S-CGWS 六合一气象监测

一、产品介绍
S-CGWS 六合一气象传感器是一款高度集成化一体式气象监测设备，集成大气气压、空气温度、空气湿度、风向、风速、降雨量六大核心气象监测单元，单设备即可完成多要素同步采集。设备采用一体化密封结构设计，搭载成熟传感芯片与信号处理电路，标配标准 RS485 通讯接口，遵循 MODBUS-RTU 通用协议，可直接对接数据采集仪、物联网主机、工控系统等各类终端设备。
产品外壳选用耐老化、抗腐蚀工程塑料，具备优秀的防水、防尘、抗紫外线能力，可长期在野外露天环境运行。整机体积小巧、布线简洁，摒弃分体式传感器繁杂的安装方式，大幅降低现场施工与后期运维难度。设备功耗低、响应速度快、测量稳定，适配气象观测、智慧农业、城市环境、道路交通、生态监测等多种场景，既能单点独立监测，也可批量组网构建区域性气象监测网络，是轻量化、标准化气象监测的优选设备。 二、功能特点

1. 六要素一体化集成监测

单台设备同步采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨量六项气象参数，集成度高，减少多台设备组合布设的麻烦，节约设备采购与现场安装成本。

2. 标准 RS485 通讯输出

标配 RS485 接口，采用行业通用 MODBUS-RTU 通讯协议，通讯稳定、兼容性强，可直接对接各类采集主机、PLC、物联网平台，支持远距离信号传输。

3. 测量精准、响应迅速

各传感单元经过出厂精准校准，搭配内置信号滤波与温度补偿电路，有效抑制环境干扰，参数响应速度快，长期运行数据无明显漂移。

4. 低功耗设计

整机静态功耗低，可适配电池供电、太阳能供电等多种供电方案，适合野外无市电的长期监测场景。

5. 全户外高防护性能

整机一体化密封工艺，防护等级优异，具备防水、防尘、防凝露、抗暴晒、抗风沙能力，可在雨雪、霜冻、高温等复杂野外环境全天候工作。

6. 结构紧凑、安装便捷

一体式机身设计，搭配通用固定支架，支持立杆、墙面等多种安装形式，安装流程简单，无需复杂调试。

7. 抗干扰能力强

内置电磁防护电路，可抵御野外电机、无线设备等带来的电磁干扰，保障复杂工况下数据传输与采集稳定。

8. 参数灵活可配置

支持远程或本地设置采样间隔、设备地址、通讯波特率等参数，适配不同监测系统与使用需求。

9. 免频繁维护

雨量单元采用防堵塞结构，风向风速无机械易损件，整机故障率低，野外使用期间仅需定期简单清理，维护工作量小。

10. 拓展组网能力强

支持 RS485 总线型组网，单条线路可挂载多台传感器，轻松实现大面积区域网格化气象监测。
 
三、监测原理
本设备融合多种成熟气象传感技术，结合信号调理、模数转换、RS485 数据传输技术，实现六要素同步采集与输出，各参数监测原理及整体工作流程如下：

1. 空气温度监测

采用高精度铂电阻传感元件，利用金属电阻值随环境温度变化的物理特性，将温度变化转化为连续电信号，配合温度补偿电路修正误差，实现精准测温。

2. 空气湿度监测

选用电容式湿度芯片，环境相对湿度改变芯片介质的介电常数，进而产生对应电信号，电路对信号放大、处理后输出湿度数值。

3. 大气气压监测

采用硅压阻式压力传感器，利用硅材料的压阻效应，大气压力作用于敏感膜片时会引发电阻变化，电路将电阻信号换算为标准气压值。

4. 风向、风速监测

采用超声波探测原理，设备发射高频超声波，利用气流对超声波传播速度、传播方向的影响，通过时差与相位计算得出实时风速与风向，无机械转动部件，耐磨且不易损坏。

5. 降雨量监测

采用翻斗式传感结构，雨滴积累翻斗运动产生信号，传感器将翻动转换为电信号，结合单位时间内信号频次与强度，计算瞬时雨强、累计降雨量，内置防堵结构，减少落叶、杂物影响。

6. 信号处理与传输

所有传感单元输出的原始模拟信号，经内部滤波、放大、模数转换后，统一汇总至主控单元。主控按照 MODBUS 协议打包数据，通过 RS485 接口向外传输；上位机下发指令时，设备可接收参数配置、数据读取等指令，完成双向通讯。
四、设备参数
一、通用参数

