小型自动化气象站组成部分介绍

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自动气象站方案

多要素自动气象站方案初稿

自动气象站是自动进行气象观测和资料收集和传输的气象站，一般由传感器、变换器、数据处理装置、资料发送装置、电源等部分组成。

变换器是将传感器感应的气象参数转换成电信号((如电压、电如电压、电流、频率等流、频率等))；数据处理装置则将对这些电信号进行处理，再转换成对应的气象要素值。经过处理的气象要素数据按规定的传输协议打包，经数据传输通道传到气象中心。

自动气象站观测项目通常为气压、气温、相对湿度、风向、风速、雨量等基本气象要素，经扩充后还可测量其它要素。

自动气象站使气象数据的采集和管理实现了高度的自动化、信息化、网络化，并且不受区域限制，传输费用低，实时在线，数据无丢失，是当前最佳的信息传输方式。

方案采用CDMA无线传输模块，结合工业级高性能嵌入式软硬件系统，引进视频服务器，使自动气象站达到了较高的效用。

一、系统拓补图

拓补图中左侧为自动气象站，通过内置的CDMA无线传输模块与数据中心建立数据传输通道，以发送气象监测数据、视频画面及接收指令，一般而言，数据中心具有公网的固定IP。

上图为自动气象站系统构成框图，来自各传感器的监测数据通过传感器接口电路，根据设定的方式，由核心处理模块进行相应的处理、存储、发送；CDMA无线传输模块通过RS232或RS485完成与核心处理模块的连接，并提供协议或透明传输通道；视频服务器与核心处理模块之间采用10BASET或100BASET以太网接口，以适应视频画面数据的传输。

自动气象站由太阳能电池供电，并由蓄电池作为后备电源。

序号设备名称数量价格备注

自动气象站供电系统设计与研究

气象要素转换成电信号，再由接口电路输出。微机系统是它的心脏，负责处理接口电路及观测员通过键盘输入的信号，并将处理结果输出显示、打印、存盘，也可通过接口送到信息网络服务器。另种无线遥测气象站又称无人气象站。它包括测量系统、程序控制系统、编码发射系统和电源四部分组成。无人气象站通常能连续自动工作，每天定时观测，可在１０００公里之外的控制中心指令或接收它发送的资料，也可利用卫星收集和转发它发送的资料。该站通常安置在沙
的概念、功用，然后对自动气象站的供电系统设计进行深入分析。关键词：自动化气象站；电源；研究中图分类号：８１６文献标识码：Ａ
Ｉ自动气象站简述自动气象站是由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集存储传输的气象站，是由传感器采集器、数据处理系统、数据传输系统、电源等部分组成，自动进行气象要素观测和资料收集存储传输的气象设备系统。观测项目主要包括温度、湿度、气压、风向、风速、雨量等要素，数据采集频率较高，每分钟采集并存储一组观测数据。自动气象站通常分为有线遥测站和无线遥测站两种类型。其中有线遥测自动气象站的仪器感应部分与接收处理部分相隔几十米到几公里，用有线通信线路传输。它由气象传感器，接口电路、微机系统、通讯接口等组成。传感器将

自动气象站原理与测量方法课件

21
• 如果配上微机终端可实时按设定的菜单将
气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测的时刻，数据采集器将采集到的数据传到计算机里经过微机处理后。还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。同时可按规定，生成各种气象报告；对观测资料进一步加工处理后，生成全月数据文件，利用配备的打印机可打印输出气象记录报表。
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• 自动气象站的组成一般由传感器、数据采
集器、微机、系统电源、通讯接口等组成。
• 传感器将气象参数转换成数据采集器所需
的模拟量、数字、频率等，以便进行测量，数据采集器将传感器送来的参量按设定的要求进行处理。经过处理的气象资料用有线或无线方式传输给用户，或存储起来。
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5
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2、使用自动站的目的
19
自动站组成框图
20
2、工作原理
• 各个传感器的感应元件随着气象要Fra Baidu bibliotek值的变化，
使得相应传感器输出的电信号产生变化，这种变化由CPU实时控制的数据采集器所采集，进行线性化和定标处理，实现工程量到气象要素量的转换；对数据进行质量控制，通过预处理后，得出各个气象要素的实测值。（比如温度，它采集到的是一个模拟量，是一个低压信号，与温度是一一对应的关系，那么在采集器里面经过定标处理后就转化成实时的气象温度值了）

