1概述

1.1 產(chǎn)品簡介

SKA/AQI-8100A微型空氣自動監(jiān)測站是一種集數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的環(huán)境空氣氣態(tài)污染物系統(tǒng)。它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領域都有廣泛的用途。

SKA/AQI-8100A微型空氣自動監(jiān)測站具體由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、整體支架、軟件平臺六部分組成。整體采用立桿式固定，也可采用壁掛式固定，方便室外任何環(huán)境安裝?？筛鶕?jù)具體需求對SKA/AQI-8100A所檢測的參數(shù)自定義：標準污染物臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、顆粒物（PM10、PM2.5）、及一些特別關注的污染物：揮發(fā)性有機化合物（VOC）、硫化氫（H2S）、氨氣（NH3）二氧化碳（CO2）；以及噪聲、溫度、濕度、風速、風向、氣壓等氣象參數(shù)。其中風速風向等傳感器為氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點。系統(tǒng)內(nèi)置大容量FLASH存儲芯片；多種通訊接口可以很方便的與計算機建立有線通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實現(xiàn)設備與計算機監(jiān)控中心的遠程無線連接。

 

1.2 產(chǎn)品功能

◆實時監(jiān)測大氣溫度、濕度、壓力、風速、風向、SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10、VOC等參數(shù)；

◆數(shù)據(jù)采集儀具有數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、定時存儲、參數(shù)設定、參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)掉電保護等功能；

◆數(shù)據(jù)瀏覽功能。能提供局域網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、手機數(shù)據(jù)瀏覽等多種數(shù)據(jù)瀏覽途徑供用戶選擇；

◆靈活的系統(tǒng)組網(wǎng)方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)議。提供標準有線（485/232/USB）、無線（GPRS/LAN/WIFI）等多種通訊方式供用戶選擇。靈活與計算機組成空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)；

◆可靠供電系統(tǒng)。提供市電、直流、鋰電池和太陽能系統(tǒng)等多種供電方式供用戶選擇；

◆采用高碳鋼底材噴涂殼體，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾；適用于工業(yè)園區(qū)、道路交通、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等各種安裝場景。

1.3 系統(tǒng)特點

◆電源系統(tǒng)：交流220V、直流12V、鋰電池、太陽能等,根據(jù)用戶需要選配。

◆可靠運行于各種惡劣的野外環(huán)境，低功耗、高穩(wěn)定性、高精度、可無人值守。

◆完善的防雷擊、抗干擾等保護措施。

◆硬件和軟件均采用模塊組合式開放性設計，可靈活組合使用。

◆監(jiān)測要素可按實際需求選配。模塊化設計極大的方便了后期設備的調(diào)試和升級。

◆通訊方式可根據(jù)傳輸距離來按需要選配，為方案提供最高的性價比。

◆空氣WEB發(fā)布系統(tǒng)可以讓用戶在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上隨時使用瀏覽空氣站現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)。

◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現(xiàn)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計空氣站現(xiàn)場實時數(shù)據(jù).

 

2系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)設計目標

根據(jù)客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個性化需求的解決方案.

 

2.2 系統(tǒng)設計原則

1）兼容性原則。

系統(tǒng)提供靈活的設置，可兼容國內(nèi)外各種傳感設備，進行數(shù)據(jù)采集與處理，在保證功能的前提下，可以最丨大限度降低系統(tǒng)成本。

2）易用性原則。

系統(tǒng)使用人員范圍廣，使用人員的計算機水平層次不一，很多地方缺少計算機專業(yè)人員，該系統(tǒng)做到操作簡便，維護簡單，易學易懂。

3）可靠性原則。

硬件設計時具備操作與安全保護機制，最丨大限度減小用戶誤操作導致的錯誤或損失。采用可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采集中心以查詢方式主動調(diào)取采集器數(shù)據(jù)，具備心跳機制，斷線重連機制等，保證各項性能可以長時間穩(wěn)定運行。

4）安全性原則。

系統(tǒng)的用戶根據(jù)業(yè)務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統(tǒng)能充分發(fā)揮操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件三層安全保證措施，以保證數(shù)據(jù)的安全性。