参数名称	技术指标
监测要素	大气气压、空气温度、空气湿度、风向、风速、降雨量
通讯接口	RS485
通讯协议	MODBUS-RTU
标准波特率	9600（可自定义）
供电电压	DC 5V ~ 24V 宽电压供电
整机功耗	低功耗设计，静态电流≤15mA
通讯距离	RS485 有线最远传输 800m
工作环境	-40℃ ~ 80℃，0~100% RH（非凝露）
防护等级	IP66
外壳材质	耐候 ASA+PC 工程塑料

二、各传感单元技术参数

监测项目	测量量程	分辨率	测量精度	监测原理
大气气压	450 ~ 1100 hPa	0.1 hPa	±0.3 hPa	硅压阻式
空气温度	-40℃ ~ 60℃	0.1℃	±0.2℃	铂电阻
空气相对湿度	0 ~ 100%RH	0.1%RH	≤80%RH：±3%RH；＞80%RH：±5%RH	电容式
风向	0° ~ 360°	1°	±5°	超声波
风速	0 ~ 60 m/s	0.1 m/s	＜10m/s：±0.5m/s；≥10m/s：±5%	超声波
降雨量	0 ~ 24 mm/min	0.01 mm	±5%	翻斗式

三、物理参数

参数名称	技术指标
整机结构	一体化紧凑型设计
安装方式	立杆安装、支架壁挂安装
线缆规格	配套户外耐老化屏蔽线缆

五、应用行业

1. 智慧农业行业

大田、果蔬大棚、果园、茶园等种植区域监测温湿度、风雨、气压、降雨，依据气象数据指导灌溉、植保、田间作业，防范气象灾害。

2. 气象观测行业

区域自动气象站、乡镇微型气象点位、气象加密站点，补充区域气象观测数据，完善地面气象监测网络。
3 生态环境行业
自然保护区、湿地公园、草原、林地等生态区域，开展局地气象长期观测，辅助生态评估与物种栖息地研究。

3. 道路交通行业

高速公路、国道、桥梁、隧道出入口监测风雨、温湿度、气压，发布道路气象预警，保障通行安全。

4. 水利防汛行业

水库、河道、灌区、低洼地带监测降雨量、风向风速，预判汛情、内涝风险，支撑水利调度与防汛工作。

5. 城市管理行业

城市园区、居民区、广场、扬尘管控区域，监测城市微气候，服务城市环境治理与公共管理。

6. 科研教育行业

农林、气象、环境类院校及科研院所，用于试验观测、课题研究、教学实验。

7. 光伏 / 风电行业

光伏电站、风电场监测局地气象要素，评估设备运行环境，优化能源调度策略。
 
六、安装方式
1. 前期点位选择
选择视野开阔、无高大树木、建筑物、广告牌遮挡的位置，保证风、雨、气流正常流通；远离强电磁设备、高压线路，避免信号干扰；农田、气象站点按照行业观测规范选址。
2. 支架与立杆安装

1. 设备标配固定支架，可搭配气象立杆使用，常规安装高度距离地面 1.5m~2.0m，符合地面气象观测标准。
2. 将支架牢固固定在立杆或墙体上，保证支架水平、机身端正，安装后无晃动。
3. 风向监测需提前校准正北方向，确保风向数据准确。

3. 线路连接

1. 所有接线必须在断电状态下操作，区分电源正负极与 RS485 通讯线，按照标识对应连接。
2. 通讯线路优先使用屏蔽线缆，户外走线规整固定，加装防护套管，避免线缆拉扯、磨损、动物啃咬。
3. 线路接头处做好防水密封处理，防止雨水渗入。

4. 参数配置与设备调试

1. 接通电源，使用上位机或采集仪连接设备，设置设备地址、通讯波特率、采样间隔等参数。
2. 读取实时数据，逐一核对气压、温湿度、风向、风速、雨量六项参数，确认数据正常、无异常跳变。
3. 短时间试运行，设备运行稳定后即可投入常态化监测。

5. 后期巡检维护

1. 每月定期检查设备固定状态、外壳清洁度，清理雨量感应面、机身表面的灰尘、落叶。
2. 雨季、大风天气增加巡检频次，检查线路防水与牢固性。

安装注意事项

1. 严禁撞击、摔打设备机身，避免内部传感元件受损；
2. 风向安装务必校准正北，否则会造成风向数据偏差；
3. 户外线路全程做好防水、防雷处理；
4. 禁止私自拆解设备外壳，破坏密封结构。