自动气象站方案

1. 引言

随着科技的发展和社会的进步，气象观测和预报的准确性变得越来越重要。传统的气象观测方法往往需要人工参与，耗时耗力且易受人为因素影响，因此需要自动化气象观测站来提高气象观测和预报的准确性和效率。

本文将介绍一种自动气象站方案，其包括硬件设备的选择和组装，以及软件系统的设计和实现。该方案旨在提供准确可靠的气象观测数据，并能够实时上传至云端进行分析和预报。

2. 硬件设备选择和组装

2.1 主控板

选择一款性能强大、稳定可靠的主控板是搭建自动气象站的第一步。常见的选择包括树莓派和Arduino等。树莓派具有较强的计算和网络通信能力，适合用于气象数据的采集和传输；而Arduino则更适合用于传感器的控制和数据采集。

2.2 传感器

气象观测需要采集各种气象参数的数据，因此需要选择适合的传感器来进行数据采集。常见的气象传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器和雨量传感器等。根据实际需求，选择合适的传感器进行安装和连接。

2.3 数据存储和传输模块

为了能够将采集到的气象数据进行存储和传输，需要选择合适的数据存储和传输模块。常见的选择包括SD卡存储和Wi-Fi模块等。SD卡存储可以实现本地数据存储，而Wi-Fi模块可以实现与云端服务器的数据传输。

2.4 电源供应

自动气象站需要稳定可靠的电源供应。可以选择使用电池或者外部电源适配器来为自动气象站供电。需要注意电源的稳定性和容量，以确保系统正常运行。

3. 软件系统设计和实现

3.1 传感器数据采集

通过主控板和传感器进行连接和通信，实现对各种气象参数的数据采集。根据传感器的类型和规格，编写相应的代码进行数据采集和处理。

小型气象站改造工程方案

一、前言

气象站是用来观测和记载气象要素的设施，主要包括大气温度、湿度、气压、风速、风向、降水量等。气象站的观测和记录数据对气象科研、生产、农业、交通运输等领域都有着重

要的作用。随着科技的发展，气象站也不断更新换代，为了更好地满足气象观测和数据记

录的需要，对于老旧的气象站，进行改造工程也是非常必要的。

二、改造目的

本次改造工程旨在提高气象站的观测记录精度、提高自动化程度，并减少人力操作，提高

工作效率。

三、改造内容

1. 硬件设施更新：对气象站现有的硬件设施进行更新，包括更换更精准的气象传感器、通

信设备的更新、安装自动数据采集装置等。

2. 数据处理系统更新：更新现有的数据处理系统，提高数据传输速度和数据存储容量。

3. 供电系统改造：对供电系统进行改造，保证气象站设备的正常运行，提高供电系统的稳

定性。

4. 设备维护系统：安装设备维护系统，利用无人机进行设备巡检和维护，减少人力成本。

5. 安全防护设施增加：对气象站周围环境进行调查，增加安全防护设施，防止外界对气象

站设施的破坏。

四、改造方案

1. 硬件设施更新

（1）气象传感器更新

根据当前科学技术水平和气象站观测要求，选用精度更高的气象传感器，并根据实际情况

合理分布，安装风速、风向、温湿度、气压、降水等多种传感器。

（2）通信设备更新

更新气象站现有的通信设备，提高数据传输速度和通信稳定性，可以通过卫星通信、无线

网络等方式进行数据传输。

（3）自动数据采集装置安装

安装自动数据采集装置，实现自动化采集气象数据，并能够实时上传到云端服务器，提高数据传输效率。

手持式自动气象站使用说明

随着科技的不断发展和进步，气象站也逐渐向着便携化、自动化、智能化方向发展。手持式自动气象站就是其中的一种代表，它具有小巧轻便、易于携带、操作简单、测量准确等优点，成为了户外活动、野外探险、气象观测等方面的必备工具之一。本文就手持式自动气象站的使用说明进行详细介绍。

