设备组成：高精度超声波物联网自动气象站由超声波管式土壤温湿度传感器、超声波气象参数传感器、智能采集器主机、野外电源系统、防辐射罩、其他种类传感器、野外防护箱和野外支架结构等部分组成。

超声波传感器原理及其优势：

1、超声波管式土壤温湿度传感器。工作原理是在ABS塑料管材内置超声波信号发射器和无线信号接收器，超声波发生器在土壤中发射1GHz频率的高频脉冲信号，然后反射回来反馈信号，因其发射与反射回来的时间差与土壤含水量之间具有基本为线性对应逻辑关系，根据这个原理来计算土壤含水量数据。根据这个工作原理，土壤盐分、酸碱度等环境因素对于测试精度的影响很小，同时抗外界电磁干扰，能够同时针对不同土层的土壤水分、温度数据进行动态观测，而且是进行快速、准确、全面地观测，让专业技术人员实现对土壤含水量和温度的的及时掌握。

超声波管式土壤温湿度传感器,管式自动土壤墒情监测站采用分层设点的观测结构，地下土壤表层下10cm、20cm、30cm、40cm各配置一个土壤温、湿度测点，观测相对应范围内的土壤温、湿度。

2、超声波气象参数传感器。采用四只对称安装的微波发生器，两两对应发射超声波进行感应数据输出，输出信号稳定，无滞后，灵敏度高，可广泛应用于科研应用。集成化设计，可对各种环境内的空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压力一体五参数进行监测。便于安装、维护、可靠性高。恶劣环境下超低温-40℃和高温80℃仍可正常工作。寿命长、无磨损、精度高。传统的气象仪传感器是由若干个传感器包括各种材质的风杯组成，这很容易断裂和在低风速下数据精度不好。超声波气象传感器采用微波反射学原理，无磨损。

智能采集器主机功能特点及参数：

1、采集器主机采用IP67防护等级的防雨、防尘设计，采用镀锌喷塑钢板户外防护箱，坚固耐用，寿命可达十年以上。

2、各个传感器采用国际标准MODBUS通讯协议，具有快速反应、通讯距离远（可达几公里）、耐腐蚀、可长期在恶劣环境下工作的特点，测量精度高，功耗低（可达微安级）。

3、采集器主机存储容量大，内置存储集成电路芯片和SD卡，数据可导出，可存储百万条数据。具有复位按钮。低功耗设置。

4、配备工业级四寸彩色触摸屏，内置智能操作系统，工作环境温度范围-40℃-85℃，可实时显示各个传感器的数据、参数数据、网络情况、IP地址等，并可直接屏幕上设置上述参数。可显示中文、英文、阿拉伯数字，屏幕亮度在0-60数值范围内可调，可以适应不同环境下不同外界光照的显示需要。智能操作系统，稳定而不死机。人性化操作界面，操作简单方便、准确直观。具有屏幕触摸音响提醒功能。

5、通讯方式采用GPRS无线传输或者以太网口，随时可以将主机中的数据远程发送到服务器，存储为数据库格式。    

6、供电方式多样灵活，可根据客户要求使用交流市电或太阳能蓄电池、风光互补等多种供电模式（适合无电地区常年使用），以保证在断电或阴雨天气的情况下，可以正常工作。

7、拍照功能：可扩展拍照功能，内置集成300万像素高清数码摄像头，自动对焦，可按照设定的采集间隔，自动拍照、存储、上传服务器。仪器采集界面具有拍照按钮，实现手动拍照和自动拍照（选配）。

8、通讯接口：USB接口、无线GPRS传输接口和RJ485接口（选配）,还可以扩展RS232接口，RS485接口和WiFi接口（选配）。

9、联网方式：离线、GPRS远程无线、LAN口在线三种方式。通过本机触摸屏直接设置云服务器IP地址和端口号可传输数据到云平台，能够和各物联网平台实现数据传输。

10、数据采集：本机数据采集可采取自动和手动采集两种方式，手动方式可随意采集和自动存储数据，采取自动模式时，用户设置自动采集数据库的时间间隔（0-1440分钟范围，0为手动模式），采集数据可随机存储或上传到云端服务器。

