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1、数字式一体化传感器设计要求数字式一体化传感器设计要求一、一、 说明说明本文主要针对气温、气压和湿度传感器结构改进提出的设计要求，其功能、性能、数据格式、采样算法、数据质控、通信命令和业务布局等要求参考自动气候站功能需求书。二、二、 结构结构气温、湿度和气压采用数字式一体化设计，传感器能够独立完成数据采样、处理、质控、存储和通信等功能；传感器由感应器件、处理器（CPU）、高精度 A/D 转换电路、高精度时钟电路、程序存储器、数据存储器、外接电源接口、通信接口、监控电路和指示灯等组成，根据通信接口的连接方式可以分为 ZigBee 通信模块外置和内置两种结构，其结构框图如图 1 和图 2 所示。注：
2、气压传感器采用图 2 结构设计，只需串口输出，ZigBee 通信模块采用外置方式；气温和湿度传感器可以做成一个温湿传感器也可以分开成独立传感器；气温，气压以及采用湿敏电容、湿敏电阻作为感应器件的湿度传感器必须满足采集感应一体化的结构要求。感 应 器 件ZigBee天线 接口RS232接口外置电源 接口CPU数据存 储器程序存 储器A/D时钟图 1 ZigBee 通讯模块内置传感器结构框图感 应 器 件ZigBee通 讯模块RS232接口外置电源 接口CPU数据存 储器程序存 储器A/D时钟图 2 ZigBee 通讯模块外置传感器结构框图（1）电源：传感器采用外置电源接口连接太阳能板或其他供电设
3、备给传感器供电，外接电源供电电压为 515V，传感器能够自适应外接电源电压范围要求。（2）天线：无线通信天线应选用频率 2.4GHz、增益12dBi 的天线。天线安装位置应能保障正常通信。（3）时钟：自带高精度实时时钟，时钟走时误差1s/日，接受集成处理器定时校时，校时误差小于 1s。（4）A/D 转换电路：应选择 16 位以上的 A/D 转换电路、满足传感器测量精度要求。（5）存储：程序存储器应为非易失性的、容量应满足应用软件容量要求，并具有 50%的余量。数据存储器应该选择非易失性的、容量能满足 10 天分钟观测要素及状态要素存储要求。（6）通信接口：（a）ZigBee 通信模块内置Zig
4、Bee 天线接口用于安装 ZigBee 外置天线，RS232 串口通信接口与外置电源接口共用一个 5 芯航空插座。 （b）ZigBee 通信模块外置ZigBee 通信模块通过 5 芯航空插头的方式与 RS232 串口连接并且供电，其中 1 脚为电源正，2 脚为电源负，3 脚为 TX，4 脚为RX，5 脚为 RS232 的 GND。外置电源接口采用 3 芯航空插座，其中 1脚为电源正，2 脚为电源负。模块能够自适应 515V 电压范围要求。（7）检测电路主板温度测量电池电压检测通信状态检测（8）指示灯运行状态指示灯通信状态指示灯三、三、 其他要求其他要求（1）供电单元供电单元结构采用自动气候站功能需求书中的结构要求，尺寸不超过 15010080（长宽高，单位：mm） ，内置充电电路和电池，安装在太阳能电板背面。该供电单元在测试评估中作为独立部分考核，考核指标和要求参考自动气候站功能规格需求书，并作为可选配件用于气候站安装。（2）ZigBee 通信模块外置 ZigBee 通信模块与传感器一同考核，并作为可选配件用于气候站安装。尺寸不超过 807557mm（长宽高，单位：mm）,功耗不超过 0.15W。
