ایستگاه ثابت هواشناسی

ایستگاه‌های هواشناسی ثابت به عنوان پایگاه‌های دائمی پایش اقلیم، برای ثبت مداوم پارامترهای جوی مانند دما، رطوبت،
فشار، سرعت و جهت باد، بارش و تابش خورشیدی استفاده می‌شوند. این ایستگاه‌ها با استقرار در نقاط مشخص و دارای
اهمیت اقلیمی، داده‌های بلندمدت و پایدار تولید می‌کنند که برای مدل‌های هوا، پیش‌بینی کوتاه‌مدت و بلندمدت،
مدیریت منابع، کشاورزی، کنترل ریسک در پروژه‌های عمرانی و سامانه‌های هشدار سریع ضروری است. استفاده از تجهیزات ثابت و
کالیبره‌شده، امکان پایش با دقت بالا و قابلیت مقایسه داده‌ها در دوره‌های زمانی طولانی را فراهم می‌کند.
نقش اصلی این ایستگاه‌ها ایجاد یک مرجع معتبر برای تصمیم‌گیری‌های فنی، تحقیقاتی و مدیریتی است.

به طور کلی ایستگاه‌های ثابت هواشناسی از موارد زیر تشکیل می‌شود:

• ۱- دیتالاگر (برای ذخیره‌سازی داده‌های مربوط به سنسورها)
• ۲- مودم (برای ارسال داده‌های ذخیره‌شده دیتالاگر به سرور)
• ۳- سیستم تغذیه (سیستمی شامل منبع تغذیه برق شهری با باطری و کنترل شارژر و یا سیستم پنل خورشیدی با باطری)
• ۴- سنسورها (سنسورهای هواشناسی شامل سنسور دما و رطوبت، باران‌سنج، سرعت باد، جهت باد، فتانگار، تشت تبخیر، ارتفاع برف و …)
• ۵- تابلو و پایه و اتصالات فیزیکی

دیتالاگر

دیتالاگر ابزاری برای اندازه‌گیری پارامترهای مربوط به سنسورها و ذخیره‌سازی این داده‌ها بر واحد زمان می‌باشد.
دیتالاگرها را می‌توان با استفاده از نرم‌افزار رابط، تنظیم و نوع ورودی‌های مربوطه را تعریف نمود. این ورودی‌ها می‌توانند
فرکانسی، ولتاژی، جریانی، مقاومتی و یا از نوع پروتکل RS485 مدباس باشند.

به عنوان مثال، سنسور دما و رطوبت نوع Sensor_TRH دو خروجی فرکانس دارد؛ یکی برای مقدار دما و دیگری برای مقدار رطوبت.

بررسی دیتالاگرهای MCL88 و MDL242

ایستگاه‌های ثابت هواشناسی تولیدی شرکت توسعه رین‌افزار بین‌الملل از دو نوع دیتالاگر ساخت شرکت به شرح زیر استفاده می‌نماید:

دیتالاگر Multi Channel Logger (MCL88)

این دیتالاگر دارای هشت ورودی دیجیتال (فرکانسی، سوئیچ یا پالس)، هشت ورودی آنالوگ (ولتاژی، جریانی، مقاومتی) با دقت ۲۴ بیتی،
یک ورودی RS485 مدباس و دو خروجی رله است.

آنالوگ ۱ و ۲ (ولتاژی) و آنالوگ ۳ تا ۸ (ولتاژی و جریانی با دقت ۲۴ بیت، جریانی و مقاومتی با دقت ۲۴ بیتی)

پورت RS232 برای اتصال به مودم و لپ‌تاپ

پورت RS485

ورودی دیجیتال ۱ تا ۸ (فرکانس، پالس و سوئیچ)

تغذیه، خروجی رله، ورودی

Remote Terminal Unit (MDL242) دیتالاگر

این دیتالاگر دارای دو ورودی RS485، چهار ورودی دیجیتال (فرکانس یا پالس اکتیو)، دو ورودی آنالوگ با دقت ۲۴ بیت (ولتاژی،
جریانی و یا مقاومتی فقط برای آنالوگ ۵) و سه ورودی آنالوگ (فقط ولتاژی) با دقت ۱۲ بیتی و دو خروجی رله است.
مزیت دیتالاگر MDL242 دارا بودن مودم داخلی 4G می‌باشد و نیازی به مودم دیگری ندارد.