11、测试数据本机可存储，本机可查看历史数据、也可删除测试记录。

12、设置界面：能够设置屏幕亮度（1-64可调）、休眠时间（5-99秒可调）、采集时间（0-1440分钟可调）、土壤类型、GPS开关、语音音量、联网方式和服务器的IP地址及其端口号。断电不丢失设置参数。

13、多路数据采集：可扩展多个传感器数据转接口，最多可同时接入512个传感器，自动识别传感器类型，无须操作人员设置匹配，方便操作检测。

14、扩展功能：可扩展GPS定位功能，LED户外屏幕显示、拍照功能，语音功能，并且该功能可以关闭，以节约电能。

15、内置大功率锂电池组供电，屏幕具有电量显示功能。配备自动保护线路。超声波物联网自动气象站安装简便、维护简单，可靠度高，很适合各种环境下的气象和土壤参数长期在线监测。

超声波物联网自动气象站

1.采用可视化编程语言设计界面友好的环境监测与管理系统，实现对被监测环境的远程监测。可自由设置上下限数值。通过短信等方式报警。软件平台可远程实时监控各传感器数据。完善的数据管理功能，支持数据库管理、数据查询、导出、打印、统计分析、图表分析等各项数据处

2.在线监测各环境因素参数的表现形式：

A、清单明细式，可以直观地查看各个环境因, 素参数在某个时间点的监测数据。

如下：

清单明细式显示方式，可以直观地查看各个环境因素参数在某个时间点的监测数据

B、曲线走势图显示方式，如下：

C、立柱式走势显示，如下：

3、支持手机随时查看方式：

4、计算机上查看各个参数的实时数据和历史数据：

5、可接收主机发送来的监控照片，按照时间查询照片资料：

6、GIS地图生成：利用检测设备内置的GPS模块，实现卫星定位数据捆绑测试数据信息，实施GIS地图定点监控每个检测点的位置信息，监测者可在其卫星定位图标上点击位置坐标查看该检测点测试数据相关索引信息。

主机主要技术参数：

1、触摸屏：4TFT，800*480像素，内置智能操作系统，65536真彩色，LED背光，亮度300cd/m²。

2、GPS卫星定位：

(1)卫星通道搜索参数：16，1.023 MHz chip rate

(2)Sensitivity Tracking：Ultra high sensitivity to -158 dBm

(3)工作电流：39 mA a

(4)低功耗休眠电流：5 μA

(5)通讯接口：标准RS-232串口。

(6)天线形式：外接磁吸式信号增益放大天线DGPS Accuracy Position ：2 meters CEP

3、外观尺寸：245*125*45

4、可扩展存储：Micro SD卡槽，标配2G，可扩充到16GB

5、通讯接口：标配USB口，可扩展RS232，RS485，RJ45及GPRS接口

6、电源：交流：AC220V 50Hz；直流：DC12V 500mA；内置锂电池：12V/12AH

其他传感器技术参数：

一、粉尘（PM2.5、PM10，PM1.0）

检测气体：PM1.0、PM2.5、PM10

最小分辨率：0.3微米

最大量程：0~1000ug/m3

输出数据：UART 输出（3V 电平）

DAC(0～2V 对应0-1000)

