1、不得用于商業用途儀器開發任務/應用開發任務實施方案提綱名稱氣象要素傳感器智能化及其通信協議、芯片的硏制（一）目的和意義Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse地面觀測智能設備按照其功能要求由幾個，或許多個最小功能部件單元組配構成，形成一個完整的氣象探測應用設備。該設備在功能實現方面，是通過部件單元的靈活組配形成，可任意擴充。可以實現小至單點單要素的氣象監測,大到多點多要素的氣象監測，直至擴展到大的區域乃至全國范圍的氣象監測設備網。最小功能單元的實現首先是單一氣象要素的智能化觀測，氣象業務的連續性、可比性和準確性。本項目的工

2、作著重是對現有業務已應用的傳感器通過定制的要求初步實現觀測要素傳感器的智能化。解決現有觀測中傳感器綜合性能的提高。目前地面氣象觀測要素傳感器根據不同的接口和接線方式以通訊電纜線或分采集器級聯方式接入主采集器，主采集器的功能一是完成基本氣象要素傳感器和各個分采集器的采樣數據，對采樣數據進行控制運算、數據計算處理、數據質量控制、數據記錄存儲，實現數據通信和傳輸，與終端微機或遠程數據中心進行交互；二是擔當管理者角色，對構成的其他分采集器進行管理，包括網絡管理、運行管理、配置管理、時鐘管理等以協同完成自動觀測的功能。此方式對要素的擴展和觀測位置的安置需要大量的電纜和電纜地溝管線進行，在觀測布局方面受到

3、限制。其次要素的增加需要對通信協議和接入端口進行重新配置和添加，特殊的傳感器還需要分采級聯方式，大大增加了建設維護成本。有線方式對防雷和抗干擾要求較高，不利于實施。并且此種方式將主采集器的功能地位至于頂端，一旦主采集器故障各種要素觀測會處于全面缺測的狀況。主采集器作為氣象專用設備，集成復雜、批量小、成本高，可靠性低于通用的電子設備。隨著科學技術的發展，尤其是計算機技術將向低功耗、智能化的方向發展，結合微機電傳感器技術和微電子技術的成果，以傳感器網絡技術、智能信息處理技術和云計算技術為支撐，研制全自動、低功耗、高集成、網絡化、智能化的地面氣象自動觀測智能設備，將地面觀測由過去的豎線結構改變為網狀

4、結構，實現地面氣象要素的智能觀測成為地面氣象綜合觀測的必由之路。實現智能設備最小功能單元是構成地面觀測智能設備的基礎。最小功能單元即時對單個氣象要素的智能化處理。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse氣象觀測業務要求，氣象要素觀測傳感器必須采用已定型的傳感器，保證氣象探測數據具有數值量化一致性的問題。本項目重點對目前業務在用的傳感器，如風向、風速、溫度、濕度、氣壓、雨量、蒸發、輻射、輻射傳感器進行智能化處理時，只對輸出信號端進行智能化處理,傳感器的感應部分保持不變。因此本項目主要是按照智能觀測設備要求定制常規氣象要素傳感

5、器，并進行改進應用。通過定制技術的研究和實施，不僅可以在較短的時間內實現已有傳感器的初步智能化，同時通過研究和實施，積累傳感器智能化經驗和促進傳感器智能化的相關硏究，包括測量檢測技術、結構設計、通信技術和網絡技術等相關領域在傳感器硏究方面的應用。引導氣象傳感器硏制單位改進傳感器硏制工作。逐步由傳感能力測量向綜合一體化的智能傳感技術發展，提高傳感器的綜合應用水平。（二）目標及預期成果Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse本任務的主要內容有：梳理現有的常規要素傳感器了解其接口.接線方式、其他性能參數,分析每一種宅象要素的外形

