自动气象站（AWS）萌新指南

我们将介绍构成AWS的组成，从数据采集器到传感器再到软件。AWS是气象监测系统，旨在持续监测和记录环境状况，如土壤、地表水或大气数据等。AWS配备了多种传感器，能够提供准确、实时的数据，支持农业、道路天气、环境研究、恶劣天气监测和航空等多种应用。AWS解决方案通过自动化数据收集和传输，提供可靠的全天候的监测，帮助用户主动应对变化的环境。

1. 大多数AWS配置包含关键组成部分，例如：

一.       传感器—从空气温度和通量到降水和能见度，Campbell Scientific提供多种坚固可靠的传感器，适用于生态环境、基础设施和可再生能源应用。

二.       数据采集器—数据采集器是整个AWS系统的“大脑"，负责收集传感器的测量数据。

三.       电源—电力对于持续运行气象站至关重要。功耗因传感器选择、AWS选址和位置以及其他因素而有很大差异。

四.       通信/遥测设备—无论您是手动从数据采集器采集数据，还是通过蜂窝网络、以太网、无线电、Wi-Fi甚至卫星通信，考虑数据接收方式都是AWS设计的重要因素。

五.       辅助设备—选择合适的三脚架、塔架、十字臂和外壳，有助于确保仪表的稳定和保护。正确的安装方法也是确保测量准确的关键。

六.       软件—你使用软件进行数据采集编程、数据管理和可视化，以提供可用于决策的洞见。Campbell Scientific拥有LoggerNet等多种软件选项。

2. 传感器的选择

用户可以根据自身需求添加多种类型的传感器到监测系统，下面介绍一些环境监测中常用的传感器：

·       空气温度传感器—通常被视为自动气象站的核心部件，气温测量是其他传感器准确监测的基础。空气温度传感器都建议使用兼容的太阳辐射防护罩。

·       空气温度和相对湿度（RH）传感器—这些传感器通过将两种测量数据整合在一个设备中，提供空间和成本效益。我们建议在这些传感器上使用兼容的太阳辐射防护罩。

·       气压传感器—这些传感器能高精度测量大气压力，有助于监测气象、安全和环境监测相关的变化。气压传感器应安装在通风箱内以防止损坏。

·       降水传感器—多种设计，大多数用于测量降水（雨），加热型号也能检测固态（雪）。

·       土壤湿度传感器—这些传感器用于测量土壤的体积含水量（VWC），有些还能提供土壤温度和电导率读数。安装要求可能有所不同;坚硬或岩石土壤可能需要专用工具。

·       太阳辐射传感器—市面上有多种太阳辐射传感器，每种都有不同的光谱范围和ISO分类。考虑使用带有太阳辐射传感器的安装架。

·       风速传感器—用于测量风速、风向或两者兼有。选择风力传感器时，要考虑环境条件和测量精度。

3.  数据采集器：AWS的“大脑"

任何AWS或数据采集系统的核心都是数据采集器，它是使整个系统能够持续收集、处理和管理连接传感器数据的关键部分。如今的数据采集器高度灵活且可编程。它们可以定制以处理复杂任务，比如根据特定条件触发警报等功能。

选择合适的数据采集器，可以让你的系统捕捉准确可靠的数据;并且在你的应用和环境的特定需求下，持续稳定地表现。在选择数据采集器时，考虑以下因素有助于找到（最）适配的设备：

·  输入—确定数据采集器能支持多少传感器以及类型（模拟、数字等）

·  扫描速率—定义数据采集器采样数据的速度和频率

·  工作温度范围—规定数据采集器在户外和(极)端条件下能够可靠工作的温度限制

·   通信端口—支持各种传输方式如：RS-232、RS-485、SDI-12、CS I/O、USB、以太网

·   功率需求—表示维持数据采集器所需的电压

·   数据采集器存储容量—因型号而异，一些数据采集器支持外部存储器，用于定期卸载数据以防止丢失

·   灵活性与未来适应性—面向未来的数据采集器，支持各种厂家及各种类型传感器的数据导入，并可选择使用不同的通信协议等

4. 软件与数据管理应用

收集气象数据除了气象传感器安装，还需要用于根据自身的需求进行软件编程数据采集器，使其能够在固定时间间隔收集传感器数据，并通过通信硬件传输数据。它对于数据可视化、设置警报和管理系统至关重要。