1概述

1.1 产品简介

SKA/AQI-8100A微型空气自动监测站是一种集数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的环境空气气态污染物系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。

SKA/AQI-8100A微型空气自动监测站具体由传感器、数据采集仪、通讯系统、供电系统、整体支架、软件平台六部分组成。整体采用立杆式固定，也可采用壁挂式固定，方便室外任何环境安装。可根据具体需求对SKA/AQI-8100A所检测的参数自定义：标准污染物臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、颗粒物（PM10、PM2.5）、及一些特别关注的污染物：挥发性有机化合物（VOC）、硫化氢（H2S）、氨气（NH3）二氧化碳（CO2）；以及噪声、温度、湿度、风速、风向、气压等气象参数。其中风速风向等传感器为气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。系统内置大容量FLASH存储芯片；多种通讯接口可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现设备与计算机监控中心的远程无线连接。

 

1.2 产品功能

◆实时监测大气温度、湿度、压力、风速、风向、SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10、VOC等参数；

◆数据采集仪具有数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和历史数据掉电保护等功能；

◆数据浏览功能。能提供局域网数据浏览、互联网数据浏览、手机数据浏览等多种数据浏览途径供用户选择；

◆灵活的系统组网方式。通讯功能支持MODBUS通讯协议。提供标准有线（485/232/USB）、无线（GPRS/LAN/WIFI）等多种通讯方式供用户选择。灵活与计算机组成空气质量监测系统；

◆可靠供电系统。提供市电、直流、锂电池和太阳能系统等多种供电方式供用户选择；

◆采用高碳钢底材喷涂壳体，外形美观、耐腐蚀、抗干扰；适用于工业园区、道路交通、居民区、商业区等各种安装场景。

1.3 系统特点

◆电源系统：交流220V、直流12V、锂电池、太阳能等,根据用户需要选配。

◆可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。

◆完善的防雷击、抗干扰等保护措施。

◆硬件和软件均采用模块组合式开放性设计，可灵活组合使用。

◆监测要素可按实际需求选配。模块化设计极大的方便了后期设备的调试和升级。

◆通讯方式可根据传输距离来按需要选配，为方案提供最高的性价比。

◆空气WEB发布系统可以让用户在局域网和互联网上随时使用浏览空气站现场实时数据。

◆客户端浏览：可以通过软件客户端，实现局域网、互联网上查询、统计空气站现场实时数据.

 

2系统设计

2.1 系统设计目标

根据客户需求，提供能够充分体现和满足客户个性化需求的解决方案.

 

2.2 系统设计原则

1）兼容性原则。

系统提供灵活的设置，可兼容国内外各种传感设备，进行数据采集与处理，在保证功能的前提下，可以最丨大限度降低系统成本。

2）易用性原则。

系统使用人员范围广，使用人员的计算机水平层次不一，很多地方缺少计算机专业人员，该系统做到操作简便，维护简单，易学易懂。

3）可靠性原则。

硬件设计时具备操作与安全保护机制，最丨大限度减小用户误操作导致的错误或损失。采用可靠稳定的数据传输系统，采集中心以查询方式主动调取采集器数据，具备心跳机制，断线重连机制等，保证各项性能可以长时间稳定运行。

4）安全性原则。

系统的用户根据业务的需要，具有不同的安全级别及操作权限，系统能充分发挥操作系统、数据库、应用软件三层安全保证措施，以保证数据的安全性。

5）易二次开发、易维护性原则。

采用封装技巧，建立稳定的底层工具，核心技术文档随系统发布等手段，使具有基本技术水平的系统维护人员可以在一定程度上对系统进行较复杂的维护及一般性扩充。

3产品简介

3.1 数据采集仪介绍

数据采集仪是一种集数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的环境空气气态污染物系统。具有数据采集、实时时钟、数据定时存储、参数设定、标准通信功能，操作简单可靠可以根据用户的需求很方便的与计算机建立有线（RS485、RS232、USB等）、无线通讯（GPRS、WIFI、LAN等）连接。开放式通讯协议，方便用户实现系统集成或二次开发。

    本数据采集仪具有技术先进、操作简单、测量精度高、运行可靠、功能全丨面等特点，在气象、水文、工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。

 

3.2 主要技术参数

内核： ARM 32位Cortex-M3 CPU

系统时钟：高可达72MHz

指令执行速度： 1.25Dmips/MHz

采样频率：0.5s/次

抗干扰：输入、输出采用光电隔离，抗干扰能力强
稳定性：具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行

 

存储功能：

FLASH存储容量： 4M bits（每1小时存储一次，可存储1.6年），可扩展至32Mbit.

