BR1000X波文比观测系统

· 系统配置

包括气象要素观测单元、供电单元、数据采集、存储及传输单元、系统安装附件。

 · 应用领域

广泛应用于湿地、农田、草地下垫面土壤理化分析、水循环监测、植物生理生态研究。

· 系统特点

  使用简便，低功耗，性能卓越

  无破坏，可进行长期的、实时土壤监测

  系统的支架方便搬运，可折叠，方便野外安装

  系统配有无线数据传输模块，提供了远程监控功能，可以实现远程数据下载、查看实时数据、监控系统运行状态、分析系统功耗、排除潜在的风险。数据下载有效率高，支持断线续传，丢失自动补充。

  选用野外常年运行故障率低且精度高的土壤水热传感器，可以保障数据的连续性和准确性

  系统内数据采集器兼容性强，后期可以根据需要增加风速风向、降雨等气象传感器

  安全可靠的运行是整个系统建设的基础。数据信息的重要性需求网络系统要有较高的安全性。本系统具备容错、备份及自诊断模块，便于快速判断故障点并迅速排除。配备严格的数据安全体系，避免非法入侵，确保数据的准确性，数据传输的正确性，防止异常情况发生。

系统供电

系统供电分别考虑现场使用太阳能供电两种方式，系统采用太阳能供电系统作为供电单元，同时配备高性能、大容量的锂电池作为后备电源，保证系统在恶劣环境下长期稳定工作。同时，系统具有本地数据存储功能，系统坚固耐用，适用于高海拔、高寒、沙漠、极地和干旱等极端的环境。

数据接收监控系统

LoggerNet软件是CSI开发的一种集通讯和数据采集于一体的应用软件，是可以运行在 Windows XP或Windows 7环境下的软件。用户可通过该软件完成配置、建立计算机和数据采集器的连接、发送采集程序、收集数据、观察实时数据、以及简单数据分析等，LoggerNet的最新版本为4.1。下载数据时，用户可以选择不同路径存放文件。该软件适用于所有CSI的数采及其数据的在线和离线操作。

LoggerNet主要功能：

a使用ShortCut, Edlog，CRBasic编程工具来创建和编辑数据采集器的工作程序.

b可以按要求下载数据（选择要下载的数据表，某时间段的数据，具体记录号的数据）

支持定时自动下载数据

c可以通过任何一种通讯方式下载数据，并且支持混合通讯（例如：Phone- to- RF)

d实时数据可以通过数字或曲线图的形式被监测，支持多表格同时显示

e通过RTMC工具可以编辑图形化窗口监测数据和数采状态

f 从数采采集器采集到的数据为.dat格式，可以使用Excel表格打开

该系统通过一个数据采集器采集所有要素，因此可以在同一个EXCEL表格里把所有的测量要素全部都展示出来，且实时监测。

CR6数据采集器具有4MB的内存，内部存储采用二进制格式，CR系列采集器最大的优势就是代码开源，用户通过CRBasic编辑器来编辑采集器的工作程序，根据需求修改采样频率和存储间隔，定制数据的处理方式，CR系列采集器支持存储采样值，平均值，最大最小值，累计值，标准差，三维柱状图等数据处理方式。如果需要实现野外不间断的长期存储，用户可以通过使用CF卡来扩展内存，目前可以支持最大16G的CF卡。

Loggernet自带的RTMC功能可以用来设计图形化的监控界面来显示实时数据，该功能支持中文，且操作简单，用户不需要做软件开发就可以在很短的时间内完成美观的界面设计。

同时，如果用来监控数据的电脑能够上网，还可以通过单独购买的RTMC Web Server软件将此台电脑设置成一个http服务器，更多的用户可以通过网络来访问这台电脑的监控界面查看数据。用户无论身在何地，只要在IE浏览器中输入服务器的IP地址或域名，就可以看到监控界面。VDV不但可以浏览实时数据，还支持查询某一时段的历史数据。同时它还支持汉化和网页发布，具有风玫瑰，柱状图，曲线图等数据处理方式。

2012年，CSI公司发布了支持Android和IOS操作系统的通讯采集软件LoggerLink，Android或者Iphone手机的用户，可以通过Wi-Fi连接采集器。除了Loggernet本身的数据处理和显示功能外，Loggernet还支持将数据倒入第三方的软件里。CSI公司的OPC Server可以将采集的实时数据发送到支持OPC协议的第三方客户软件中。LNDB则是将实时数据倒入MySQL或SQL server的数据库中，用户可以用数据库中的数据来做开发。同CSI还为用户提供了Loggernet软件的开发包（SDK），以上这些都非常适用于具有独立开发能力的用户。