PWM 输出

工作电压：5V±0.1V

工作电流：70-140（mA）

休眠电流：<10mA

响应时间：≤90 秒

工作湿度：15%RH-80％RH（无凝结）

工作温度：－20～40℃

存储温度：－40～60℃

使用寿命：3 年（空气中）

二、噪声

1、测量范围：30dB~110dB，精度：0.5%

2、工作环境：设备非防水结构，需注意避免雨水淋溅，需注意防潮。可以定制专用于潮湿环境的设备系统

三、雨量

承水口径：Ф200 ± 0.6mm

测量范围：≤4mm/min（降水强度）

分 辨 率：0.2mm（6.28ml）

准 确 度：±4%（室内静态测试，雨强为2mm/min）

输出信号：开关接点通断信号

工作温度：0～50℃

贮存温度：-10℃～50℃

四、雨雪

测量范围：0～1000mm

准确度：±0.1%F S

供电方式：DC12V

输出形式：0-5v

负载能力：电流型输出阻抗≤300Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

五、光照强度

测量单位：Lux

测量范围：0-200，000Lux

工作温度：-30～70℃；湿度：10～90%RH

储存温度：-30～80℃；湿度：10～90%RH

准 确 度：±3％FS

非 线 性：≤0.2％FS

稳定时间：通电后1秒

响应时间：＜1秒

电缆规格：2米3线制（模拟信号）；2米4线制（RS485）（电缆长度可选）

六、光合有效辐射

光谱范围：400～700nm

量 程： 0～2000 W/m2

供电方式：DC5V

输出形式：0~2.5V

响应时间：约1s（99%）

温度相关：最大0.05%/℃

余弦校正：上至80°入射角

工作温度：-40°至65°

相对湿度：0～100%

灵敏度：5～50μv/μmol·s-1

内阻：＜2K

七、紫外辐射

测量范围：0～70W/㎡

光谱范围：280～400nm

余弦响应：≤4%（太阳高度角为30°时）

响应时间：≤1S（99%）

供电方式：DC5V

输出形式：0～2.5V

八、总辐射

光谱范围：0.3～3μm

响应时间：＜5s

温度相关：＜±0.08%℃

余弦响应：＜±10%（太阳高度角10°时）

非线性 ：＜±2%

年变化率：＜±2%

变送器指标

测量范围：0～2000W/m2

供电方式：5V

输出形式：2.5V

负载能力：电流型输出阻抗RL≤250Ω

电压型输出阻抗RL≥1KΩ

九、水深（水田、河流、池塘、灌溉渠道）

测量形式及范围：0～50000mmH2O

允许过载：2倍满量程压力

工作温度：-20～80℃

温度补偿：-10～70℃

存储温度：-40～80℃

准确度：0.2%FS(典型)

稳定性误差：0.2%FS(典型)

温漂系数：0.03%FS（典型，量程小于5mH2O）

十、土壤PH

采用国际先进的固体电介质和大面积聚四氟乙烯液接界，不易堵塞，免维护,配备野外防护套和滤网

测量范围： pH：0～14

输出形式：电压 0-2VDC

准 确 度： ±0.02 (pH4~9)

分 辨 率： 0.01

稳 定 性：≤0.02/24h

供电方式：DC 5~24V

输出信号：0~2V，4～20mA，RS485等

工作环境：温度0～60℃；相对湿度≤85%

电源功耗：≤3W

外形尺寸：96×96×110mm（高×宽×深）

十一、土壤ORP（氧化还原电位）

电极电位：245―270mv（15―30℃）

测试范围：0-1999mV

参比电极内阻：≤10kΩ定性：±8mv/24h

指示电极：导通良好

适用温度5—70℃

十二、土壤电导率

测量单位：mS/cm

测量量程：0～40 mS/cm

测量精度：±3%

分 辨 率：无限小mS/cm

工作范围：-30℃～70℃

电导电极材料：石墨

稳定时间：通电后1秒

响应时间：＜1秒

密封材料：ABS工程塑料

十三、土壤盐分

测量单位：mol/L

测量量程：0～0.45mol/L

测量精度：±3%

分辨率：无限小mol/L

工作范围：-30℃～70℃

电导电极材料：石墨

稳定时间：通电后1秒

响应时间：＜1秒

密封材料：ABS工程塑料,

十四、二氧化碳

单 位：ppm

测量范围：0～2000；5000ppm；0～10000、30000ppm；0～50000ppm（可选）

平均电流：峰值≤200mA；平均85 mA

预热时间：3min

响应时间：< 90s

精 度：±3%F•S （25℃）

工作温度：0℃～50℃

工作湿度：0～95%RH

温度漂移：0.2％F•S /℃

稳 定 性：≤ 2% F•S

重 复 性：≤ 1% F•S

十五、水面蒸发传感器

桶口径：200mm（等效蒸发面200mm）

精 度：±0.1mm

测量范围：0～80mm

供电方式： DC12～24V

环境温度：-30℃～80℃

信号输出： 0～2V DC

产品重量：1.2kg