并可扩展USB存储接口1个，实现U盘存储；

功能要求：智能采集、转发、存储，具有自动、人工召测功能。

 

传感器通道：

模拟/计数通道：多路，可再扩展多路数字I/O通道，用于各种外接扩展功能.

模拟量A/D转换精度：12位，频率量采用16位高速计数器进行采集，输入信号频率高达1MHz.

 

供电显示：

宽电压输入：8V~40V

环境温度：-30~85℃

功耗：整机功耗不大于 2W

ID设置：支持网络ID号设置，明确设备网络地址；

数据存储：掉电采用电池供电数据保护，设置的参数以及历史数据可在掉电时保存

 

通讯功能：

具有三路RS232/RS485/USB通信接口，可进行RS232/RS485/USB通信；并可扩展 CAN总线通信接口1个；

 

远程升级：

支持远程应用程序更新：采集仪程序更改、升级，无需返厂，通过计算机软件，即可对采集仪进行远程程序更新，支持现场和远程对设备进行各项参数设置或读取的编程操作

 

通讯协议：

通讯支持标准MODBUS协议，方便用户实现上位机软件二次编程。

 

3.3 产品功能

1．功能要求：智能采集、转发、存储，具有自动、人工召测功能；

2．存储容量：每4小时存储一次数据，可存储6年多数据；

3．具有标准USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC机或笔记本电脑；

4．可提供标准MODBUS协议，供用户实现上位机软件二次编程；

5．通信方式：具有GPRS/GSM通讯方式，支持LAN/WIFI方式的扩展；

6．具有外部接口扩展功能：可实现U盘存储功能，实现大量数据的存储；

7．可现场和远程对设备进行各项参数设置或读取的编程操作；

8．电路设计合理，抗外界干扰能力强；

9.支持时间校准功能；支持标准MODBUS协议；

10传感器通道：多路   扩展存储：U盘存储  通讯波特率：9600bps

 

4传感器

4.1 大气温湿传感器

产品简介

大气温度传感器采用高精度热敏电阻作为感应部件，大气湿度传感器采用高分子薄膜湿敏电容作为感应部件，气压传感器采用进口大气压力传感器，具有测量精度高、稳定性好等特点。仪器体积小巧，安装方便且便携，性能可靠；采用专有线路，线性好，负载能力强，传输距离长，抗干扰能力强。可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域的温度测量。

 

技术参数

大气温度：

测量范围：-50～100℃                                     

分 辨 率：0.1℃

准 确 度：±0.5℃

 

大气湿度：

测量范围：0～100%RH

分 辨 率：0.1%RH

准 确 度：±5%

供电方式：DC12V

接线方式：RS-485信号：4线

RS-485信号：支持ModBus协议（波特率9600可设，地址0-255可设）

响应时间：<1S，测量稳定时间：1S

负载电阻：电压型：RL≥1K，电流型：RL≤300Ω

工作温度：-50℃~100℃  相对湿度：0～100%

产品功耗：180mW

 

 

4.2 风速传感器

产品简介

风速传感器采用三风杯结构，风杯选用碳纤维材料，强度高，启动好；杯体内置信号处理单元能根据用户需求输出相应风速信号，本产品具有量程大、线性好、精度高、灵敏度高、抗干扰能力强、观测方便、稳定可靠等优点；可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。

技术参数

测量范围：0～45m/s

准 确 度：±(0.3+0.03V)m/s（V:风速）

分 辨 率：0.1m/s

启动风速：≤0.5m/s

供电方式：5V/12V/24V

接线方式：电压型：3线、电流型：3线、RS-485信号：4线

信号输出：电压型：0～5V DC、电流型：4～20mA

RS-485信号：支持ModBus协议（波特率9600可设，地址0-255可设）

结构：工程碳纤维材质，旋转三风杯式结构，内置单束激光发射管，测量灵敏度更高

最丨大回转半径：90mm

整体高度：160mm

响应时间：<1S，测量稳定时间：1S

负载能力：电流型输出阻抗≤250Ω

          电压型输出阻抗≥1KΩ

工作环境：温度-40℃～50℃

          湿度≤100%RH

防护等级：IP45

线缆等级：额定电压：300V 温度等级：80℃

产品重量：210 g

 

4.3 风向传感器

 产品简介

风向传感器内部采用精密电位器，并选用低惯性轻金属风向标响应风向，灵敏度高，精度高，动态特性好。精密信号处理单元可根据用户需求输出各种信号。本产品具有线性好、观测方便、稳定可靠等优点，且非接触式电子风向传感器比电刷式风向电位器使用寿命更长，无死区，更灵敏。该可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。

