5G风速传感器与5G风向传感器在5G气象站的应用
时间：2025-07-10
涉川
一、方案介绍
本方案以5G气象数据采集箱为核心，集成5G风速传感器与5G风向传感器，实现风环境数据的实时采集与无线远程上传。设备通过5G Cat.1网络主动将采集的风速和风向数据传输至云端平台，用户可通过网页或移动端远程查看数据、接收报警、导出报表与进行趋势分析。
系统支持标准Modbus RTU协议，可与空气温湿度、光照、雨量、气压等多种传感器组成完整5G自动气象站，用于风灾预警、通风管理、农业设施调控等需求场景。
系统支持标准Modbus RTU协议，可与空气温湿度、光照、雨量、气压等多种传感器组成完整5G自动气象站，用于风灾预警、通风管理、农业设施调控等需求场景。
二、监测目标
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实时采集风速和风向变化数据；
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分析风环境对农业生产、园林养护或工程安全的影响；
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支持平台端监控、分析与历史数据存储；
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实现高频率、高精度的风环境远程监控系统。
三、系统组成
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5G气象数据采集箱（支持多通道Modbus RTU解析）
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5G风速传感器（RS-485输出）
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5G风向传感器（RS-485输出）
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电源系统（DC12～24V或太阳能供电）
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数据管理平台（网页/移动端）
四、核心设备参数
5G风速传感器
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测量范围：0～60 m/s
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测量精度：±0.3 m/s
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启动风速：≤0.5 m/s
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分辨率：0.1 m/s
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输出信号：RS-485（Modbus RTU协议）
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供电电压：DC 6～24V
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工作温度：-40～+70℃
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防护等级：IP65及以上
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材质结构：高强度抗紫外ABS或铝合金，适用于户外强风环境
5G风向传感器
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测量范围：0～360°
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测量精度：±3°
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分辨率：1°
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输出信号：RS-485（Modbus RTU协议）
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供电电压：DC 6～24V
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工作温度：-40～+70℃
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防护等级：IP65及以上
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材质结构：防风耐腐蚀材料，具备耐久性设计
5G气象数据采集箱（简要参数）
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网络通信：5G Cat.1，全网通，支持SSL加密
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接口：1路RS-485，1路RS-232
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协议支持：Modbus RTU、MQTT、HTTP、TCP等
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供电电压：DC 12～24V
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工作电流：15～50mA
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数据功能：支持主动上报、透传、远程配置、100个变量解析
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工作环境：-35℃～+75℃，5%～95%RH
五、监测方法
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将风速风向传感器分别安装在无遮挡区域的固定支架上，离地约10米为宜；
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将传感器接入5G气象数据采集箱RS-485端口，配置对应地址与波特率；
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设置采集频率与上传周期，系统自动采集数据并通过5G网络远程上报；
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数据在平台展示风速变化曲线、风向罗盘图、报警状态及历史趋势。
六、应用原理
风速传感器通过转杯旋转或超声波等方式感应空气流动速度，风向传感器通过风标结构或电子磁阻技术判断风向变化。数据经过内部转换后，以Modbus RTU协议通过RS-485接口输出至采集箱，采集箱再以5G方式将数据上传平台，供用户远程查看与处理。
七、功能特点
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风速与风向数据同步采集，响应时间短，数据更新快；
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基于5G传输，无需布设专网通信线路，远程稳定传输；
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可接入多种传感器，组成模块化智能气象站；
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支持在线调试与远程参数设置，运维便捷；
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平台提供多维度风环境分析图表、报警记录与极值统计；
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系统长期稳定运行，适应各种气候与地形环境。
八、平台功能
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实时风速风向仪表盘展示与风向罗盘图；
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数据历史趋势曲线与多时段对比分析；
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异常风速报警提醒设置（如大风超限）；
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设备运行状态与通信状态可视化；
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报表导出、远程调参、终端分组管理等功能。
九、应用领域
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智慧农业风力控制、温室通风与病虫害预测
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城市微气候监测与绿地风环境评估
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水库、大坝、风口地带气象预警系统
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高速公路、桥梁、塔吊等施工场所安全监测
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森林防火与风力预测系统
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科研气象站与校园环境观测平台
十、方案优势
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一体化结构，部署方便，系统稳定；
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通信能力强，基于5G Cat.1网络，低延迟高速率；
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模块化接入，风速风向可独立或联合部署；
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支持远程运维，降低人工巡查与维护成本；
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数据准确可靠，适应风口、平原、高原等多种复杂环境；
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可拓展接入雨量、温湿度、光照、气压等其他气象要素。
十一、效益分析
通过风速与风向实时数据监测，可及时掌握环境变化趋势，提前发出预警，减少风灾风险。在农业应用中，可用于控制卷膜、通风系统，提升作物防护水平；在交通工程中，可辅助风控调度，保障施工安全；在城市生态监测中，可为风环境改善和绿色设计提供决策支持，提升城市运行智慧化水平。
十二、相关标准参考
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GB/T 21978.1-2008《地面气象观测规范 第1部分：风的观测》
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GB/T 15927.2-2007《风速风向仪通用技术条件》
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JJG 193-2017《风速风向仪检定规程》
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GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP代码）》
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NY/T 1213-2006《农业气象观测技术规范》
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GB/T 20485-2006《环境监测用气象传感器通用规范》
十三、案例分享
案例一：新疆某风口区域智慧农业站部署风速风向自动监测系统，实时采集极端风速，联动智能卷膜系统控制，减少作物风害损失约30%。
案例二：浙江某港区布设5G风速风向监测装置，用于船舶靠泊与岸边起重机安全调度，提升作业安全系数与数据响应速度。
案例二：浙江某港区布设5G风速风向监测装置，用于船舶靠泊与岸边起重机安全调度，提升作业安全系数与数据响应速度。