6、結構和引線結構，形成合理的定制技術要求；制定常規要素傳感器與專用宅象芯片”的接口標準;通過測試完成不同要素傳感器對供電的要求，制定電力供應支持標準和電源接線方式。通過本任務的實施，完成溫度、濕度、氣壓、風向風速、翻斗式降水、稱重式降水、蒸發、輻射等常規要素傳感器的智能接入準備。預期成果，通過本任務的實施，提高傳感器智能化方面的基礎能力，為今后的新型傳感器智能化提供技術支撐。對已有的業務化傳感器向智能化傳感器量化生產提供技術參數依據。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse配合其他任務進度,完成12套觀測要素智能最小化功能單

7、元，為測試試驗提供設備保障，對整個智能觀測設備提供基礎支撐。（三）技術方案對現有常規氣象要素傳感器的外部結構、接線結構進行重新設計和布局，研究專用氣象芯片接口與傳感器對接技術。在外部結構和接線結構設計上充分考慮與智能處理模塊和電源模塊的集成設計。在外部結構設計上采取的技術路線為：1、原則上不改變業務使用傳感器的物理尺寸和傳感器配套的附屬設施，保持傳感器結構設計對感應部分影響最小；2、按照智能處理模塊、網絡傳輸模塊和電源模塊的物理尺寸合理設計布局結構，形成傳感器一體化式樣。對于較大的傳感器,在結構設計上將參考傳感器結構，將智能處理模塊、網絡傳輸模塊沁電源模賤入慎感酸.同時考慮一體化的防護措施；對

8、于小型傳感器在不影響傳感器感應部分性能的基礎上進行一體化改造接入,形成即插即用的整體結構。3、外部結構設計不能影響傳感器與支撐架設結構的連接，能夠具備與目前已安裝的常規要素傳感器快速互換能力，便于在現有基礎上改造和更新。在接線結構上采用的技術路線：1、按照一體化的結構要求重新對原有接線進行改造，適當調整接線引出口以適應與智能處理模塊和電源模塊的對接；2、制定規范的線序，對引線進行封裝處理提高防護能力；3、實現傳感器接口與智能處理模塊的標準化對接”避免安裝錯誤。專用氣象芯片”接口與傳感器對接技術上：通過線陰位置的優化設計和跳線設置,使智能處理模塊能夠自動識別傳感器類型。2、檢測引線連接是否正常，

9、完成檢測后，快速調用接入傳感器的處理程序。!1!技術難點：傳感器接口和接線改造，完成；接線引出封裝工藝改進與適應惡劣環境的結構設計技術；創新點：智能氣象傳感器的專用處理芯片的接口自動識別設計；名稱智能傳感器軟硬件系統研制（一）目的和意義（儀器開發任務重點描述本任務在整個儀器設備開發中的作用與地位；應用開發任務重點描述擬解決的應用問題，包括應用問題來源，任務實施對儀器設備開發的作用。）近十幾年來,隨著我國科技水平和經濟能力的不斷提升,常規地面觀測要素已經實現了由人工觀測向自動觀測的轉變，在云能天等人工觀測項目的自動化研究中也取得了一些突破性的進展。但是作為臺站的基本架構依然是以一臺微計算機為核心

10、，多數據采集器采集并通過微計算機處理和傳輸,氣象數據只在數據中心存儲和被訪問的豎線型架構,因此還存在較多問題，主要體現在：設備缺乏有效的質量控制、遠程檢測等業務應用功能,不能適應氣象事業的發展需要，影響后期監控和保障服務工作的開展；云能天自動化觀測設備未能實現業務化應用，缺乏穩定、可靠的工程化產品設備，不能完全取代人工觀測;氣象臺站中多種探測設備的觀測數據各自分散，業務和信息管理不流暢，需要人工干預處理,數據流程也采用由下至上的單向傳輸，不利于信息的交流、共享和控制；地面觀測業務集約性差，數據處理效率低下、資源浪費嚴重；缺乏有效的多種信息數據融合處理能力和面向基層臺站所需要的氣象業務綜合服務功