技术参数

测量范围：0～360°

准 确 度：±3°

启动风速：≤0.5m/s

供电方式：5V/12V/24V

接线方式：电压型：3线、电流型：3线、RS-485信号：4线

信号输出：电压型：0～5V DC、电流型：4～20mA

RS-485信号：支持ModBus协议（波特率9600可设，地址0-255可设）

结构：工程碳纤维材质，尾翼式结构，磁电式原理，旋转无接触，无死角，灵敏度更高

最丨大回转半径：105mm

整体高度：200mm

响应时间：<1S，测量稳定时间：1S

负载能力：电流型输出阻抗≤250Ω

          电压型输出阻抗≥1KΩ

工作环境：温度-40℃～50℃

          湿度≤100%RH

防护等级：IP45

线缆等级：额定电压：300V 温度等级：80℃

产品重量：210 g

 

4.4 四气传感器

产品简介

四气两尘传感器是我公司专门针对气体探测器推出的新型智能传感器，采用扩散式气体检测方法，仪器内被检测区的气体随着空气自由流动进入气体传感器中。该传感器主要解决气体探测种类繁多、各品种传感器互不兼容、生产标定复杂、核心器件更换限制等问题；操作方便、测量准确、工作可靠；其体积轻小，出厂后使用无需再次标定。

 

技术参数

供电方式：DC12V

信号输出：RS485，支持ModBus协议（波特率9600可设，地址0-255可设）

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

反应时间：<25S

工作温度：-30℃～50℃

压力范围：80~120Kpa

相对湿度：15～90%

 

5双电源供电系统

系统可实现双电源供电，即太阳能和市电双电源供电。整个系统主要由太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器、双电源供电盒组成；

使用双电源供电时，只要其中一方有电就可以实现系统的正常运行；

当太阳能和市电都有电的时候，优先使用太阳能的电量，以节省市电的使用，经济环保；

当蓄电池电量偏低时，自动切换使用市电供电；

当任意一方突然断电时，可无缝切换到另一方的供电，可最丨大限度的保证系统的稳定供电；

 

 

技术指标

1．太阳能板技术指标

输出功率：30W

30w太阳能电池板

开路电压：21.5V

短路电流：1.97A

最丨大功率点电压：17V

最丨大功率点电流：1.76A

最丨大系统电压：50V

 

2．蓄电池指标

蓄电池选用高品质、高性能、长寿命阀控式密封铅酸蓄电池，设计寿命10年（20℃）。适合于高精密度、高效能UPS、EPS等紧急备用电源设备和不间断电源设备。

主要技术指标：

额定电压：12v

标准容量：25AH/40AH/60AH等

 

12V  40AH蓄电池:

最丨大放电量：440A（5ec）

最短周期放电电流：1100A(0.1sec)

内阻：（25°C，77°F）:10m

最丨大充电电流：16.5A

循环使用：2.45±0.025V/CELL

待机使用：2.275±0.025 V/CELL

 

6 GPRS无线通讯

6.1 概述

GPRS无线通讯方式。在自动气象站直接布线不方便的情况下，可以采取GPRS无线数据通信网络的方式来传输气象数据，中心气象计算机可以与多台PH自动气象站通过移动GPRS无线数据通信网络组成气象监测网络。

 

6.2 产品简介

GPRS模块利用GPRS/CDMA 1x网络平台，实现数据信息的透明传输，在网络结构上实现虚拟数据专用网，具备RS232/422/485或TTL电平接口，高性能、工业级，外置式，适用于使用环境恶劣的各种工业监控、交通管理、气象等应用场合。

 

6.3 技术指标

1．GPRS基础参数：

供电：＋5~ +36V宽电压输入

电源接口：内正外负

数据接口：RS232/RS485

稳定性：

主CPU：32位ARM处理器

内置软硬件看门狗

内置TCP/IP协议栈

数据中心：

支持域名

兼容多种数据中心软件

配置：

串口配置

超级终端，菜单配置

数据传输：

数据接口波特率可设

支持串口硬流控

支持标准TCP/IP协议，UDP，TCP

心跳间隔及心跳超时可设

支持永远在线

Address-IMEI Mapping技术节省无线带宽

 

2．CDMA 1x 数据：

GPRS Class 10

编码方案：CS1 - CS4

符合SMG31bis技术规范

支持IS 707数据业务

支持153kbps的包数据速率

支持Class 2.0 Group 3传真

CDMA 2000扩频机制

符合IS-95A、IS-95B CDMA空中接口标准

 

3．功耗：

待机：80mA@+5VDC ，30mA@+12VDC

数传：120～350mA@+5VDC ，50～140mA@+12VDC

 

6.4 系统布置方案

                    

7物联网云平台

物联网监测平台基于物联网及云计算技术，能够为用户提供多终端（PC端、web物联网浏览终端、手机客户端等）数据浏览功能，同时提供监测设备远程交互、数据处理、储存、统计、分析、报警、信息发布等服务。

该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过这种方式，用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。