一． 結(jié)構(gòu)及工作原理
1．體系結(jié)構(gòu)
自動氣象站由硬件和系統(tǒng)軟件組成，硬件包括傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源、計算機(jī)等，系統(tǒng)軟件有采集軟件和地面測報業(yè)務(wù)軟件。為了實現(xiàn)組網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，還須配置遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，將自動氣象站與中心站聯(lián)接形成自動氣象觀測系統(tǒng)（見圖1.1）。 
自動氣象觀測系統(tǒng)框圖
現(xiàn)用主要采用集散式和總線式兩種體系結(jié)構(gòu)。集散式是通過以CPU為核心的采集器集中采集和處理分散配置的各個傳感器信號；總線式則是通過總線掛接各種功能模塊（板）來采集和處理分散配置的各個傳感器信號。
2.工作原理
隨著氣象要素值的變化，各傳感器的感應(yīng)元件輸出的電量產(chǎn)生變化，這種變化量被CPU實時控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過線性化和定量化處理，實現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得出各個氣象要素值，并按一定的格式存儲在采集器中。
在配有計算機(jī)的，實時將氣象要素值顯示在計算機(jī)屏幕上，并按規(guī)定的格式存儲在計算機(jī)的硬盤上。在定時觀測時刻，還將氣象要素值存入規(guī)定格式的定時數(shù)據(jù)文件中。根據(jù)業(yè)務(wù)需要實現(xiàn)各種氣象報告的編發(fā)，形成各種氣象記錄報表和氣象數(shù)據(jù)文件。
通過對自動站運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)自動站的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
3.主要功能
⑴ 自動采集氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、蒸發(fā)量、日照、輻射、地溫等全部或部分氣象要素。
⑵ 按業(yè)務(wù)需求通過計算機(jī)輸入人工觀測數(shù)據(jù)。
⑶ 按照海平面氣壓計算公式自動計算海平面氣壓；按照附錄1濕度參量的計算公式計算水汽壓、相對濕度、露點溫度以及所需的各種統(tǒng)計量。
⑷ 編發(fā)各類氣象報告。
⑸ 按<地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式>形成觀測數(shù)據(jù)文件。
⑹ 編制各類氣象報表。
⑺ 實現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
二．硬件
有多種類型，其結(jié)構(gòu)基本相同，主要由傳感器、采集器、系統(tǒng)電源、通信接口及外圍設(shè)備（計算機(jī)、打印機(jī)）等組成。
1.傳感器
能感受被測氣象要素的變化并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。
常用的傳感器有：
氣壓——振筒式氣壓傳感器、膜盒式電容氣壓傳感器
氣溫——鉑電阻溫度傳感器
濕度——濕敏電容濕度傳感器
風(fēng)向——單翼風(fēng)向傳感器
風(fēng)速——風(fēng)杯風(fēng)速傳感器
雨量——翻斗式雨量傳感器
蒸發(fā)——超聲測距蒸發(fā)量傳感器
輻射——熱電堆式輻射傳感器
地溫——鉑電阻地溫傳感器
日照——直接輻射表、雙金屬片日照傳感器
2.數(shù)據(jù)采集器
數(shù)據(jù)采集器是的核心，其主要功能是數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)傳輸，其主要技術(shù)性能為：
⑴ 數(shù)據(jù)采樣速率及算法規(guī)定；
⑵ 采集器的電源能保證采集器至少七天正常工作，數(shù)據(jù)存儲器至少能存儲三天的每分鐘氣壓、氣溫、相對濕度、1分鐘平均風(fēng)向和風(fēng)速、降水量和下表列各項目的每小時正點觀測數(shù)據(jù)，能在計算機(jī)中形成規(guī)定的數(shù)據(jù)文件。