该软件自带的RTMC工具，具备丰富的图形控件，用户可根据习惯自定义创建中文的监控图形界面，支持多站点的同时监控。

系统方案Loggerent 下载的数据格式为.dat格式的数据文件，用户可以用记事本或Excel等工具打开，对数据进行分析解析，数据记录同时也可以被第三方软件调用。考虑到用户更高的数据展示与处理需求，CSI公司还提供了OPC Server和LNDB软件，OPC Server软件可以通过OPC协议将数据轻松地转给第三方软件，LNDB则是用于将采集到的数据入数据库，第三方软件可以用数据库中的数据来做高级开发。

软件包含用户管理，数据入库，数据观测，数据查询，生成数据分析报表，用户帮助这六个功能模块。其中对数据管理主要依托于数据库来实现。

数据传输模块

站点就地通讯方式：

-直连笔记本或PC

笔记本或PC机可以用232线直接连数据采集器的RS-232接口。

-GPRS，CDMA和4G通讯

在系统中，用户通过GPRS无线通讯可以远程访问站点监控数据，并可以启用自动下载历史数据的功能。

随着4G网络的推出和逐渐普及，我们公司的4G无线通讯模块也脱颖而出。最大数据传输速率可达115200bps/s,可用于数据量较大的通讯系统。具有通讯稳定、功耗低、耐低温等特点，是无人值守站的最佳选择。

CR1000X数据采集器

 CR1000X是我们的旗舰数据记录仪，可为各种应用提供测量和控制。其可靠性和耐用性使其成为远程环境应用的理想选择，包括气象站，mesonet系统，风廓线，空气质量监测，水文系统，水质监测和水文气象站。

CR1000X是一款低功耗设备，可测量传感器，驱动直接通信和电信，分析数据，控制外部设备，并将数据和程序存储在机载非易失性存储器中。电子设备由独特的密封不锈钢罐射频屏蔽。电池供电的时钟保证准确的计时。所有当代Campbell Scientific数据采集器都采用板载BASIC编程语言，支持数据处理和分析程序。

特征

  在极端环境下运行，标准工作范围为-40°至+ 70°C，扩展工作范围为-55°至+ 85°C

  直接连接到电脑的USB端口

  快速模拟测量功能（300 + Hz）捕捉快速变化的数据值

  通过更高的分辨率测量（24位Adc）区分数据值甚至微小的变化

  包括两个非隔离的电流输入通道，用于直接连接0到20 mA或4到20 mA电流输出的传感器

  包含用于托管Campbell高速传感器和分布式模块（CDM）的板载CPI端口，直接连接到以太网

  包含用于扩展内存要求的microSD卡驱动器

  通过SDI-12，RS-232和/或RS-485提供简单的串行传感器集成和测量

  支持完整的PakBus网络

  包括通过网页浏览器直接连接的嵌入式网页

兼容性

1、传感器

使用多种终端类型，CR1000X几乎与所有可用的传感器兼容，包括模拟（电压和电流），热电偶，串行，SDI-12，脉冲和频率传感器。 

2、测量和控制外设

CR1000X兼容我们所有的CDM，多路复用器，振弦接口，终端输入模块和继电器。 

3、通讯

CR1000X通过直接USB端口，10 / 100baseT以太网端口，多点调制解调器，短程调制解调器，电话调制解调器（地面线路，数字蜂窝和语音合成），RF遥测和卫星发射机（HDR GOES， Argos，Meteosat，铱星和Inmarsat）。

数据可以在CR1000KD键盘显示器，带键盘的CD100可安装显示器，iOS或Android设备（需要我们免费的LoggerLink应用程序），CD295 DataView II显示器或其他第三方设备上查看。 

4、外壳

CR1000X及其电源可以安装在我们的任何标准外壳中。 

5、功率

任何外部12V直流电源都可以为CR1000X数据采集器供电。通常与CR1000X一起使用的Campbell Scientific电源是BPALK，PS150和PS200。 

6、软件

需要Campbell Scientific专有软件对CR1000X数据记录器进行编程，配置和通信。各种软件选项可满足广泛的应用需求。至少需要短切和PC200W。咨询坎贝尔科学支持和实施工程师，以确定最佳的软件选项。 

