一. 系統(tǒng)簡(jiǎn)介： 　　在我國(guó)遼闊的地域上，廣泛分布著數(shù)以萬計(jì)的氣象自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，由于其中很多應(yīng)用與人煙稀少的地區(qū)，所以自動(dòng)站很多為無人職守的。這就要求系統(tǒng)有很高的可靠性和性能指標(biāo)。以前這一領(lǐng)域一直被澳大利亞和德國(guó)產(chǎn)品所占有，其產(chǎn)品多由單片機(jī)開發(fā)，完成一些特定功能。由于長(zhǎng)期的使用，所以此類產(chǎn)品的技術(shù)已非常成熟，使用很可靠。但其價(jià)格很高，是我們產(chǎn)品的2-3倍。而且靈活性遠(yuǎn)不如我們的產(chǎn)品。利用研華生產(chǎn)的ADAM-5510作為數(shù)據(jù)采集控制器，將所在地域的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，計(jì)算，保存，同時(shí)使用Modem通過電話網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。由于ADAM-5510本身是一臺(tái)“計(jì)算機(jī)” ，所以數(shù)據(jù)的采集，計(jì)算，保存和上傳都通過ADAM-5510來完成。 二、解決方案及系統(tǒng)架構(gòu)： 　　1、 ADAM-5510的特性 　　研華PC-Based 可編程控制器ADAM-5510采用開放的PC架構(gòu)，不僅容易編寫控制邏輯，而且容易與PC系統(tǒng)連接。ADAM-5510內(nèi)置80188CPU和ROM-DOS操作系統(tǒng)。提供512KB FLASH ROM、512KB SRAM用于用戶程序下裝、系統(tǒng)操作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。ADAM-5510具有兩個(gè)串行口用于與其他設(shè)備通訊，另有一個(gè)程序口用于下載和調(diào)試程序。 　　ADAM-5510的高品質(zhì)特性和合理的價(jià)格是河海大學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)佳構(gòu)的重要原因。概括如下： 　　1、 體積小、接線方便、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜，克服了計(jì)算機(jī)體積大、接線不便、價(jià)格高等缺點(diǎn); 　　2、 編程靈活，有幾千的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，克服了小型PLC數(shù)學(xué)運(yùn)算功能差的缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的PLC相比，ADAM-5510具有較多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，彈性的可編程能力及通訊庫的支持; 　　3、通訊接口多樣，易于實(shí)現(xiàn)各類遠(yuǎn)程、近程通訊。ADAM-5510具有兩個(gè)串行口，COM1指定為RS-232方式，COM2口指定為RS-485方式。ADAM-5510可通過MODEM實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 　　2、 設(shè)計(jì)背景與功能要求 　　希望使用性價(jià)比更高的產(chǎn)品來代替現(xiàn)有的設(shè)備，經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研選中了研華公司的ADAM-5510基于PC的可編程控制器。現(xiàn)將使用要求和實(shí)現(xiàn)方法做一說明。 　　氣象行業(yè)對(duì)氣象數(shù)據(jù)采集器有許多嚴(yán)格的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求和對(duì)環(huán)境的苛刻要求： 　　1. 高可靠性，平均無故障時(shí)間>3000小時(shí)，平均使用壽命5年; 　　2. 能夠離線單獨(dú)工作; 　　3. 采集精度達(dá)到國(guó)家氣象局的要求; 　　4. 功耗低，在市電停電、電池供電的情況下，能工作三天; 　　5. 足夠大的存儲(chǔ)器，能保存三個(gè)月的數(shù)據(jù); 　　6. 靈活的通訊方式，便于數(shù)據(jù)傳輸; 　　7. 組網(wǎng)方便; 　　8. 精度要求高（電壓0.1%）; 　　9. 信號(hào)種類繁多（數(shù)字量、電壓、電阻、頻率、計(jì)數(shù)器等）; 　　10. 數(shù)據(jù)采集器能過濾原始數(shù)據(jù); 　　11. 能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化和定標(biāo); 　　本次選用Advantech的ADAM-5510作為氣象數(shù)據(jù)采集器是在綜合了ADAM-5510自身優(yōu)缺點(diǎn)和氣象數(shù)據(jù)采集器的具體要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次大膽嘗試。 　　3、系統(tǒng)構(gòu)成 　　本次開發(fā)的數(shù)據(jù)采集器是作為或6要素（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨）或單元素（雨量計(jì)）自動(dòng)站的核心部分，采集器的性能、穩(wěn)定性將關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)站的的性能和穩(wěn)定性，因此我們結(jié)合自動(dòng)站的要求和現(xiàn)場(chǎng)傳感器的實(shí)際情況在這兩個(gè)方面進(jìn)行了有針對(duì)性的加強(qiáng)，在硬件條件已基本確定的情況下，在編程上使用一些措施以彌補(bǔ)硬件的不足和滿足自動(dòng)站的要求。 　　本次使用的傳感器類型、型號(hào)、信號(hào)類型如下： 　　對(duì)采集器的初步要求如下： 　　1. 按照氣象系統(tǒng)的觀測(cè)要求定時(shí)采集數(shù)據(jù)： 　　2. 對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理： 　　a. 對(duì)溫度值按氣象行業(yè)的要求進(jìn)行修正，對(duì)修正值進(jìn)行等權(quán)算術(shù)平均，以備用; 　　b. 對(duì)濕度電壓值進(jìn)行修正，根據(jù)溫度值計(jì)算出相對(duì)濕度（注：此項(xiàng)工作目前只有中國(guó)氣象科學(xué)院有條件完成），并對(duì)濕度值進(jìn)行等權(quán)算術(shù)平均; 　　c. 鑒于氣壓傳感器的特殊情況，該項(xiàng)暫保留; 　　d. 將8位格雷碼換算成0-360o的角度，對(duì)風(fēng)向進(jìn)行2分鐘和10分鐘滑動(dòng)平均，保留滑動(dòng)平均值;