5）易二次開發(fā)、易維護性原則。

采用封裝技巧，建立穩(wěn)定的底層工具，核心技術文檔隨系統(tǒng)發(fā)布等手段，使具有基本技術水平的系統(tǒng)維護人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進行較復雜的維護及一般性擴充。

3產(chǎn)品簡介

3.1 數(shù)據(jù)采集儀介紹

數(shù)據(jù)采集儀是一種集數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的環(huán)境空氣氣態(tài)污染物系統(tǒng)。具有數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設定、標準通信功能，操作簡單可靠可以根據(jù)用戶的需求很方便的與計算機建立有線（RS485、RS232、USB等）、無線通訊（GPRS、WIFI、LAN等）連接。開放式通訊協(xié)議，方便用戶實現(xiàn)系統(tǒng)集成或二次開發(fā)。

    本數(shù)據(jù)采集儀具有技術先進、操作簡單、測量精度高、運行可靠、功能全丨面等特點，在氣象、水文、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領域都有廣泛的用途。

 

3.2 主要技術參數(shù)

內(nèi)核： ARM 32位Cortex-M3 CPU

系統(tǒng)時鐘：高可達72MHz

指令執(zhí)行速度： 1.25Dmips/MHz

采樣頻率：0.5s/次

抗干擾：輸入、輸出采用光電隔離，抗干擾能力強
穩(wěn)定性：具有看門狗電路，自動復位功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行

 

存儲功能：

FLASH存儲容量： 4M bits（每1小時存儲一次，可存儲1.6年），可擴展至32Mbit.

并可擴展USB存儲接口1個，實現(xiàn)U盤存儲；

功能要求：智能采集、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能。

 

傳感器通道：

模擬/計數(shù)通道：多路，可再擴展多路數(shù)字I/O通道，用于各種外接擴展功能.

模擬量A/D轉(zhuǎn)換精度：12位，頻率量采用16位高速計數(shù)器進行采集，輸入信號頻率高達1MHz.

 

供電顯示：

寬電壓輸入：8V~40V

環(huán)境溫度：-30~85℃

功耗：整機功耗不大于 2W

ID設置：支持網(wǎng)絡ID號設置，明確設備網(wǎng)絡地址；

數(shù)據(jù)存儲：掉電采用電池供電數(shù)據(jù)保護，設置的參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)可在掉電時保存

 

通訊功能：

具有三路RS232/RS485/USB通信接口，可進行RS232/RS485/USB通信；并可擴展 CAN總線通信接口1個；

 

遠程升級：

支持遠程應用程序更新：采集儀程序更改、升級，無需返廠，通過計算機軟件，即可對采集儀進行遠程程序更新，支持現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作

 

通訊協(xié)議：

通訊支持標準MODBUS協(xié)議，方便用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程。

 

3.3 產(chǎn)品功能

1．功能要求：智能采集、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能；

2．存儲容量：每4小時存儲一次數(shù)據(jù)，可存儲6年多數(shù)據(jù)；

3．具有標準USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；

4．可提供標準MODBUS協(xié)議，供用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程；

5．通信方式：具有GPRS/GSM通訊方式，支持LAN/WIFI方式的擴展；

6．具有外部接口擴展功能：可實現(xiàn)U盤存儲功能，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲；

7．可現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作；

8．電路設計合理，抗外界干擾能力強；

9.支持時間校準功能；支持標準MODBUS協(xié)議；

10傳感器通道：多路   擴展存儲：U盤存儲  通訊波特率：9600bps

 

4傳感器

4.1 大氣溫濕傳感器

產(chǎn)品簡介

大氣溫度傳感器采用高精度熱敏電阻作為感應部件，大氣濕度傳感器采用高分子薄膜濕敏電容作為感應部件，氣壓傳感器采用進口大氣壓力傳感器，具有測量精度高、穩(wěn)定性好等特點。儀器體積小巧，安裝方便且便攜，性能可靠；采用專有線路，線性好，負載能力強，傳輸距離長，抗干擾能力強?？蓮V泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農(nóng)業(yè)及交通等領域的溫度測量。

 

技術參數(shù)

大氣溫度：

測量范圍：-50～100℃                                     

分 辨 率：0.1℃

準 確 度：±0.5℃

 