CR1000X兼容软件包括：

Ø  LoggerLink（版本1.6或更高版本）

Ø  设备配置实用程序（版本2.16或更高版本）

Ø  快捷方式（版本4.0或更高版本）

Ø  PC200W（4.5或更高版本）

Ø  PC400（4.5或更高版本）

Ø  LoggerNet（版本4.5或更高版本）

Ø  LNLINUX（版本4.5或更高版本）

7、技术参数

1.   CPU: 32位处理器FPU,100MHz

2.   内存: 128 MB，可通过MicroSD卡扩展至8G

3.   时钟精度: ±3 分钟/年, 10 µs （选配GPS)

4.   USB micro B 接口直连PC, 全速2.0 , 12 Mbps

5.   10/100 RJ45 以太网口

6.   CS I/O 接口：连接CSI设备和显示

7.   RS-232/CPI 接口：CDM同步模块终端扩展接口

8.   通讯协议: PakBus, Modbus, DNP3, NTCIP, NMEA 0183等等

9.   两个SW12接口：用来给传感器或者通讯设备供电, 1.3 A @ -40°C, 0.47 A @ 80°C

10.  功耗 @ 12 Vdc: < 1 mA (待机), 1 mA (运行, 1 Hz扫描), 55 mA (运

11.  行, 20 Hz 扫描), 运行 + 25 mA (RS-232/RS-485), 运行 + 48 mA

12.  以太网通讯

13.  4个激发端口 (VX1 - VX4) 用来提供传感器激发或者控制供电

14.  100欧盟电阻接线端子 用来测量0-20ma和4-20ma电流信号

15.  模拟输入端口 (SE1 - SE16)

16.  16个单端或8个差分接口，最大量程±5000 mV 。A/D转换：24 位

17.  桥式电阻测量

18.  热电偶测量

19.  周期平均测量

20.  2个脉冲计数端口 (P1, P2) ：开关量计算，低频交流脉冲、高频脉冲信号

21.  8个C口 (C1 - C8)

22.  模拟测量精度 ±(0.04% 量程 + 偏移)

23.  最高分辨率: 0.02 µV RMS

24.   

HMP155A温度相对湿度传感器

HMP155A是一款性能优异的温度相对湿度传感器。它采用Vaisala研制的HUMICAP®180R加热型相对湿度探头，并结合当前先进的制造工艺，具有卓越的稳定性和强大的环境适应能力。凭借其灵敏度更高、反应更加迅速的新型温度探头，HMP155A能够以更快的速度对环境温度的变化做出反应，让您随时掌握温度变化的第一手数据资料。HMP155A支持0~1V电压输出，对CSI的全系列数据采集器拥有良好的兼容性；其采用节能设计，仅在测量时由数据采集器供电，非工作时可停止供电。

HMP155A温度湿度可广泛应用于气象观测与预报、道路环境监测、民航、工业检测等领域。为了使该传感器能够消除环境影响进行更加精确的测量，并使其拥有更加长久的使用寿命，我们建议您为其配备41005-5防辐射罩，或者将其安装在百叶箱内。

主要技术参数：

工作环境：-80℃~60℃，0~100%RH

工作电压：7~28VDC

输出信号：电压（0~1V，0~5V，0~10V），RS-485，Pt100（4线连接）

外壳：聚碳酸酯

外壳防护等级：IP66

温度传感器

传感器类型：Pt100 RTD 1/3 class B IEC 751

量程：-80℃~60℃

精度（模拟电压输出）：±(0.226-0.0028×温度范围)℃（-80℃~20℃）；±(0.055+0.0057×温度范围)℃ （20℃~60℃）（采用RS-485信号输出时，精度优于模拟电压）

相对湿度传感器

传感器类型：HUMICAP®180R

量程：0.8~100% RH

精度：±（1.2%+0.012×读数）%RH（-40~ -20℃，40℃~60℃），±（1.0+0.008×读数）%RH（-20℃~40℃）

034B 风速风向传感器

MetOne公司的034B风速风向传感器将风杯与风向标整合为一体，减少了体积的同时也降低了二者之间的相互影响，保证了测量数据能如实反映当前的风力状况。034B精度高、反应灵敏，铝合金和不锈钢的应用，结合优秀的结构设计，使其具有环境适应性强、经久耐用的特点，能够在绝大多数气象条件下正常、可靠地工作。该产品结构简单，便于安装，维护简便，是一款性价比很高的产品。