 
七、使用场景

1. 农田全域气象监测

规模化种植基地、连片大田布设设备，全天候监测降雨、温湿度、风速，科学安排灌溉、打药、收割等农事，提前防范大风、暴雨、霜冻等灾害。

2. 自动气象加密站点

国家级、区域气象观测网络补充点位，实现高密度气象数据采集，提升区域气象预报精准度。

3. 湿地 / 林地生态观测

自然保护区、湿地、森林长期监测局地微气候，结合动植物数据，开展生态演变、栖息地研究。

4. 道路交通安全监测

山区公路、桥梁、临水路段监测风雨、大雾等气象条件，及时发布道路恶劣天气预警。

5. 水库河道防汛监测

河流、水库、灌区实时监测降雨量与风力，预判水位变化与洪涝风险，支撑防汛指挥。

6. 园区与厂区环境监测

工业园区、文旅景区、居民小区监测微气候，服务环境管控与园区管理。

7. 实验室与野外科研试验

各类气象、农林科研试验，连续采集标准气象数据，支撑课题分析与论文撰写。

8. 新能源场站监测

风电场、光伏电站监测现场风速、温湿度、气压，为新能源设备运维、发电效率分析提供依据。
 
八、效果分析

1. 集成化优势显著

六要素一体化设计，一台设备替代六台分体传感器，大幅减少现场布线、安装工作量，降低整体采购与运维成本，场地布局更简洁。

2. 数据精准稳定

依托成熟传感技术与电路补偿设计，测量精度符合气象观测标准；RS485 通讯抗干扰能力强，长距离传输数据不丢失、无乱码，数据可靠性高。

3. 环境适配能力强

IP66 防护等级搭配宽温工作范围，可适应高温、严寒、暴雨、风沙等各类野外恶劣环境，全年连续稳定运行，设备故障率低。

4. 组网灵活拓展

基于 RS485 总线模式，可快速搭建大面积监测网络，单点、集群场景均可适配，兼容各类采集系统与物联网平台，通用性强。

5. 功耗与供电适配

超低静态功耗，除市电外，可搭配太阳能 + 电池组在无市电野外长期使用，适用场景范围更广。

6. 运维简便高效

无易损机械结构，雨量单元防堵塞设计，日常仅需简单清洁，无需频繁校准与维修，长期运维压力小。

7. 标准化应用

数据格式、通讯协议符合行业通用标准，采集数据可直接用于气象上报、农业分析、生态评估、工程验收等各类工作。
 
九、国标规范

1. GB/T 44066-2024《自动气象站》，规定自动气象站及配套传感器的测量性能、环境适应性、通讯、安全等通用要求。
2. GB/T 35225-2017《地面气象观测规范 气压》，规范气压传感器测量方法与精度指标。
3. GB/T 35226-2017《地面气象观测规范 空气温度和湿度》，明确温湿度传感器技术要求与观测规范。
4. GB/T 35227-2017《地面气象观测规范 风向和风速》，规定风向风速传感器检测标准与安装要求。
5. GB/T 35228-2017《地面气象观测规范 降水量》，规范雨量传感器测量精度与使用要求。
6. GB/T 33694-2017《自动气候站观测规范》，指导设备点位布设、数据采集与质量控制。
7. GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP 代码）》，界定设备 IP66 防水防尘技术标准。
8. GB/T 17626 系列《电磁兼容 试验和测量技术》，保障设备复杂电磁环境下稳定工作。
9. QX/T 62-2021《气象数据传输格式》，规范 RS485 通讯数据格式要求。

 
十、参考文献
[1] GB/T 44066-2024，自动气象站 [S]
[2] GB/T 35225-2017，地面气象观测规范 气压 [S]
[3] GB/T 35226-2017，地面气象观测规范 空气温度和湿度 [S]
[4] GB/T 35227-2017，地面气象观测规范 风向和风速 [S]
[5] GB/T 35228-2017，地面气象观测规范 降水量 [S]
[6] GB/T 33694-2017，自动气候站观测规范 [S]
[7] GB/T 4208-2017，外壳防护等级（IP 代码）[S]
[8] QX/T 62-2021，气象数据传输格式 [S]
[9] 超声波气象传感技术应用手册 [Z]
[10] MODBUS-RTU 通讯协议工业应用指南 [Z]