美國戴維斯氣象站主要包括自動雨量站、自動水位站、多要素氣象站以及自動土壤墑情監(jiān)測站等。在同類設備中，其體積小、重量輕，便于安裝和管理。所有監(jiān)測自動進行，不需要人工操作

　　美國戴維斯氣象站工作原理：

　　美國戴維斯氣象站系統(tǒng)由室外采集器、GPRS通信網絡和氣象數據中心三大部分構成。采集器是區(qū)域自動氣象站的核心,硬件部分主要是由電源部分、數據處理部分、串行接口部分、采集通道、顯示單元等部分組成。主要實現了氣象要素的數據采集、處理、存儲、顯示、傳輸等功能。

　　1、電源部分：電源部分由蓄電池放電供系統(tǒng)使用。控制板對電瓶放電進行低壓保護,當電瓶電壓接近10.5V時,切斷電瓶后邊電路,防止過放電損壞電瓶。

　　2、數據處理部分：單片機部分核心是1個P89V51RD2單片機,具有64K字節(jié)程序存儲器,具有512Byte的內部KAM和擴展的768Byte擴展存儲器、接口豐富、內部資源多等特點,在外圍加了1個“看門狗”電路并與其內部“看門狗”協同工作,*解決軟件在運行中受強干擾而引起的“軟件死鎖”現象,一旦出現“死機”,看門狗會自動把單片機系統(tǒng)復位,使軟件重復自動運行。實時時鐘及非易失存儲器為單片機系統(tǒng)提供準確的時間信息(電子表)。中心站可通過下行命令對其校時,保證時間的一致性。大容量的非易失存儲器可長期保存歷史數據供主站查詢調用。

　　3、串行接口部分：串行接口有3個任務,即與GPRS通信,與氣壓傳感器通信,與本地PC機通信。單片機內部只有1個全雙工串行接口,串行接口通過電平交換后把TTL電平變成RS232標準電平,與GPRS相聯,通過GPRS把數據傳給主站,并從主站接收有關命令。通過COM29針接口與氣壓計相聯,實現對氣壓的讀取。同時,計算機串行接口可在本地與本機聯接進行調試和數據本地采集。

　　4、采集通道：通過各要素傳感器對各氣象要素(雨量、溫度、風向、風速)進行連續(xù)、自動的測量,通過光電隔離器件實現傳感器與采集器的連接,防止外部有害干擾源影響傳感器的原始信號;同時保護采集器的集成電路,由單片機控制完成對雨量、溫度、風向、風速的采樣及運算。

　　5、美國戴維斯氣象站顯示單元：由漢字液晶顯示模塊和按鍵組成的人機交互介面,用于直觀地顯示當前數據及查詢等