利用無線物聯(lián)網(wǎng)控制器實現(xiàn)太陽輻射的在線測量 

太陽輻射，是指太陽以電磁波的形式向外傳遞能量，太陽向宇宙空間發(fā)射的電磁波和粒子流。太陽輻射所傳遞的能量，稱太陽輻射能。

地球所接受到的太陽輻射能量雖然僅為太陽向宇宙空間放射的總輻射能量的二十二億分之一，但卻是地球大氣運動的主要能量源泉，也是地球光熱能的主要來源。

影響太陽輻射的因素:

1．緯度位置

緯度低則正午太陽高度角大，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程短，被大氣削弱得少，到達(dá)地面的太陽輻射就多；反之，則少。這是太陽輻射從低緯向高緯遞減的主要原因。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道為橢圓形，太陽位于兩個焦點中的一個焦點上。

因此，日地距離時刻在變化。每年1月2日至5日經(jīng)過近日點，7月3日至4日經(jīng)過遠(yuǎn)日點。地球上接受到的太陽輻射的強(qiáng)弱與日地距離的平方成反比。太陽光線與地平面的夾角稱為太陽高度角，它有日變化和年變化。太陽高度角大，則太陽輻射強(qiáng)。

2．天氣狀況

晴朗的天氣，由于云層少且薄，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射就強(qiáng)；陰雨的天氣，由于云層厚且多，大氣對太陽輻射的削弱作用強(qiáng)，到達(dá)地面的太陽輻射就弱。如赤道地區(qū)被赤道低壓帶控制，多對流雨，而副熱帶地區(qū)被副高控制，多晴朗天氣，所以赤道地區(qū)的太陽輻射要弱于副熱帶地區(qū)。

3．海拔高低

海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射就強(qiáng)；反之，則弱。如青藏高原成為我國太陽輻射最強(qiáng)的地區(qū)，主要就是這個原因。如青藏高原成為我國太陽輻射最強(qiáng)的地區(qū)，主要就是這個原因。

4．日照長短

日照時間長，獲得太陽輻射強(qiáng)；日照時間短，獲得太陽輻射弱。如我國夏季南北普遍高溫，溫差不大，是因為緯度越高的地區(qū)，白晝時間長，彌補(bǔ)了因太陽高度角低損失的能量。白晝長度指從日出到日落之間的時間長度。

太陽輻射傳感器采用光電原理,可用來測量光譜范圍在0.3～3μm的太陽輻射。輻射傳感器采用高精度的感光元件,寬光譜吸收,全光譜范圍內(nèi)吸收量高,穩(wěn)定性好;同時感應(yīng)元件外安裝透光率高達(dá)95%的防塵罩,防塵罩采用特殊處理,減少灰塵吸附,有效防止環(huán)境因素對內(nèi)部元件的干擾,能夠較為精準(zhǔn)的測量太陽輻射量

對于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、海洋勘探等檢測設(shè)備，大部分不能互動互聯(lián)。面對此種情況我司研發(fā)了一款物聯(lián)網(wǎng)控制器，可以連接市場上大部分檢測、勘察傳感器，如土壤溫濕度、PH值、氮磷鉀（肥力），水質(zhì)溶解氧、PH值，氧氣、二氧化碳等氣體傳感器，以及紫外線太陽輻射等。連接物聯(lián)網(wǎng)控制器后即可實現(xiàn)互動互聯(lián)的功能。物聯(lián)網(wǎng)控制器適配市面上最常用的傳輸協(xié)議，如RS485、I2C、模擬量、開關(guān)量等，數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確抗干擾能力強(qiáng)，連接方便快捷。

對于網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)控制器可搭配WIFI、4G、LORA、GPRS模塊使用。在有無線網(wǎng)絡(luò)和沒有無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下都可以使用。數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，數(shù)據(jù)上傳云端隨時可以在手機(jī)端查看。

物聯(lián)網(wǎng)控制器與其配套設(shè)備通過國家標(biāo)準(zhǔn)高低溫實驗，可以在-45度到+80度穩(wěn)定運行，實驗期間使用WIFI與4G通訊方式數(shù)據(jù)傳輸依舊穩(wěn)定快速。

考慮到使用環(huán)境原因物聯(lián)網(wǎng)控制器可在低功耗下運行，待機(jī)時間為一小時時，實驗室測定時間為一年。內(nèi)部配有高強(qiáng)度鋰電池，電量持久度高，電池使用壽命長。

圖1：技術(shù)員將傳感器與物聯(lián)網(wǎng)控制器連接

圖2：傳感器與物聯(lián)網(wǎng)控制器連接完成

圖3：通過上位機(jī)查看物聯(lián)網(wǎng)控制器數(shù)據(jù)

物聯(lián)網(wǎng)控制器通電后，將自動讀取傳感器數(shù)據(jù)。隨后將讀取到的傳感器數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。在低功耗模式下上傳數(shù)據(jù)完成后將自動進(jìn)入休眠，隨定時時間長度啟動，以此往復(fù)，代數(shù)據(jù)上傳完成后手機(jī)公眾號隨時可以查看數(shù)據(jù)。

圖4：手機(jī)隨時可以查看數(shù)據(jù)和歷史曲線

產(chǎn)品細(xì)節(jié) 

應(yīng)用領(lǐng)域

太陽輻射傳感器用于測量太陽輻射和太陽能。它可廣泛應(yīng)用于太陽能利用、氣象、農(nóng)業(yè)、建筑材料老化及大氣污染等部門做太陽輻射能量的測量。

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