一、方案介绍
本方案依托微气象风雨一体式传感器构建低成本、轻量化、自动化的在线监测体系，实现风速、风向、降雨量、雨强、温度和湿度等基础气象因子的连续采集与动态分析。系统特点为小体积、低功耗、安装便捷、数据接口统一，可在城市路侧、乡村站点、山区道路与河岸防汛区域快速部署，形成网格化分布式微气象监控网络，为交通运行安全、工程管理、村镇预警、水利调度和城市微气候研究提供实时数据支撑。

二、监测目标

三、需求分析
现有国家气象站间距大，地形复杂区域容易出现“监测盲区”，尤其在小尺度风场、局地暴雨、山洪诱发区等地，短时变化无法被及时记录。此外，道路、景区与社区运营单位对气象数据的需求日益增长，但传统气象站建设成本高、体积大，不适合快速铺设。因此，研发与应用低功耗、集成式微气象风雨传感设备成为趋势，可快速支持物联网气象感知体系。

四、监测方法
系统通过微型集成传感模块采集关键气候因子：
• 风速检测：超声或超低惯性三杯式结构捕捉瞬时风流；
• 风向解算：霍尔信号编码或超声相位差分析；
• 雨量测量：翻斗式结构按翻斗次数累加降雨量并计算雨强；
• 温湿测量：数字温湿度传感器采用半导体敏感元并结合自动温控补偿；
• 数据处理：RTU端实现滤波、去噪、校准与分钟（或秒级）输出。

五、应用原理
风测模块利用空气流动改变叶轮或超声传播路径差，转换为风速/风向信号；雨量计通过雨滴加重翻斗动作，触发磁敏计数，累计输出雨量与单位时间雨强；温湿探头基于热敏电阻与电容湿敏材料随温度/湿度变化产生可测电信号；系统通过采集器进行数据融合与误差修正，并采用低功耗设计保证长周期连续运行。

六、功能特点
• 风速、风向、降雨、温湿度四合一或六合一集成结构
• 超低功耗，可选太阳能供电
• 安装便捷、无需大型基础点位
• 支持网络化部署，构建高密度区域监测网
• 数据自动上报、断点补传、远程管理
• 可叠加外设：水位、路面状态、扬尘、视频监控
• 模块化，适用于多行业与多地形

七、硬件配置清单
• 微气象风雨传感器一体机（含风速/风向/雨量/温湿）
• 数据采集与通信模块（RTU/边缘计算）
• 4G/5G/NB-IoT/LoRa无线通信或光纤传输
• 市电或太阳能+锂电池供电系统
• 安装杆塔、防水接线箱、避雷接地系统
• 可选设备：摄像头、路面状态传感器、水位计、扬尘仪

八、关键技术参数（典型）
• 风速：0–60m/s，精度±0.3–0.5m/s
• 风向：0–360°，精度±5°
• 降雨量：分辨率0.1mm，误差≤±5%
• 雨强：0–400mm/h
• 温度：-40–+70℃，精度±0.3℃
• 湿度：0–100%RH，精度±3%RH
• 防护等级：IP65–IP67
• 通信协议：RS485/MODBUS/TCP/MQTT/HJ212可选
• 供电功耗：<0.5–2W（依据配置）

九，方案实现
实施流程包括选址（避免障碍风遮挡）、杆塔安装、翻斗校准、通信调试、平台接入、数据权属配置与告警规则定义。系统上线后无需频繁人工巡查，定期维护包括雨量器清洁、风向零位检查和电源状态核查。

十、数据分析
平台提供：
• 风速/风向/降雨量实时曲线
• 雨强变化趋势和暴雨等级识别
• 风场扰动与阵风特征分析
• 微气候异常观测与区域插值
• 可叠加区域模型形成高分辨率天气网格地图
• 可用于山洪预报、交通预警与灾害快速研判

十一、预警与联动
• 暴雨、短时强降水、阵风阈值报警
• 潮湿+降雨触发交通减速/巡查机制
• 河道水位系统联动溢流/排涝控制
• 山区可触发泥石流风险预警
• 数据同步应急平台、街道指挥中心与交通诱导屏

十二、方案优势
• 成本低、部署快、运行稳定
• 可形成密集网格提高空间分辨率
• 支持长期无人值守与远程维护
• 支持多行业大范围快速铺设
• 可作为大型自动气象站的数据补充或前端感知延伸

十三、应用领域
• 高速公路、国省道与桥梁
• 乡村/社区微气象网
• 河流堤防、水库库区及防汛体系
• 城市路侧智慧灯杆/交通指挥系统
• 景区/园区微气候服务
• 农业气象与渔业港区监测
• 灾害高敏区：暴雨、风口、山坡、峡谷地带

十四、效益分析
微气象风雨传感站群部署可极大提升局地灾害天气识别能力，减少突发山洪、团雾与强阵风造成的人员与财产损失，同时为用户提供基础气象数据库用于规划、调度和长期环境治理决策。

十五、国标规范参考
• GB/T 26875 自动气象站技术规范
• QX/T 风速、风向、温湿等要素观测方法
• HJ 212 数据传输标准
• WMO微尺度观测参考指南

十六、参考文献
短时强降雨机理研究、局地风场分析、气象传感与边界层理论资料、数据驱动微气候模型。

十七、案例分享
沿河道布设百余微气象站实现分钟级雨情监测，为水库联调提供精细降雨输入，实现预泄洪决策提前2小时，显著降低下游洪涝风险。