大氣濕度：

測量范圍：0～100%RH

分 辨 率：0.1%RH

準 確 度：±5%

供電方式：DC12V

接線方式：RS-485信號：4線

RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

響應時間：<1S，測量穩(wěn)定時間：1S

負載電阻：電壓型：RL≥1K，電流型：RL≤300Ω

工作溫度：-50℃~100℃  相對濕度：0～100%

產(chǎn)品功耗：180mW

 

 

4.2 風速傳感器

產(chǎn)品簡介

風速傳感器采用三風杯結(jié)構，風杯選用碳纖維材料，強度高，啟動好；杯體內(nèi)置信號處理單元能根據(jù)用戶需求輸出相應風速信號，本產(chǎn)品具有量程大、線性好、精度高、靈敏度高、抗干擾能力強、觀測方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點；可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農(nóng)業(yè)及交通等領域。

技術參數(shù)

測量范圍：0～45m/s

準 確 度：±(0.3+0.03V)m/s（V:風速）

分 辨 率：0.1m/s

啟動風速：≤0.5m/s

供電方式：5V/12V/24V

接線方式：電壓型：3線、電流型：3線、RS-485信號：4線

信號輸出：電壓型：0～5V DC、電流型：4～20mA

RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

結(jié)構：工程碳纖維材質(zhì)，旋轉(zhuǎn)三風杯式結(jié)構，內(nèi)置單束激光發(fā)射管，測量靈敏度更高

最丨大回轉(zhuǎn)半徑：90mm

整體高度：160mm

響應時間：<1S，測量穩(wěn)定時間：1S

負載能力：電流型輸出阻抗≤250Ω

          電壓型輸出阻抗≥1KΩ

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

          濕度≤100%RH

防護等級：IP45

線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

產(chǎn)品重量：210 g

 

4.3 風向傳感器

 產(chǎn)品簡介

風向傳感器內(nèi)部采用精密電位器，并選用低慣性輕金屬風向標響應風向，靈敏度高，精度高，動態(tài)特性好。精密信號處理單元可根據(jù)用戶需求輸出各種信號。本產(chǎn)品具有線性好、觀測方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，且非接觸式電子風向傳感器比電刷式風向電位器使用壽命更長，無死區(qū)，更靈敏。該可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農(nóng)業(yè)及交通等領域。

技術參數(shù)

測量范圍：0～360°

準 確 度：±3°

啟動風速：≤0.5m/s

供電方式：5V/12V/24V

接線方式：電壓型：3線、電流型：3線、RS-485信號：4線

信號輸出：電壓型：0～5V DC、電流型：4～20mA

RS-485信號：支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

結(jié)構：工程碳纖維材質(zhì)，尾翼式結(jié)構，磁電式原理，旋轉(zhuǎn)無接觸，無死角，靈敏度更高

最丨大回轉(zhuǎn)半徑：105mm

整體高度：200mm

響應時間：<1S，測量穩(wěn)定時間：1S

負載能力：電流型輸出阻抗≤250Ω

          電壓型輸出阻抗≥1KΩ

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

          濕度≤100%RH

防護等級：IP45

線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

產(chǎn)品重量：210 g

 

4.4 四氣傳感器

產(chǎn)品簡介

四氣兩塵傳感器是我公司專門針對氣體探測器推出的新型智能傳感器，采用擴散式氣體檢測方法，儀器內(nèi)被檢測區(qū)的氣體隨著空氣自由流動進入氣體傳感器中。該傳感器主要解決氣體探測種類繁多、各品種傳感器互不兼容、生產(chǎn)標定復雜、核心器件更換限制等問題；操作方便、測量準確、工作可靠；其體積輕小，出廠后使用無需再次標定。

 

技術參數(shù)

供電方式：DC12V

信號輸出：RS485，支持ModBus協(xié)議（波特率9600可設，地址0-255可設）

SO2：量程：0～20ppm 分辨率：1ppb 精度：±2%F.S

NO2：量程：0～20ppm 分辨率：1ppb 精度：±2%F.S

CO：量程：0～200ppm 分辨率：10ppb 精度：±2%F.S

O3:量程：0～20ppm 分辨率：1ppb 精度：±2%F.S

反應時間：<25S

工作溫度：-30℃～50℃

壓力范圍：80~120Kpa

相對濕度：15～90%

 