一、手持式自动气象站的组成部分

手持式自动气象站一般由主机、传感器、显示屏、电池等组成。主机是整个气象站的核心部分，负责数据采集、处理和存储。传感器是测量各项气象要素的核心部件，包括温度、湿度、气压、风速、风向等。显示屏用于显示各项气象要素的实时数据和历史数据，以及其他相关信息。电池则是整个气象站的能量来源。

二、手持式自动气象站的使用方法

1. 准备工作

在使用手持式自动气象站之前，需要先进行准备工作。首先，需要将电池装入主机中，并确保电池安装正确，电量充足。其次，需要对传感器进行校准，以确保测量数据的准确性。具体校准方法可参考气象站使用说明书。

2. 打开气象站

按下气象站主机上的电源键，待主机开机后，显示屏上会显示出各项气象要素的实时数据。

3. 测量气象要素

手持式自动气象站可以测量温度、湿度、气压、风速、风向等多项气象要素。在进行测量时，需要将传感器放置在待测物体的表面或者所在位置，待数据稳定后，读取显示屏上的数据即可。

4. 存储数据

手持式自动气象站可以存储多组历史数据，以便进行数据分析和比较。在存储数据时，需要按下主机上的存储键，待存储完成后，可以通过主机上的导出键将数据导出到电脑或其他设备中进行分析。

DZZ5自动气象站组装经验浅谈

DZZ5自动气象站是一种用于测量和记录气象要素的设备，具有自动化、精准、便捷等特点，是现代气象观测技术的重要组成部分。在实际使用中，对DZZ5自动气象站进行组装是非常重要的一环，组装的质量将直接影响到气象观测数据的准确性和可靠性。下面，我

将结合自己的实际经验，对DZZ5自动气象站的组装经验进行一些浅谈。

组装DZZ5自动气象站之前，我们需要做好充分的准备工作。要认真研读和理解相关的组装手册和技术资料，了解每个零部件的用途和组装顺序。还要准备好所需的工具和材料，确保在组装过程中能够顺利进行。还要做好组装场地的准备工作，保证组装环境的干净整洁，以免在组装过程中造成零部件的污染或损坏。

组装DZZ5自动气象站需要按照一定的顺序进行。一般来说，先组装气象站的支架和底座，然后安装各个传感器和仪器，最后进行线路的连接和调试。在组装的过程中，要严格

按照手册上的步骤进行，确保每个零部件都安装到位，每个连接都牢固可靠。特别要注意

的是，安装传感器和仪器时要特别小心，避免在安装过程中造成损坏，影响后续的使用效果。

组装DZZ5自动气象站时还需要特别注意一些细节。在安装过程中要注意保持零部件的清洁，避免因为灰尘或杂物的存在而影响传感器和仪器的准确性；在连接线路时要特别小心，确保每根线都连接到位、牢固可靠；在调试过程中要细心耐心，确保每个功能都能正

常使用。只有这样，才能保证组装完成后的自动气象站能够正常工作，准确记录气象数

据。

组装完成后的DZZ5自动气象站还需要进行必要的检测和调试。只有通过严格的检测和调试，才能确保自动气象站的各项功能都能正常使用。在调试过程中，要注意观察各个传

自动气象观测系统简介

／℃
温湿传感器校准
按照说明书温湿传感器每年需要进行校准，由于没有校准的专用工具，并且各地地方气象局能进行鉴定，所以一般都是每年送地方气象局对传感器进行鉴定。
风向风速传感器
风向风速传感器 WAA151/WAV151
风向风速传感器WMT700
风向风速安装图
安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）
Digiboard
Modem 光纤电流环 RS-485 UHF无线电
云高仪自动气象站
风传感器
MIDAS IV数据流程
天气现象
传感器
“天气现象代码"
应用
应用
应用
数据传输
数据接收
气象计算
数据传播
MIDAS IV 软件结构
数据获取与传播
数据处理与分析
数据显示与编辑
数字显示器
告警处理信息生成
输入/输出系统
RWY dir: Smaller (Right)
4_RVV_SENSOR
4_WIND_SENSOR 4_TU_SENSOR 4_PRESSURE_SENSOR
5_RVV_SENSOR
5_WIND_SENSOR 5_TU_SENSOR 5_PRESSURE_SENSOR
3_RVV_SENSOR
3_WIND_SENSOR 3_TU_SENSOR 3_PRESSURE_SENSOR

