................... 35 六 、附件 ...................................................................................................................................... 36 6.1主采集器常用调试命令 ......................................................................................................... 36
6.1.1 设置或读取数据采集器的通讯参数（SETCOM） ................................................. 36 6.1.2 设置或读取数据采集器日期（DATE） .................................................................... 36 6.1.3 设置或读取数据采集器时间（TIME） .................................................................... 37 6.1.4 设置或读翻斗雨量传感器的配置参数（SENCO） ................................................. 37 6.1.5 系统中分采集器配置DAUSET ................................................................................. 37 6.1.6 GPS模块配置GPSSET ............................................................................................... 38 6.1.7 CF卡模块配置CFSET ............................................................................................... 38 6.1.8 读取主采集器工作状态STATMAIN ......................................................................... 38 6.1.9 读取传感器工作状态STATSENSOR ........................................................................ 40 6.1.10 下载分钟常规观测数据（DMGD） ........................................................................ 40 6.1.11 下载小时常规观测数据（DHGD） ......................................................................... 42 6.2 传感器标识符 ........................................................................................................................ 44 6.3 分采集器调试命令 ................................................................................................................ 46
6.3.1气候分采集器调试方法 ................................................................................................ 46 6.3.2 辐射分采集器调试方法 ............................................................................................... 46 6.3.3 地温分采集器调试方法 ............................................................................................... 47 6.4 观测场布局图及机箱内参考照片......................................................................................... 48 6.5 服务与技术支持 .................................................................................................................... 50
一．系统介绍
1.1 系统结构与原理
新型自动气象站是按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路，做到各部件或模块互换的自适应，形成统一型号的第二代自动气象站。
在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术，即：嵌入式系统技术和外部现场总线技术。
1.1.1结构设计
整套系统按照“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计。新型自动气象站所采用的“主/分采集器”结构方式，是充分考虑到了能够实现全要素、综合观测的能力，同时具备高性能、多功能的数据处理能力，以及任意扩展的能力。
新型自动气象站的硬件部分包括：采集器（1个主采集器和若干个分采集器）、外部总线、传感器、外围设备四部分
新型自动气象站的软件部分包括：嵌入式系统软件和业务应用软件两部分。嵌入式系统软件承担嵌入式系统的运行管理，各外部设备的运行管理。嵌入式系统软件使用Linux 2.6.1为内核的Linux操作系统管理软件。业务应用软件专门用于自动站数据采集、处理的操作管理。
新型自动气象站结构框图
1.1.2嵌入式系统技术
嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心处理器，嵌入操作系统，配置相关的外围组件，构成单板电脑系统。
其特点是：功能比较齐全，基本上具备标准电脑的全部功能，所构成的系统又称单板电脑。Linux操作系统是开源的可以从网络上找到；WindowCE在使用时是需要付版权费用的。
外围部件配置基本上按照标准电脑的部件配置，包括： Flash存储器、RAM存储器、CF卡（或SD卡）存储器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。
1.1.3外部总线技术
外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元，并完成数据传输、通讯处理功能。
目前在实际应用中外部总线的方式有很多种，使用最多的是RS485方式和CAN总线方式，另外应用比较多的还有SDI-12方式。
要想外部总线的结构简单、而且数据传输可靠，基本上都是采用差分信号方式传输，所以数据传输只需要两根线。RS485和CAN总线都是采用两根线进行数据传输。因为是传输差分信号，所以采用双绞线跟有利于提高信号传输的可靠性。
所有的设备都挂接在一条通讯线上，因此必须要有一个通讯控制协议，才能够确保数据通讯的稳定可靠
CAN总线方式与RS485最大的区别在于，其具有硬件控制机制，由硬件控制器实现在发送数据时出现的冲突管理，确保数据传输的可靠性。
CAN总线的方式特点，电路运行可靠，有专用的控制协议。缺点实现起来相对比较复杂。
新型站主采分采间选用CAN总线方式通讯。
CAN总线的电气连接结构图
1.2 数据采集器
1.2.1 主采集器
新型自动气象站的主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理处理全部主采集器负责完成。
主采集器的处理器采用目前先进的ARM9架构的32位CPU，型号Atmel9263。另外配加其他外部电路，包括：SDRAM、CF卡控器、以太网控制器、IDE控制器、USB控制器、CAN总线控制器、串口以及扩展串口控制器等，其构成核心处理单元。
加载Linux操作系统、文件处理系统，同时配接各种外部设备接口，包括：CF存储卡、RJ45网络端口、USB端口、大容量Flash存储器、多个RS232串口等。使主采集器的核心处理单元成为一个功能强大单板电脑，因而大大提高了主采集器对数据处理的能力，从而可以满足各种复杂气象探测系统的数据处理要求。
同时在主采集器内部还增加了一个对常规气象要素进行数据探测的数据采集单元。在主采集器的气象要素数据采集单元中，可以完成对10米的风速、风向、空气温度、相对湿度、降水（0.1mm的翻斗式雨量）、气压、蒸发、总辐射以及能见度气象要素的观测数据采集。从而进一步扩展了主采集器的功能，可以使主采集器能够独立成为一个高性能的气象数据采集器，构建基本的气象探测系统。
雨量1格雷码风向格雷码风速雨量2fGPS授时串口称重降水串口终端通讯串口现场调试计算机C1 G+5V D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 G +5V C2 G S1 G+5V Rx Tx GRx Tx G风向称重降水雨量风速机箱门GPS授时 Rx Tx G终端通讯RS-232 端口CAWS3000主采集器CF卡RJ45 温度* + - R 湿度* + - R 辐射* + - R 蒸发* + - R 能见度Rx Tx G 气压12V Rx Tx G CAN12V H L G ExtDC BATT12V G12V G温度V湿度mVmA总辐射蒸发串口能见度串口气压+12VDC主采集器系统结构图