鸣乔【MQ-BSQC-485】微型气象站系统是一种集成化、小型化的气象监测设备，通过传感器阵列、数据采集与传输模块，实现对局部气象要素的实时监测。

一、核心组成与数据采集原理

微型气象站的基础功能由传感器模块实现，不同类型传感器对应不同气象要素的监测，其工作原理如下：

1. 温湿度监测

  • 温度传感器
    • 热敏电阻式：利用半导体材料的电阻值随温度变化的特性（如 NTC 热敏电阻，温度升高电阻降低），通过测量电阻值计算温度。
    • 热电偶式：基于塞贝克效应，两种不同金属导体两端连接形成闭合回路，温度变化时产生热电动势，通过电动势大小换算温度。
  • 湿度传感器
    • 电容式高分子薄膜传感器：高分子材料吸湿后介电常数改变，导致传感器电容值变化（湿度越高电容越大），经电路转换为湿度数值。

2. 气压监测

  • 压阻式压力传感器
    • 硅膜片在气压作用下产生形变，附着在膜片上的压敏电阻阻值随之变化（压阻效应），通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电压信号，计算大气压强。

3. 风速风向监测

  • 风速传感器
    • 风杯式：三杯式机械结构在风力作用下旋转，转速与风速成正比，通过光电编码器或磁敏元件记录转速，换算为风速（如 1 圈 = 1 米 / 秒）。
    • 超声波式：利用超声波在空气中传播时受风速影响的特性（顺风传播快，逆风传播慢），通过测量两对超声波换能器之间的传播时间差计算风速。
  • 风向传感器
    • 风向标 + 电位器：风向标箭头始终指向风向，带动电位器滑动触点，输出与风向角度对应的电阻值（如 0° 对应北，180° 对应南）。

4. 降水监测

  • 翻斗式雨量计
    • 雨水流入接水漏斗，积聚到一定量时使翻斗翻转（如 0.1mm 降雨量触发一次翻转），通过磁控开关或光电传感器记录翻转次数，计算累计降雨量。

5. 其他要素（可选）

  • 光照强度：利用光敏电阻或硅光电池，光照越强电阻越小或产生的电流越大，转换为光照度（lux）。
  • 紫外线强度：紫外传感器吸收特定波长的紫外线（如 UVB），产生光电流，经放大后换算为 UV 指数。
  • 土壤温湿度：通过埋入式电容或时域反射（TDR）传感器，测量土壤介电常数变化，计算水分含量。