11、能等。因此,依據我國綜合氣象觀測系統發展規劃，針對當前地面觀測業務現狀和發展需求，本課題將最新的傳感器網絡通信技術、智能信息融合處理技術引入到我國地面自動化觀測業務中，結合地面觀測的業務模式和特定服務的需求，構建一種以地面觀測業務模式需求為導向，體積小,功耗低,可靠性高，能夠自動校準維護,組網傳輸靈活，能夠實現和業努緊密結合的多傳感器數據融合的集數據采集、數據融合.數據傳輸以及自維護功能于一體的高度集成化的通用智能觀測模組，從而實現自動=象測量要素的分布式.交互式、可擴展和廣域化，形成具有我國自主知識產權的地面自動觀測智能設備。這是提高氣象儀器國產化程度,支撐國家氣象探測業務發展的需要，具有重

12、要的科學意義和應用前景。（二）目標及預期成果本項目的目標是以傳感器網絡技術、智能信息處理技術為支撐，研制針對宅象地面觀測業務的通用性低功耗、高集成、網絡化.智能化的地面宅象自動觀測智能設備模組,實現地面宅象要素的智能觀測。本項目的預期成果主要包括三個方面：1）針對地面觀測測量要素的通用低功耗模組。該模組以低功耗，高性能的嵌入式微處理器為核心,具備可在線重構的傳感器信號調理電路作為傳感器接口，兼容多種有線和無線網絡通信接口（包括以太網,RS485,WIFI以及ZIGBEE等模組支持電池、太陽能、以及外接直流電源等多種供電方式，支持對部分傳感部件的在線計量檢定。該模組可以通過1P隼成方式形成SOC

13、方式的智能傳感專用芯片。2）針對智能地面觀測的通信協議棧。該通信協議棧面向地面測量的傳感器分布和組網特征,-方面考慮建立宅象測量傳輸的專網,另一方面也充分考虎和現有的網絡相結合,實現無人工干預的層次化智能組網,支持超大規模的傳感器網絡節點內任意節點的尋址訪問，能夠實現網絡自維護,能夠保證數據端對端的可等功能。3）針對智能地面觀測業勢模式的專用嵌入式軟件體系。該軟件系統包括專用的精簡嵌入式操作系統在驅動層支持模塊內的接口硬件在線配置,支持智能觀測通信協議棧,同時在應用層按照不同觀測業努需求定義不同的應用模式，支持層次化多傳感器數據融合，對數據的按需采集和處理，以及綜合利用網絡數據進行自檢定等。總

14、體來說，本項目的成果體現在硬件體系，數據通信網絡協議,以及專用傳感器軟件體系三個方面。預期取得無線傳輸和智能組網方面的3項專利，軟件體系方面的3項軟件著作權，并形成數據接口等方面的5項規范。（三）技術方案（除介紹技術路線外，儀器開發任務還應介紹本任務與項目其他環節的集成方案）本課題的技術路線按照硏發內容的不同，總體上將課題分為兩個階段。第一個階段：主要完成智能觀測傳感器的接口定義和開發，以及通信協議棧和軟件體系結構的設計和建立。）可重構的傳感器信號調理接口地面氣象觀測又需要眾多的觀測要素，有些要素的測量輸出差別較大，包括噪聲源和信號特征，信號的幅度范圍等各不相同，因此需要進行不同的前端處理。通

15、過設計可編程控制的模擬信號謹路選擇器r模擬開關，以及數控電位器，増益可控放大器等，按照合適的方式組織起來，并提供完善的圖形化開發界面和工具,以實現在通用平臺上對不同信號處理需求的適應性。2）通信協議棧的開發智能化的傳感器的關鍵之一就是網絡的接入，而網絡的接入則依賴于合適的通信協議棧。地面觀測點具有分布廣，環境復雜且不同地區差異很大，區域范圍內傳感器分布相對密集,部分區域傳感器數量大且相對集中等特點。因此在通信協議棧的設計上，我們即需要考慮物理層的多種接入方式，也需要在傳輸層和網絡層考慮和現有網絡的兼容性以及形成自有專用網絡的特殊性，同時還需要在應用層考慮智能觀測數據的特定表現形式和應用模式。本