DZZ4 型自动气象站用户手册

江苏省无线电科学研究所有限公司

二○一一年九月

DZZ4 型自动气象站......................................................................................................................... I 第1章产品简介. (1)

1.1 系统结构 (1)

1.2 传感器 (2)

1.2.1 温湿度智能传感器 (3)

1.2.2 风向、风速传感器 (4)

1.2.3 翻斗式雨量计 (4)

1.2.4 气压传感器 (4)

1.2.5 地温传感器 (5)

1.2.6 蒸发传感器 (5)

1.3 采集器 (6)

1.3.1 WUSH-BH 主采集器 (6)

1.3.2 WUSH-BTH 温湿度分采集器 (9)

1.3.3 WUSH-BG地温分采集器 (10)

1.4 供电单元 (11)

1.5 数据存储 (11)

1.5.1 采集器内存 (11)

1.5.2 CF卡 (11)

1.6 实时时钟 (12)

1.7 GPS对时 (12)

1.8 网络功能 (12)

1.9 通信 (12)

1.10 防雷 (13)

第2章安装指南 (14)

2.1 选址和布局 (14)

2.1.1 防雷 (14)

2.2 基础施工 (14)

2.3 安装准备工作 (14)

2.3.1 布线要求 (14)

2.3.2 工具准备 (15)

2.3.3 设备成套性检查 (15)

2.3.4 中心站建设 (15)

2.3.5 使用自制风杆或风塔的注意事项 (16)

DZZ5自动气象站组装经验浅谈

DZZ5自动气象站是一种高精度的气象监测仪器，具有全天候自动化监测、集中数据管理、实时数据传输等多种功能。其主要组成部分包括气象传感器、控制器、数据采集器、通信模块等。本文将对DZZ5自动气象站的组装经验进行简要讨论，以便用户更好地了解这一产品并正确使用它。

一、组装前的准备工作

在组装DZZ5自动气象站之前，需要进行一些准备工作。首先，需要认真阅读产品的说明书，理解各个组件的功能和使用方法。其次，需要准备好各个组件的配件、工具等，以便组装过程中方便使用。最后，需要将组件按照规定的配件清单进行分类、检查和确认，以便保证组装前的准备工作和组装过程的顺利进行。

二、组装步骤

1.安装气象传感器：将气象传感器固定在地面或者某个高处，注意避免周围有障碍物遮挡，同时保证传感器的水平度和稳定性。根据气象传感器型号的不同，其安装方式和位置也会有所差异，用户需要仔细阅读说明书并按照要求进行操作。

2.安装控制器：将控制器固定在传感器所在的位置附近，并确保其与传感器之间的连接线路正确、牢固。在连接过程中，需要注意颜色和序号的对应，以避免接错线路。

4.安装通信模块：将通信模块插入数据采集器的相应接口中，并根据实际情况进行SIM卡、天线等的连接。

5.接通电源：将各个组件的电源线接通，并依次开启电源开关。在开机过程中，需要等待一定时间以供设备初始化和校准。

三、注意事项

在组装DZZ5自动气象站的过程中，需要注意以下事项：

1.组件之间的连接必须正确、牢固，颜色和序号需要对应。

2.安装位置必须保持稳定，避免因为风、震动等原因导致仪器出现误差。

基于PLC小型气象站设计(毕业设计)

基于PLC小型气象站设计

摘要

本论文着重介绍了以西门子公司生产的S7-200系列的PLC为主要控制元件，实现对外部环境的风速、大气压、温度和湿度进行实时监测和显示，以及当某项或多项空气指数超出设定的范围时系统会作出报警以警示人们当前环境对人某方面的危害；当这四种空气指数都符合舒适度的设定时，系统会输出显示为舒适。以上这些功能都是我们通过对PLC的编程实现的。

