XF-CQ10能見度傳感器是一種通過光學手段，測量地面大氣的能見度（氣象光學距離）數(shù)據(jù)的氣象觀測設(shè)備。設(shè)備可以實時監(jiān)測安裝區(qū)域的能見度條件，能見度測量數(shù)據(jù)在交通運輸、航空、航海、軍事活動、大氣污染和大氣物理研究中應用廣泛。

  1.1原理介紹

  　大氣能見度是指視力正常的人能從背景（天空或地面）中識別出具有一定大小的目標物的最大距離，又稱氣象視程。

按觀測者與目標物所在高度和相對位置，大氣能見度可分為水平能見度、斜視能見度和垂直能見度。氣象觀測中的能見度一般指水平能見度，即水平方向上的有效能見度（所謂有效能見度是指四周視野中一半以上范圍都能看到的最大水平距離）。如無特殊說明，本手冊所指的能見度均為此定義下的水平方向上的有效能見度。

根據(jù)氣象光學視程的定義

MOR＝ln（0.05）/δ

其中 δ 為消光系數(shù)。

   大氣消光系數(shù)主要受空氣中固體小顆粒、氣溶膠粒子和其他大氣分子的影響。光的傳播過程中，光波被上述物體吸收或散射，造成光的輻射衰減。我們主要利用散射帶來的影響計算光在大氣中的衰減系數(shù)，從而推導出大氣能見度。大氣散射是指，光線在空氣中傳播時，由于固體小顆粒、氣溶膠粒子等對光的影響，光的傳播方向發(fā)生改變，并以一定的規(guī)律輻射到不同方向，這種散射現(xiàn)象與大氣中的散射粒子半徑和光線波長是比例關(guān)系的。依據(jù)不同關(guān)系，散射又分為MIE散射和瑞利散射。依據(jù)MIE散射的理論研究，大氣中的散射粒子光的吸收部分對光衰減系數(shù)的影響可以忽略不計。MIE散射是我們研究能見度測量時的主要研究對象。

依據(jù)上述理論，我們的能見度傳感器選擇了前向散射原理，散射角35-50°，測量光譜選定的中心波長為850nm。

 

1.2硬件結(jié)構(gòu)

能見度傳感器是一個獨立的設(shè)備，可通過設(shè)備自帶的安裝配件安裝到合適的立桿上。設(shè)備基本由光學發(fā)射器、光學接收器，內(nèi)置加熱組件和控制處理單元四部分組成。

1.3產(chǎn)品尺寸

重量: ＜10kg

 1.4電氣參數(shù)

工作電壓 DC12V～24V

整機功耗 非加熱 ≤2W

加熱 ≤6W

輸出信號形式 RS485標準modbus協(xié)議

測量范圍 10m-10km

測量精度 ≤2km ±2%；

2km~10km ±5%

數(shù)據(jù)更新間隔 15s/60s

 

1.5環(huán)境要求

工作溫度 -40－60℃

工作濕度 0-100%RH

儲存溫度 -50－85℃

 

二、測試和安裝

2.1電纜接口定義

 

485輸出顏色定義

紅色 電源正極

黑色 電源負極

黃色 A

藍色 B

 

2.2安裝位置

能見度傳感器是光學原理測量，易受環(huán)境干擾，選擇合適的，有代表性的區(qū)域進行安裝對數(shù)據(jù)的準確性至關(guān)重要。選取位置時，應注意以下原則：

  1) 選取位置的狀況應能代表周圍的天氣狀況，應遠離高大的建筑物（距離不小于100m），安裝點附近不宜有植物遮擋。

  2) 選取的地點應該沒有影響光學測量的障礙物和反射表面，也沒有明顯的污染源。

3) 光學發(fā)射器和光學接收器的視線內(nèi)沒有障礙物 。

4）安裝位置避免太陽光直射進入接收器。在強光下接收機數(shù)據(jù)可能會飽和，程序?qū)敵鼍妗娙展膺€會提高光學接收器的噪音水平。

5）在道路環(huán)境中，光學接收器應遠離車輛。首選方向為沿著道路方向。

 

2.3安裝圖

安裝示意圖

 

三、通訊協(xié)議

3.1 RS485總線

缺省串口設(shè)置：

波特率9600；

校驗位 無；

數(shù)據(jù)位8；

停止位1。

3.2 MODBUS協(xié)議

采用標準的MODBUS通訊協(xié)議，一幀完整命令地址字節(jié)、命令字節(jié)、數(shù)據(jù)起始地址字節(jié)，數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)，校驗。

   地址：每臺設(shè)備都可以設(shè)置自己的地址1-255（0x00ff），上位機通過不同地址可方位不同設(shè)備。

   命令：即功能碼，本軟件中用到的包括03（讀取多個寄存器），06（寫單個寄存器）。

   數(shù)據(jù)起始地址：即要讀的數(shù)據(jù)地址（注一）。

   數(shù)據(jù)長度：本次要讀的數(shù)據(jù)個數(shù)。

   數(shù)據(jù)：有效數(shù)據(jù)，采用高字節(jié)在前，低字節(jié)在后的格式。

   校驗：用于判斷接收信息是否出錯，校驗方法采用的是16位冗余循環(huán)碼（CRC16），校驗對象為除去檢驗字節(jié)本身的所有字節(jié)。校驗碼采用低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。

   校驗計算方式代碼如下：

  int  CRC_Check(unsigned char *m_Data,short m_Size)

{

    int i0,i1;

    char CRC16Lo,CRC16Hi, SaveHi,SaveLo;                                 

    CRC16Lo = 0xFF; CRC16Hi = 0xFF;

    for(i0=0;i0

原文鏈接：http://www.sdhdhj.com/gy/130038.html，轉(zhuǎn)載和復制請保留此鏈接。
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