16、課題的通信協議棧的開發擬采取和傳統通信協議棧類似的層次劃分,并將各層次按照模塊化的方式實現封裝。對于具備有線接入條件的地方以RS485網絡和以太網的接入形式為主；對于相對集中的區域，特別是測點數目較大的區域以短距離的無線接入形式為主；而對于分散的孤立測點則綜合考慮使用衛星通信或者利用網絡運營商的商用遠距離無線通信網絡。傳輸和網絡層對所有的智能傳感節點使用唯一的地址標識,該地址通過一個轉換接口可以綁定成IP等多種現有網絡的地址，支持點對點的雙向通信。通過引出每個層次的管理和數據封裝接口，可以實現對不同網絡的不同層次的兼容接入。專用局部的大規模無線傳感器網絡主要在網絡層提高對于廣播和組播的傳輸效率

17、以滿足局部數據融合的需求；專用遠距離的節點訪問主要在于采用層次化的尋址方式優化跨網絡的節點尋址。為了適應傳感節點低功耗低成本的需求，節點分為不同類別支持不同的網絡功能等級。在協議棧的設計中，各層次消耗資源較大的部分如路由表維護和查詢等均針對應用層提供統一的封裝接口，以便于模塊化的協處理器功能擴展。3）面向應用的軟件體系設計軟件體系結構包括了針對智能傳感器業務模式的專用操作系統和應用運行流程框架。作為一個通用化的智能傳感器,需要支持各種不同的變換器的電信號輸入，因此支持在線的前端調理電路的重構和不同軟件數字信號處理模式的加載。考慮到實際傳感器大部分采用間歇式的工作方式，同時又需要支持遠程的喚醒和

18、遠程主動的業務數據請求，因此采用在驅動層進行硬件低功耗控制，在操作系統層逬行業務模塊的低功耗控制。系統設計使用運行時按請求動態加載軟件業務模塊的方法，確保系統運行的低功耗。智能傳感器利用網絡數據進行數據有效性的監測，以及根據關聯傳感器被請求的服務智能選擇自身的數據探測范圍，并完成相關數據的融合,在后臺通過數據監聽定期進行傳感器的不同層次的計量自標定。第二個階段：主要是定義面向業務模式的應用以及應用在一體化智能觀測傳感器中的集成應用。1）硬件集成應用，完成一體化智能觀測傳感器的功能單元組合封裝，對于經過確定驗證的部分，逐步集成到FPGA搭建的芯片驗證平臺內,迸行SOC的集成開發工作，并増加傳感器

19、的唯一標識信息.產品信息.數據質量控制參數.計量檢定控制信息以及其他可追溯信息等。為傳感器的使用、計量提供全程完整的可追溯信息；）通信協議棧與軟件系統的集成，將通信協議棧集成到軟件體系內的嵌入式操作系統運行框架下，通過對其存儲資源使用的評估和優化，作為一個模塊固化到SOC平臺內；）業務功能的類別和模式定義及應用的實現，通過將探測業雋平臺的業勢內容的數據服務需求模式在應用層進行特征抽取和設計，定義相關的數據表達形式和使用模式并以運行時可動態加載調度的組件形式集成于固化軟件中。本課題在設計實現過程中，通過傳感器變換接口的定義來與各傳感器的設計相連接，在硬件和軟件設計過程中遵從質量控制規范，通過制定

20、數據接口規范，以及制定應用層的服務類別定義和過程規范與系統軟件平臺進行接口和交互。）難點及創新點本課題的難點包括如下幾個方面：1）可動態重構的前端信號調理電路的設計，由于對智能傳感器產業化的要求,必然需要一種通用可大規模生產的產品，而同時地面氣象觀測又需要眾多的觀測要素,有些要素的測量輸出差別較大,包括噪聲源和信號特征,信號的幅度范圍等各不相同，因此需要進行不同的前端處理。2）兼容性網絡接口設計，由于智能傳感器在實際使用過程中應用的環境差異很大，特別是網絡，供電方式等各不相同，作為一體化的智能設備，應該具有智能識別和連接功能，從而要求支持多種網絡的接入方式。3）智能傳感器網絡協議的設計，作為一