本设计采用多种传感器，包括温湿度传感器、风速传感器以及大气压力传感器。这些传感器具有反应速度快、测量精度高、耗能低、自身功能强大和价格低廉等优点。当外部传感器监测到外部环境所对应的空气指数后通过变送器将电阻电流信号转换成标准模拟信号输入到模拟量输入扩展模块，然后输入模块通过计算和处理这些数据传输到CPU中，并储存在内部寄存器中；最后系统通过以太网模块的传输将测得的温湿度、风速和大气压传到上位机得到显示，当数值超过限定范围时会做出相应的报警。本设计的小型气象站的测量精度非常高，实时性也比较高，所以完全可以应用到日常生活中去。

关键词：PLC，编程，传感器，显示

Based on PLC small station design

ABSTRACT

This paper introduces the Siemens S7-200 series PLC as the main control components, realize the external environment of wind speed, atmospheric pressure, temperature and humidity for real-time monitoring and display, and when one or more of the air index was beyond the scope of setting the system will alarm to warn people about the dangers of the current environment of a certain aspect; When the four air index meet the comfort setting, system will display the output for comfort. These functions are based on PLC programming .

新型自动气象(气候)站功能需求书(修订版)

新型自动气象（气候）站功能需求书

（修订版）

2012年8月

1前言 (1)

1.1目标 (1)

1.2编写原则 (1)

1.3编写依据 (1)

2组成结构 (2)

2.1概述 (2)

2.2采集器 (3)

2.3总线 (8)

2.4传感器 (8)

2.5外围设备 (8)

2.6软件 (9)

3总线物理接口及应用层协议 (10)

3.1物理接口 (10)

3.2连接器 (10)

3.3应用层协议 (11)

4功能要求 (11)

4.1软件初始化 (11)

4.2数据采集 (11)

4.3数据处理 (12)

4.4数据存储 (12)

4.5数据传输 (15)

4.6数据质量控制 (16)

4.7终端操作命令 (21)

4.8GPS对时功能 (23)

4.9人工输入观测资料 (23)

4.10嵌入式软件在线升级 (23)

5测量性能 (23)

5.1测量的气象要素 (23)

5.2量和单位 (24)

5.3要求 (25)

5.4采样和算法 (27)

6嵌入式软件流程 (38)

6.1采集软件流程 (38)

6.2数据流程 (39)

7传感器要求 (40)

7.1气压传感器 (40)

7.2温度测量传感器 (41)

7.3湿度测量传感器 (41)

7.4风测量传感器 (42)

7.5降水测量传感器 (43)

7.6蒸发测量传感器 (44)

7.7红外地表测温仪 (44)

7.8辐射测量传感器 (45)

7.9日照测量 (46)

7.10能见度测量传感器 (46)

7.11土壤水分传感器（时域反射法：TDR法或频域反射法：FDR法） (47)

7.12地下水位测量传感器 (47)

7.13天气现象观测传感器 (47)

中小尺度自动气象站原理及维修

维普资讯 http://www.cqvip.com
第２卷增刊
２００８年８月
沙漠与绿洲气象
ＤｅｅｔａｓｓＭｅｅｒｌｇｓｒｎｄＯａｉｔｏｏｏｙ
中小尺度自动气象站原理及维修
王光辉，杨
（克拉玛依市气象局，新疆
琳
克拉玛依８４０）３００
ＺＺＡ主控器与外界的接口只有三种：Ｑ— 一是直流电源输入部分，入电压范围：０５１Ｖ；是输１．Ｖ～８二
传感器信号输入部分，三是与通信模块的接口，实际
图１ＺＺＡ系列中小尺度自动站组成原理图Ｑ—
上是一个标准的Ｒ２２串行通信口。Ｓ３（）感器２传主要有雨量传感器、度传感器、温湿度传感器、风向、风速传感器和气压传感器。原理将在故障分析
摘
要：简要地介绍了中小尺度自动气象站的组成、工作原理及中心站软件的功能；且通并
过中心站远程监控和现场维修两种方式对自动站出现一些故障进行了分析和解决。关键词：中小尺度；自动气象站；感器；传原理

基于PLC小型气象站设计(完整版)