5雙電源供電系統(tǒng)

系統(tǒng)可實現(xiàn)雙電源供電，即太陽能和市電雙電源供電。整個系統(tǒng)主要由太陽能電池板、蓄電池、太陽能控制器、雙電源供電盒組成；

使用雙電源供電時，只要其中一方有電就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行；

當太陽能和市電都有電的時候，優(yōu)先使用太陽能的電量，以節(jié)省市電的使用，經(jīng)濟環(huán)保；

當蓄電池電量偏低時，自動切換使用市電供電；

當任意一方突然斷電時，可無縫切換到另一方的供電，可最丨大限度的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定供電；

 

 

技術指標

1．太陽能板技術指標

輸出功率：30W

30w太陽能電池板

開路電壓：21.5V

短路電流：1.97A

最丨大功率點電壓：17V

最丨大功率點電流：1.76A

最丨大系統(tǒng)電壓：50V

 

2．蓄電池指標

蓄電池選用高品質(zhì)、高性能、長壽命閥控式密封鉛酸蓄電池，設計壽命10年（20℃）。適合于高精密度、高效能UPS、EPS等緊急備用電源設備和不間斷電源設備。

主要技術指標：

額定電壓：12v

標準容量：25AH/40AH/60AH等

 

12V  40AH蓄電池:

最丨大放電量：440A（5ec）

最短周期放電電流：1100A(0.1sec)

內(nèi)阻：（25°C，77°F）:10m

最丨大充電電流：16.5A

循環(huán)使用：2.45±0.025V/CELL

待機使用：2.275±0.025 V/CELL

 

6 GPRS無線通訊

6.1 概述

GPRS無線通訊方式。在自動氣象站直接布線不方便的情況下，可以采取GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的方式來傳輸氣象數(shù)據(jù)，中心氣象計算機可以與多臺PH自動氣象站通過移動GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡組成氣象監(jiān)測網(wǎng)絡。

 

6.2 產(chǎn)品簡介

GPRS模塊利用GPRS/CDMA 1x網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，在網(wǎng)絡結(jié)構上實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，具備RS232/422/485或TTL電平接口，高性能、工業(yè)級，外置式，適用于使用環(huán)境惡劣的各種工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象等應用場合。

 

6.3 技術指標

1．GPRS基礎參數(shù)：

供電：＋5~ +36V寬電壓輸入

電源接口：內(nèi)正外負

數(shù)據(jù)接口：RS232/RS485

穩(wěn)定性：

主CPU：32位ARM處理器

內(nèi)置軟硬件看門狗

內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧

數(shù)據(jù)中心：

支持域名

兼容多種數(shù)據(jù)中心軟件

配置：

串口配置

超級終端，菜單配置

數(shù)據(jù)傳輸：

數(shù)據(jù)接口波特率可設

支持串口硬流控

支持標準TCP/IP協(xié)議，UDP，TCP

心跳間隔及心跳超時可設

支持永遠在線

Address-IMEI Mapping技術節(jié)省無線帶寬

 

2．CDMA 1x 數(shù)據(jù)：

GPRS Class 10

編碼方案：CS1 - CS4

符合SMG31bis技術規(guī)范

支持IS 707數(shù)據(jù)業(yè)務

支持153kbps的包數(shù)據(jù)速率

支持Class 2.0 Group 3傳真

CDMA 2000擴頻機制

符合IS-95A、IS-95B CDMA空中接口標準

 

3．功耗：

待機：80mA@+5VDC ，30mA@+12VDC

數(shù)傳：120～350mA@+5VDC ，50～140mA@+12VDC

 

6.4 系統(tǒng)布置方案

                    

7物聯(lián)網(wǎng)云平臺

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺基于物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術，能夠為用戶提供多終端（PC端、web物聯(lián)網(wǎng)瀏覽終端、手機客戶端等）數(shù)據(jù)瀏覽功能，同時提供監(jiān)測設備遠程交互、數(shù)據(jù)處理、儲存、統(tǒng)計、分析、報警、信息發(fā)布等服務。

該平臺以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經(jīng)濟、有效的遠程監(jiān)控整體解決方案。通過這種方式，用戶可以不受時間、地點限制對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、觀看和接收報警信息。