21、個分布遍及全國的傳感器網絡，而且終端網絡的接入形式各不相同，所以數據和指令的傳輸可能需要跨越各種不同的網絡層次，如何解決在這種環境下，網路傳輸的高效性、可靠性、安全性，就需要一個符合地面觀測數據及其應用特征的專用網絡協議棧。4）智能傳感器的應用模式設計,作為智能化的觀測終端設備，智能傳感器應該具備有綜合利用相關的網絡數據，按照被請求的任務功能需求進行數據的融合處理,甚至包括系統的自維護功能，從而保持系統的可靠性和穩定性。本課題的創新性在于：1）利用可重構技術實現了對于不同觀測傳感器信號的統一接入,極大提高了設備的可生產性和可用性，降低了成本。2）通過設計針對地面觀測數據傳輸和觀測臺站網絡接入環

22、境特點的網絡協議棧，提供了對任意端點的透明訪問能力,從真正意義上有效實現了智能網絡化的地面觀測。3）設計了針對地面觀測數據采集和使用模式的終端軟件體系結構,實現面向請求的服務加載機制,以及后臺自維護機制，一方面最小化了終端資源需求，另一方面有效提高了觀測傳感器端的能效比。名稱傳感器網絡傳輸系統硏制（一）目的和意義（儀器開發任務重點描述本任務在整個儀器設備開發中的作用與地位；應用開發任務重點描述擬解決的應用問題，包括應用問題來源，任務實施對儀器設備開發的作用。）在氣象觀測中的應用目的是把氣象傳感器采集的溫濕壓風等氣象要素，通過無線傳感器網絡局地聯網集中數據，并通過互聯網、3G等遠程聯網傳輸，并在

23、遠程主機進行數據管理與控制。基于物聯網關鍵技術之一的無線傳感器網絡技術，使得相對于傳統的觀測體系就像移動電話相比固定電話的優勢一樣：安裝方便，移動靈活,維護簡單，備份容易，數據通信可靠。而這些特性非常適合于需要大量要素觀測的氣象觀測試驗、應急觀測、自動站觀測等場合。通過無線傳感器網絡，我們可以根據需要任意安置氣象傳感器，按照一定的協議規范,選擇或根據子網標識及IEEE地址等自動選擇所需的氣象要素。并方便地構建各種氣象觀測系統。因此，通過本任務的實施，提供氣象行業的業務觀測水平與能力，實現物聯網技術的示范推廣。目前，由于我國的傳感器之間的通信，目前主要采用RS232接口及模擬接口的形式，因此，需

24、要在此基礎上平穩過渡。為兼顧全國已經布設的大量自動氣象站，在采用有線的同時，考慮無線方案，使得氣象觀測能力能夠較大幅度的提升。本任務,是在氣象觀測中整體性能提升的一個創新點。在氣象觀測中，一方面需要在觀測現場的局部，與其他環境參數進行聯網檢測，形成自動氣象站；另一方面，需要把氣象數據實時傳輸到國家或省級運型監控中心，以構建綜合檢測系統。因此需要采用物聯網技術設計局地通信接口及適合的遠程通信裝置，把采集數據實時傳輸到遠程監控中心，并方便存儲、查詢、管理、數據分發，并顯示氣象要素的分布情況，從而實時監控區域小尺度系統如雷暴的形成、移動、與消亡。同時，可通過全國的實時氣象要素分布掌握中大尺度天氣的系