主要技术参数：

工作温度：-30~70℃

风   速

精度：0.11m/s（<10.1m/s时）；±1.1%（>10.1m/s 时）

启动风速：0.4m/s

量程：0~75m/s

输出：脉冲信号

风   向

精度：±4º

启动风速：0.4m/s

量程：机械0~360º，电子0~356º

分辨率：0.5º

重量：0.81kg

CS106大气压力传感器

Campbell 的CS106大气压力传感器基于Vaisala BAROCAP传感器，采用0~2.5VDC信号输出，与Campbell的CR系列数据采集器拥有良好的兼容性。

主要性能参数

TDR-315H 土壤温度水分电导率传感器

TDR-315H 是一个真正的波形数字化时域反射计，沿着其波导传送的电磁脉冲，从中导出土壤介电常数和含水量。

和许多昂贵的前辈一样（常规 TDR 主机），它包含超快上升时间阶跃函数发生器，波形数字化器（200 GSPS）和 皮秒分辨率时基（5ps）。

同时它消除了带宽约束的同轴电缆和体积庞大的控制台，节约了成本的 90%-97％。 因为它是一个真正的时域器件，其读数不是从电流和电压得出的大小和关系，因此不受土壤电导率和压实的影响。其对 EC 的高免疫力，允许应用在用海水润湿的非饱和土壤中。它使用标准的 SDI-12 接口并兼容所有兼容版本 1.3 的数据记录器。

产品性能

Ø  容积含水量（0至100％，分辨率为0.1％）

Ø  介电常数（1至80，0.1单位分辨率）

Ø  土壤电导率a.k.a. Bulk EC（0~5000μS/cm - 分辨率取决于读数范围）

Ø  土壤温度（-40至+60℃，0.1℃分辨率）

Ø  孔隙水电导率（0~55000μS/cm）

特征：

Ø  10米柔性防水电缆

Ø  15厘米X 3.5毫米不锈钢三元波导

Ø  坚固，防水的环氧树脂外壳

Ø  典型的350ps入射波上升时间直接应用于土壤（不限制带宽的同轴电缆）。

Ø  由于没有同轴电缆，波形数字化仪的输入带宽也不受限制。

操作参数

Ø  读取时间：0.7秒

Ø  电压要求：6至15VDC

Ø  空闲电流消耗：<30μA@ 6至15 VDC

Ø  读取电流消耗：170 mA @ 6至15 VDC

Ø  空闲能耗：每天15 J@6 VDC

Ø  读取能耗：6 VDC时每次读数0.7 J，12 VDC时每次读数1.4 J

VWC和介质性能规格：VWC转换方法的介电常数=专有介质混合模式具有0至100％的范围。

²  密切跟随Topp方程到46％VWC。

介电常数结果精度：满量程的±1％，从1至80相对介电常数单位

²  从0到4000μS/ cm体积（土壤中）电导率

²  从-20℃到+50℃，但水的介电常数在固态比液态下有着显着变化。因此，VWC读数只报告液态水。

体积含水量报告准确度：取决于土壤类型，但通常为±2%。

²  Bulk EC从0到4000μS/cm改变，小于1%变化

²  带压实的VWC变化仅跟随土体积的变化。

温度性能规格：温度使用精密热敏电阻测量。热敏电阻位于外部波导杆的2mm内，它进入环氧树脂壳体。

温度报告性能：典型±0.2℃，最差情况±0.5℃  超出（-12至+50℃）

电导性能规格：EC由反射波的长期（200ns）振幅计算得出，使用称为“波导常数”的几何参数。该常数在出厂校准期间在工厂中导出。

EC报告精度：±1％，±35μS/ cm最大误差从0到5000μS/ cm Bulk EC。

²  请注意，1％误差适用于较高的EC值，而35μS/ cm误差适用于非常低的EC值。

²  孔隙水EC是从Hilhorst模型计算得到的，使用平均孔径表示所有土壤。因此其准确性未标明。阅读确实提供了一个“ballpark”指示的土壤中的水的盐度，而不是土壤/水混合物或“Bulk EC”特性。

HFP01热通量传感器

Hukseflux HFP01热通量传感器可用于测量土壤、墙体或其他建筑物内部的热通量，它已在世界范围内得到广泛使用，尤其适用于能量平衡研究和波文比系统。传感器外壳采用陶瓷-塑胶材料，内含一个热电堆。传感器通过感应热通量板上下温差产生电压信号，结合介质热传导率对热通量进行测量，并以。HFP01使用简便，只需配备一只精准的毫伏级电压表即可。

