兩要素自動氣象站：低功耗設計，光伏供電適配野外無人值守

　　天澤 TZ-CQX2 以精準儀器儀表，筑就工業(yè)匠心。兩要素自動氣象站以風速、風向作為核心監(jiān)測要素，整機采用全鏈路低功耗元器件選型方案，從傳感探頭、主控芯片到傳輸模塊管控電能消耗，可直接搭配光伏板與儲能蓄電池組建自給供電系統(tǒng)，適配野外無外接市電點位的無人值守監(jiān)測需求。在荒山生態(tài)監(jiān)測、偏遠林區(qū)火情預警、野外風電輔測等遠離供電管網的區(qū)域，架設常規(guī)供電線路施工成本高昂、布線難度大，本套低功耗氣象站依托太陽能自主供電，落地后無需專人駐場值守，常年自主完成兩要素氣象采集、數據遠程上傳工作。

　　一、野外無市電環(huán)境傳統(tǒng)氣象站供電難題

　　傳統(tǒng)氣象監(jiān)測設備整機功耗偏高，持續(xù)運行離不開穩(wěn)定交流電供應，偏遠野外想要通電必須開挖路面鋪設電纜、架設輸電線路，長距離布線材料、人工施工費用高昂，零散小點位布設項目從成本層面難以落地。部分臨時監(jiān)測點位選用柴油發(fā)電機供電，發(fā)電機需要定期加注燃油、專人值守啟停，野外路途遙遠導致油料運輸成本高，遇到雨雪天氣發(fā)電機故障停機，監(jiān)測設備斷電斷采。

　　蓄電池直連機型若無配套低功耗硬件，普通蓄電池續(xù)航僅能維持數日，連續(xù)陰雨天光伏充電不足就會快速虧電停機，無法滿足數月乃至整年無人值守的監(jiān)測要求，大量偏遠區(qū)域因此長期缺少常態(tài)化風環(huán)境監(jiān)測數據。

　　二、全鏈路低功耗硬件設計細節(jié)

　　兩要素自動氣象站從內部元器件選型開始嚴控功耗，主控選用工業(yè)級超低功耗單片機，待機休眠模式功耗降至毫安級，非數據采集時段設備自動進入低功耗休眠，到預設采集周期短暫喚醒完成采樣，采樣結束立刻恢復休眠，大幅縮減日均耗電量。超聲波風速風向傳感單元優(yōu)化驅動電路，摒棄高功耗持續(xù)通電設計，按需瞬時通電完成聲波收發(fā)測算。

　　無線傳輸模塊采用定時上報機制，每日按照預設頻次集中打包上傳數據，其余時間模塊斷電休眠，避免全天候待機耗電。整套設備在常規(guī)監(jiān)測頻次設置下，日均整體耗電量遠低于同規(guī)格常規(guī)氣象設備，小功率光伏板搭配普通儲能電池即可實現能量自給。

　　三、光伏儲能供電適配無人值守運行邏輯

　　整套供電系統(tǒng)由太陽能光伏板、充放電控制器、儲能蓄電池三部分組成，晴好白天光伏板吸收光能轉化電能，一部分供給設備實時運行，富余電量存入蓄電池;連續(xù)陰雨缺少光照時段，蓄電池釋放儲存電能保障設備不間斷工作。充放電控制器具備過充、過放、短路保護功能，避免電池過充鼓包或虧電報廢，延長儲能配件使用壽命。

　　結合低功耗整機特性，即便連續(xù)一周陰雨寡照，蓄電池儲備電量依舊可以支撐設備全時段采集上報，無需人工到場充電維護，真正實現野外全時段無人自主運行。

　　四、多類偏遠野外場景落地應用

　　林區(qū)防火氣象監(jiān)測：深山原始林區(qū)人煙稀少，沒有市電接入條件，兩要素氣象站布設在林區(qū)制高點，實時監(jiān)測風向風速，火情發(fā)生時依托風向數據預判火勢蔓延方向，輔助消防人員規(guī)劃滅火路線，全年無人值守穩(wěn)定運轉。

　　荒漠植被恢復監(jiān)測：荒漠化治理片區(qū)地處偏僻，大范圍布線供電不現實，設備光伏自主供電，長期記錄區(qū)域風力數據，分析風沙活動規(guī)律，指導固沙植被栽種規(guī)劃。

　　野外科研臨時觀測：地質、生態(tài)野外科考項目需要階段性定點監(jiān)測，低功耗光伏機型開箱架設即可投入使用，項目結束后可拆除轉運至下一個點位重復利用，靈活適配臨時監(jiān)測需求。

　　五、遠程管控與后臺數據管理

　　設備配套云端監(jiān)測管理平臺，管理人員通過電腦、手機端遠程查看實時風速風向數據，自定義修改采集間隔、數據上報頻次，無需前往現場調試設備。平臺自動生成日、周、月數據報表，超標大風數據自動彈窗預警，實現遠程智能化管理，進一步減少現場巡檢頻次。

　　機身防護沿用野外耐候設計，防塵防水抗老化，適配野外多變自然環(huán)境，降低環(huán)境因素引發(fā)的非耗電故障。

　　六、全周期使用成本優(yōu)勢

　　省去野外長距離布線施工費用，項目前期基建投入大幅縮減，小預算監(jiān)測項目也能批量布設點位。光伏配件使用壽命長，蓄電池正常使用年限可達三至五年，期間除定期遠距離巡檢外無持續(xù)性能耗支出。

　　設備拆裝便捷，項目點位調整、監(jiān)測地點變更時，整套設備可拆卸遷移重復利用，資產利用率高。從長期投入對比，低功耗光伏型兩要素氣象站是無市電野外環(huán)境經濟性的監(jiān)測方案。