基于PLC小型气象站设计

摘要

本设计采用多种传感器，包括温湿度传感器、风速传感器以及大气压力传感器。这些传感器具有反应速度快、测量精度高、耗能低、自身功能强大和价格低廉等优点.当外部传感器监测到外部环境所对应的空气指数后通过变送器将电阻电流信号转换成标准模拟信号输入到模拟量输入扩展模块，然后输入模块通过计算和处理这些数据传输到CPU中，并储存在内部寄存器中；最后系统通过以太网模块的传输将测得的温湿度、风速和大气压传到上位机得到显示，当数值超过限定范围时会做出相应的报警。本设计的小型气象站的测量精度非常高，实时性也比较高，所以完全可以应用到日常生活中去。

关键词：PLC，编程，传感器，显示

Based on PLC small station design

ABSTRACT

This paper introduces the Siemens S7-200 series PLC as the main control components，realize the external environment of wind speed，atmospheric pressure，temperature and humidity for real-time monitoring and display，and when one or more of the air index was beyond the scope of setting the system will alarm to warn people about the dangers of the current environment of a certain aspect; When the four air index meet the comfort setting，system will display the output for comfort。These functions are based on PLC programming .

DZZ4自动气象站结构与原理

200 6
五种型号的新型自动气象站完成设计定型，在业务中推广使用。
2015
2012
第二次跨越：初步实现云能天自动观测，基本建立全自动化业务流程和观测规范。制定了地面软硬件技术标准和集约化技术架构。
新型自动气象站发展
DZZ3—上海长望气象科技股份有限公司
新型自动气象站发展
DZZ4—江苏省无线电科学研究所有限公司
表一个风向。
结构原理—风向传感器
ZQZ-TF型风向传感器
七位格雷码盘可将风向标轴的转动角度的度数变换成二进制的数字信号。
格雷码盘原理
格雷码盘原理
风向计算原理
1.分别测试风传感器D0-D6管脚输出电压值，其中低电平为0，高电平为1；
wk.baidu.com2.按照从D6至D0的顺序排列电平编码即为格雷码；
• 风速传感器的感应元件为三杯式回转架 • 信号变换电路为霍尔开关电路。
• 在水平风力作用下，风杯组旋转，通过主
轴带动磁棒盘旋转，其上的 36 只磁体形成 18 个小磁场，风杯组每旋转一圈，在霍尔
开关电路中感应出 18 个脉冲信号，其频率
随风速的增大而线性增加。其校准方程为： V= 0.1F
V：风速，单位：米/秒 F：脉冲频率，单位：赫兹
DZZ4自动气象站结构与原理
自动气象站定义
AWS
Automatic Weather Stations

常见的气象站设备的作用和特点有哪些？

气象站设备是指用于监测和记录各种气象要素的仪器和设备，它们是气象观测的基础和保障，也是气象科学研究和气象服务的重要手段。气象站设备的种类和功能非常多样，根据不同的应用场景和需求，可以选择不同的组合和配置。本文将介绍一些常见的气象站设备，以及它们的作用和特点。

一、温湿度传感器

温湿度传感器是用于测量空气温度和相对湿度的设备，它们是气象观测中最基本和常用的要素之一、温湿度传感器一般安装在防辐射通风罩内，以避免阳光、风、雨等外界因素的干扰，保证测量数据的准确性。温湿度传感器有多种类型，如电阻式、电容式、热敏式等，它们各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的型号。

二、雨量计

雨量计是用于测量降水量的设备，它们是气象观测中重要的要素之一、雨量计可以分为机械式和电子式两大类，机械式雨量计主要有漏斗式、翻斗式、浮子式等，电子式雨量计主要有光电式、声波式、雷达式等。机械式雨量计结构简单，价格低廉，但需要人工定期清理和读取数据；电子式雨量计结构复杂，价格较高，但可以实现自动化和远程化的观测和传输。

三、风速风向传感器

风速风向传感器是用于测量风速和风向的设备，它们是气象观

测中重要的要素之一、风速风向传感器一般安装在高度适当的立杆上，以避免地面建筑物等障碍物的影响，保证测量数据的代表性。

风速风向传感器有多种类型，如机械式、超声波式、磁电式等，它

们各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的型号。

四、气象百叶盒

气象百叶盒是一种用于保护气象传感器的设备，它由多个百叶

窗组成，可以有效地阻挡阳光、雨水等外界因素对传感器的干扰，