HFP01（SC）热通量传感器符合ISO9869、ASTM C1046以及ASTM 1155国际标准。需要用户注意的是，该传感器不适用于CSI的CR200X系列数据采集器。

主要技术参数

1.   传感器类型：热电偶

2.   量程：-2000~2000W/m2

3.   灵敏度：50μV/W/m2

4.   标称电阻：2Ω

5.   工作温度：-30℃~70℃

6.   尺寸：直径80mm，厚5mm

7.   重量：200g

8.   传感器内阻：<0.00625km2/W

9.   精度：-15%~+5%（土壤内持续12小时）

Kipp&Zonen NR Lite2净辐射传感器

Kipp & Zonen公司的NR Lite2是专为常规测量所设计制造的净辐射传感器，适合于进行户外辐射净值测量。

  NR Lite2具有优秀的设计与制造工艺。特氟隆涂层、黑色圆锥形吸收器能够抵御恶劣天气的影响。与其他同类别传感器相比，它不需要脆弱的塑料穹顶，这种设计使仪器的维护十分方便。其配备的垂直杆能够防止鸟类在传感器上栖息，保证了连续测量的准确性、可靠性和仪器的安全性。

  NR Lite2基于热电堆原理设计，具有0.2~100μm的光谱响应范围，符合欧盟CE标准，以电压信号（mV）输出数据。同时，传感器上配有水平泡，使仪器的安装、使用与维护都非常方便，是一般性研究与工业应用的理想选择。NR Lite2也可以与METON手持式数据采集与显示仪配合使用，用于现场测量，实时掌握测量数据。

主要技术参数

输出：输出1个净辐射值

响应时间：<20s（63%）；<60s（95%）

非线性误差：<1%

温度依赖灵敏度：-0.1%/℃

温度响应：<6%（-10℃~40℃）

灵敏度：10μV/W/m2

光谱波长：0.2~100μm

视角：180º

工作环境：-30℃~70℃，0~100%RH

安装支架：固定式，螺丝直径为20mm，长800mm

水平泡精度：<0.2°

防护等级：IP67

标准电缆长度：15m

重量：490g

SI-111-SS红外温度传感器

SI-111（原型号IRR-P）是CSI采用Apogee公司的红外探头制造的一种高精度的红外温度传感器，采用光学锗透镜，基于红外测温原理，可以在野外条件下进行不间断测量。SI-111由一个热电堆（用来测量表面温度）和一个热敏电阻（用来测量传感器自身温度）构成，两种温度探头都被放置在一个铝制导管内。热电堆和热敏电阻输出的都是毫伏电压信号。该传感器通过CSI出品的CR系列数据采集器来收集观测数据，并通过公式进行温度修正，以获得更加准确的温度数据。    

主要技术参数

精度：±0.2℃（-10℃~65℃时），±0.5℃（-40℃~70℃时）

一致性：±0.1℃（-10℃~65℃时），±0.3℃（-40℃~70℃时）

重复性：±0.05℃（-10℃~65℃时），±0.1℃（-40℃~70℃时）

波长：8~14μm

响应时间：<1秒

工作环境：-55℃~80℃，0~100%RH，防水，适合野外环境

输入电压：2.5 V激发电压

目标温度输出信号：与传感器自身温度差为60μV/℃

传感器自身温度输出信号：0~2500 mV

视场：22º（半角）

工作环境：-55℃~80℃，0~100% RH

信号通道：一个差分（热电堆），一个单端（热敏电阻）

尺寸：直径2.3cm，长6cm

重量：190g

TE525MM雨量筒

 Campbell TE525MM系列翻斗式雨量桶（Texas Electronics制造）可测量0.1mm的降水增量。雨量桶通过翻斗来测量降雨量，降雨通过漏斗进入机械式翻斗，当翻斗充满到标定线时自动倾斜倒掉雨水，从而通过翻斗的反转次数来测量降雨量。该产品可与Campbell出品的数据采集器连接。用户可以根据实际需要来定制线缆长度。

主要技术参数

温度范围: 0~50℃

精度：±1%（≤10mm/hr），±3%（10~20mm/hr），±5%（20~30mm/hr）

每斗雨量: 0.1 mm

尺寸：外径24.5 cm，高29.21 cm

材质：铝

重量: 1.2 kg

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