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便携式自动气象站
便携式自动气象站
背景
便携式自动气象站是一款便于携带、使用方便、测量精度高，集成多项气象要素的可移动观测的现场自动气象站，用于对风向、风速、气温、相对湿度、气压、雨量或太阳辐射等多个气象要素进行全天候现场监测，广泛应用于气象、环保、机场、农林、水文、军事和科学研究等领域，如：野外短期科学探测、突发事件（如火灾、洪涝灾害、有毒气体扩散）的应急响应、临时气象观测点、科研教学和森林火险气象指标监测等范畴，提供实时气象数据。
系统介绍
便携式自动气象站由气象传感器、电源系统、野外防护箱、不锈钢支架、短距离无线传输模块和终端软件等部分构成。其中，气象传感器选用德国LUFFT WS系列气象传感器，可测量大气温度、湿度、风速、风向、大气压力、太阳辐射或降水量。无线传输模块采用RS485串口转Wifi服务器。终端软件采用LUFFT自己开发的安卓版APP读取、显示和存储数据。
【功能特点】
便携式结构设计，传感器采用一体化设计理念，无需安装拆卸工作，开箱即可测量，高度集成、体积小巧、携带方便，便于现场应急性气象服务，可以有效的保证数据的及时性、准确性。
低功耗，绿色节能设计，内部采用节能模式设计，若用太阳能电池板供电方式，可保证在无电地区长期使用，也可采用市电或汽车电源等方式供电。
外部采用抗恶劣环境结构设计，在恶劣的天气条件下不影响仪器的使用效率，可以在雷雨、风雪环境中持续不间断工作。
无线传输模式，节省空间，直接连接手机APP读取、存储数据，数据显示支持表格和图形显示。
各观测气象要素可根据用户实际需求选配不同WS型号，可定制五要素、六要素、七要素等自动气象站。
观测支架有三脚式和车载式两种，采用不锈钢材料制造，表面光亮处理在腐蚀气候环境下防止生锈。
LUFFT WS气象传感器内置电子罗盘，可以计算出真风向，在已知安装地点磁偏角的情况下，在现场无需再次对准正北，极大地降低了数据采集的操作难度。
LUFFT WS气象传感器温湿度有强制通风装置，可以快速、准确地测量温湿度。
LUFFT WS气象传感器具备测风质量通道和风速的标准偏差，可以用来评估风速风向测量结果的可靠性。
LUFFT WS气象传感器使用超声波测量风速风向，没有活动部件，免维护。超声波带加热功能，但在电池供电情况下不加热。如需确保在恶劣天气地区可靠工作，小型配电箱提供点烟器外接电缆，通过车载点烟器插座为自动气象站提供加热电源。
系统可以提供露点温度、风寒温度、湿球温度、比焓、空气密度等重要气象参数。
LUFFT WS气象传感器可通过配置软件，对温度、湿度、气压进行偏移量设置，实现对这些物理量的标定；可通过二次校准软件，在风洞中对风速风向进行标定。
系统防水等级：IP66
气象传感器性能指标
下表以Lufft WS500-UMB为例，列出其指标参数。WS500-UMB取得国内CNAS检测报告也说明其具有可靠、稳定的性能。
技术 参数 | 规格 | 直径150mm 高度287mm |
重量 | 小于等于1.2Kg | |
接口 | RS485, 双线连接方式，半双工 | |
电源 | 4-32VDC | |
工作温度 | -50…60°C | |
工作湿度 | 0…100%RH | |
加热功率 | 典型的20VA @24VDC，支持12VDC | |
温度 | 原理 | NTC负温度系数热敏电阻 |
测量范围 | -50…60 °C | |
单位 | °C; °F | |
精度 | ±0.2 °C (-20…50 °C)，其他 ±0.5 °C (>-30 °C) | |
相对 湿度 | 原理 | 电容式 |
测量范围 | 0…100 % RH | |
单位 | % RH; g/m³; g/kg | |
精度 | ±2 % RH | |
气压 | 原理 | MEMS电容式 |
测量范围 | 300…1200 hPa | |
单位 | hPa | |
精度 | ±0.5hPa (0 … +40°C) | |
风向 | 原理 | 超声波 |
测量范围 | 0 – 359.9° | |
单位 | ° | |
精度 | 均方根误差< 3 °（>1.0 m/s） | |
风速 | 原理 | 超声波 |
测量范围 | 0…75m/s | |
单位 | m/s; km/h; mph; kts | |
精度 | 测量值±0.3 m/s 或3% (0~35 m/s) ， ±5% (>35m/s)RMS |
系统安装
便携式自动气象站（以WS500-UMB为例）采用2米可拆卸式折叠不锈钢支架，支架展开后可以用地钉固定在泥土地面上防止大风或外力误触碰导致倾倒。安装在立柱顶部的LUFFT WS500-UMB一体化气象传感器通过导线从小型配电箱中的电池取电，并通过配电箱中的RS485转WIFI模块，和普通安卓智能手机建立通讯连接。
用户可以在车辆中，使用App软件（Lufft UMB Config Tool.NET for Android）就可以直接读取气象数据，并保存在手机的指定目录下，用户可以通过PC平台的手机管理软件，将历史数据从手机中导出，并在Windows Excel中打开查看。