25、統的演變過程。（二）目標及預期成果本任務的主要硏究內容有：無線傳感器網絡技術硏究，數據通信器（數據采集器）技術研究，自動氣象觀測系統集成技術初步硏究，以及自動監測系統的質量保證技術研究。各個無線網絡化的氣象觀測節點，一臺含有匯聚節點的計算機就可實現自動氣象站。利用很多個自動氣象站以及相應的數據通信器，通過遠程服務器系統,就可以構成氣象觀測系統。通過任務的實施，制定無線網絡化傳感器及其數據通信器構建的自動監測站的系統架構、協議規范、標準等。形成實時的氣象觀測系統，實現氣象觀測集約化。建立30套以上的實際物聯網自動氣象站，進行示范應用,充分確保其實用性。發表論文6篇，申請專利3項，獲得軟件著作權3

26、項。（三）技術方案（除介紹技術路線外，儀器開發任務還應介紹本任務與項目其他環節的集成方案）本任務在所硏制的基本氣象傳感器以及GPS/MET能見度等特殊氣象儀器的基礎上，形成一個較大型的綜合氣象觀測系統。本任務是本項目儀器集成的無線通信傳輸部分。本任務研制無線傳感器網絡節點及接口，研究數據通信器，構成包括數據實時采集、處理、傳輸、控制、集中管理等為一體的物聯網型自動監測傳輸系統。(1)無線傳感器網絡目前無線傳感器網絡較為常用的有Crossbow公司的產品注要采用CC2420及AVR單片機構成，已相對落后；英國JENNIC公司采用含有32位處理器的JN5121.JN5139等各種型號的單片式無線傳

27、感器網絡z處理速度較高但其內核沒有完全開放；基于TI的CC2430.CC2530等系統則有較低的成本、較高的性能、較好的技術支持及開放資源，是本設計的首選。本系統采用CC2530構成單片式的結構,利用ZigBeePro協議棧來進行開發設計。申請人已經設計了基于的CC2530處理器的基出模塊，其性能良好。以近幾年從事無線傳感器網絡系統研究取得的一些成功經驗為基出，針對本任務的氣象檢測應用領域，自動氣象觀測系統由一個或多個相同或不同類型的傳感器節點構成一個局域的無線傳感器網絡自動氣象站。自動氣象站中可以根據需要有一大功率路由節點,與自動氣象站的具有協調器節點的主機實時數據庫相連。也可以直接把協調器

28、節點設計在通信器上,并連接遠程實時數據庫。數據通信器主要由無線傳感器網絡協調器、主處理器系統、遠程通信模塊構成。各無線網絡化傳感器節點采集到的數據里利用ZigBeePro等技術通過無線傳感器網絡發出，利用數據通信器的協調器接收并送主處理器系統解碼、存儲、處理、簡單質量控制，再通過遠程通信模塊發送到遠程計算機的實時數據庫。無線傳感器網絡協調器采用CC2530模塊實現，并采用ZigBeePro協議棧,此協調器(匯聚)節點也采用低功耗設計。ARM嵌入式系統,由于其獨特的速度及功耗優勢，非常適合于作為數據通信單元，也是目前高性能測控系統中優先選擇的方氧本系統中，擬采用S3C2440系統,具有較多的開放

29、資源以及工業級的特性,體積小巧，可配多種尺寸的彩屏或單色屏,功耗也較低。采用S3C2440的硬件系統,并通過Linux及WINCE操作系統下的試驗，證實了可行性。采用低功耗設計，可以確保較長時間的電池供電設計。遠程通信中，GPRS、3G、TCP/IP、UDP收發已進行了初步試驗，結果是可行的。TCP/IP、UDP只是在互聯網接入的情況下的選擇；GPRS與3G可以合而為一，3G具有CDMA2000、TD-SCDMA.WCDMA的選擇。中國電信的CDMA2000lxEV-DO系統已可提供上行和下載的峰值速率分別達153.6kbps.2.4Mbpsz申請人已進行了該通信的實現，用于氣象數據的通信是可

30、行的肚匕方案優先考慮。中國移動的TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技術優勢于一體、系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強,實際網絡速度可達384Kbps。中國聯通的WCDMA是具備代表性的3G移動通信技術，可支持384kbps2Mbps的數據傳輸速率。(3)無線傳感器網絡接口研制無線傳感器網絡節點及接口，采用CC2530無線處理器設計實現，并采用ZigBeePro協議棧。在接口中采用統一的標準,并可提供地址、狀態等相關信息。通過密碼驗證后提供遠程的傳感器自動校準命令。采取測試試驗、考核、篩選等措施,并優化設計方案。無線傳感器網絡接口需完成試驗、原理圖設計、PCB設計、電路制版、焊接