RS485 مدباس

ورودی دیجیتال (فرکانسی یا پالس اکتیو)

ورودی آنالوگ ۱ تا ۳ با دقت ۱۲ بیت برای سنسورهای فقط ولتاژی

پورت اتصال به لپ‌تاپ

خروجی رله

آنالوگ ۴ و ۵ با دقت ۲۴ بیتی برای سنسورهای ولتاژی، جریانی و مقاومتی

تغذیه

محل نصب سیم‌کارت و آنتن

مودم

مودم وسیله‌ای برای ارسال داده‌های ذخیره‌شده دیتالاگر می‌باشد. به طور مثال در بازه‌های مشخص ۱ ساعته،
دیتالاگر با مودم توسط پروتکل RS232 ارتباط می‌گیرد و داده‌های تعریف‌شده روی دیتالاگر برای مودم و سپس از مودم به
سرور ارسال می‌شود.

در واقع عمل آنلاین‌سازی داده‌ها بر عهده مودم می‌باشد و دیتالاگر بدون مودم توانایی ارسال داده ندارد،
به استثنای دیتالاگر MDL242 که مودم داخلی داشته و نیازی به مودم دیگری ندارد.

نحوه اتصال مودم TDM_M95 و دیتالاگر MCL88:

کابل اتصال دیتالاگر و مودم

دیتالاگر

مودم

بررسی دو مودم TDM_M95 و TDM_S200

مودم TDM_M95 (2G)

مودم TDM_S200 (4G)

محل سیم‌کارت

آنتن مودم

محل سیم‌کارت

آنتن مودم

تغذیه مودم

پورت RS232 برای اتصال به دیتالاگر

پورت RS485 برای اتصال به دیتالاگر

سیستم تغذیه

تمامی ایستگاه‌های هواشناسی باید دارای یکی از دو مدل سیستم تغذیه باشند.

• ۱- سیستم باطری به همراه پنل خورشیدی و کنترل شارژر
• ۲- سیستم تغذیه برق شهری به همراه باطری و کنترل شارژر

در سیستم شماره ۱، تغذیه دیتالاگر، مودم و سنسورها توسط باطری فراهم می‌شود و در بازه‌هایی که نور روی پنل
خورشیدی باشد، توسط کنترل شارژر، باطری شارژ می‌شود. در این طرح نیازی به برق شهری نیست و مصرف انرژی کاهش
می‌یابد، اما در صورتی که در بازه‌های طولانی چند روزه نور کافی نباشد، باطری شارژ نشده و نهایتاً دیتالاگر و سنسورها
خاموش می‌شوند و گپ داده اتفاق می‌افتد. همچنین طول عمر باطری در این سیستم کمتر است و کارکرد صحیح سیستم به عمر باطری بستگی دارد.

کنترل شارژر باطری

شارژر

پنل خورشیدی

در سیستم شماره ۲، تغذیه دیتالاگر، مودم و سنسورها توسط پاور سوییچینگ و برق شهری تأمین می‌شود. همچنین کنترل شارژر
با استفاده از ولتاژ پاور سوییچینگ، باطری را همیشه فول شارژ نگه می‌دارد تا در زمان قطعی برق، تغذیه ادوات توسط باطری انجام شود.
در این سیستم به دلیل وجود برق پشتیبان (باطری)، ادوات خاموش نمی‌شوند و تا زمانی که باطری سالم باشد گپ داده در این سیستم
اتفاق نمی‌افتد. همچنین عمر باطری در این روش بیشتر خواهد بود. در سیستم تعریف‌شده، کنترل شارژر می‌تواند به صورت دستگاه جداگانه
باشد یا پاور سوییچینگ استفاده‌شده دارای کنترل شارژر داخلی باشد.

کنترل شارژر

شارژر

پاور سوییچینگ باطری

پاور سوییچینگ باطری با کنترل شارژر

نمونه‌ای از تابلو ایستگاه هواشناسی با دیتالاگر MDL242 و سیستم برق شهری و باطری:

پاور سوییچینگ

دیتالاگر MDL242 با کنترل شارژر و مودم داخلی

باطری

نمونه‌ای از تابلو ایستگاه هواشناسی با دیتالاگر MCL88 و مودم و سیستم برق شهری و کنترل شارژر و باطری:

باطری

مودم TDM-M95

کنترل شارژر پاور سوییچینگ

دیتالاگر MCL88

کاتالوگ محصول