31、、調試、編程、測試、老化等工作。(4)自動監測系統系統集成技術初步研究為滿足自動監測系統的通用性、互換性,以方便組網、維護、維修，需要研究數據傳輸的協議規范。規范傳感器節點的功能、數據格式等，確保滿足物聯網技術的綜合氣象觀測系統的要求。結合SOCKET技術實現遠程主機對各自動氣象站的數據采集，并建立實時動態數據庫實現數據管理，通過主機系統實現基于地理信息系統的氣象數據實時在線顯示。進行大量無線處理器模塊的可靠性仿真試驗,以驗證實際通信的可靠性。建立物聯網新一代綜合氣象觀測系統，進行試驗、考核、示范應用以及觀測試驗應用，充分保證其實用性。）難點及創新點難點:1、無線傳感器網絡接口的微型化及彳氐功

32、耗設計需要設計微型的體積，以不影響安裝空間。在沒有數據通信時自動進入休眠狀態，而通信時，微秒級時間內激活，從而降低功耗。2、數據通信器的設計采用ARM微處理器及局域、遠程通信技術，進行數據通信器的設計。需要考慮局域無線傳感器網絡的組建、以及傳輸距離的協調關系，并形成一個能安全的可靠工作的通信網絡。遠程傳輸時，采用3G、TCP/IP、GPRS等技術實現。3、數據傳輸可靠性硏究氣象數據信息量極大，臺站多，數據傳輸的可靠性成為關鍵因素，因此采用CRC校驗等措施，確保氣象數據的質量。4、軟件系統設計數據遠程采集、動態數據庫的建立與更新。此外,還需進行綜合數據庫管理系統的初步設計,基于地理信息系統的顯示

33、查詢系統的設計。創新點：1、基于傳感器網絡的高精度自動氣象站系統。2、基于地理信息系統的實時等值線圖及溫度分布顯示及查詢系統。名稱智能傳感器一體化集成系統定制（一）目的和意義（儀器開發任務重點描述本任務在整個儀器設備開發中的作用與地位;應用開發任務重點描述擬解決的應用問題，包括應用問題來源，任務實施對儀器設備開發的作用。）智能傳感器從部件上包括傳感模塊、智能處理模塊、網絡傳輸模塊以及電源模塊等四個部分，其整體系統要從總體設計入手，不僅要考慮每個模塊單元部件的穩定性和可靠性，還要將各功能模塊進行高度集成，以提高智能傳感器的運行穩定性以及在各種惡劣環境下的適用性。因此智能傳感器一體化集成系統設計和

34、實現是最終決定該設備能否成為業務應用的一個重要因素。其主要解決微型化、低功耗、抗電磁雷擊干擾、防塵干擾、高低溫濕環境適應性等方面的問題。（二）目標及預期成果實現常規氣象六要素智能傳感器的一體化設計,預期達到的性能指標如下：自身功耗：小于10mW;供電方式：一體化小型太陽能供電組件（包括為通訊部分供電）；工作環境：環境溫度-5OC+85C;相對濕度:0100%;（三）技術方案（除介紹技術路線外，儀器開發任務還應介紹本任務與項目其他環節的集成方案）從電路設計和結構設計上充分考慮傳感模塊、智能處理模塊、網絡傳輸模塊以及電源模塊的集成設計。在電路設計上采取的技術路線為：（1）通過對電路兀器件以及包括電路板材料的選型，PCB板的布線處理、制作工藝技術的完善等處理手段,提高系統電子部件的高低溫工作的適用性。（2）通過合理、有效的溫度補償以及溫度控制處理技術，提高系統電子部件在高低溫環境下的測量精度。(3)通過采用合理、有