建立個人氣象站Vantage Pro2無線氣象站/自動氣象站

氣象愛好者可以從Vantage Pro2氣象站得到溫度、濕度、降雨量、氣壓和風速的值。傳感器集成件（通過無線電發(fā)射器）每隔2.5 秒就會向顯示控制臺發(fā)送一次氣象數(shù)據(jù)。
   母親喜歡看天氣預(yù)報。在我小的時候, 每當晚間新聞結(jié)束前的5分鐘，她都要求我安靜。此時，電視里的氣象學家站在紐約市地圖前，為觀眾報告第二天的天氣情況。母親全神貫注,目不轉(zhuǎn)睛地盯著席卷三州地區(qū)的暴風雨雷達云圖。每次我問她為何如此喜歡看天氣預(yù)報，她都會聳聳肩說：“我想知道明天穿啥衣服。” 但是我一直都在懷疑這句話的真實性。她對天氣預(yù)報如此癡迷，根本不像只是希望知道第二天早上是否穿外套或帶雨傘那么簡單。
    雖然我現(xiàn)在不怎么看電視, 但是我卻繼承了母親的“優(yōu)良傳統(tǒng)”，對天氣預(yù)報情有獨鐘。在紐約時報上，通常都會有天氣預(yù)報以及記錄并預(yù)報本周zui高溫度、zui低溫度的氣象圖。每次拿到《紐約時報》，我做的*件事就是翻看天氣預(yù)報，尤其會仔細研究氣象圖。不久前，美國加利福尼亞州海沃德市的戴維斯儀器儀表公司（Davis instruments）研制出了個人氣象站。當我得知這一消息時，好奇心開始蠢蠢欲動了。即便是放在擁擠的曼哈頓街道上，這種個人氣象站也能通過無線電波，不斷地為你發(fā)送的氣象數(shù)據(jù)。對于氣象儀器發(fā)燒友而言，這類儀器也許已經(jīng)不是什么新鮮玩意兒，但是Vantage Pro2卻是融合了強大發(fā)射能力與個人軟件的個人氣象站，它的預(yù)報范圍可以到你家的周圍。
    個人氣象站包括了傳感器集成件和顯示控制臺兩大部分。傳感器集成件由風速計、風向標、雨量收集器、溫度計、濕度計、氣壓表（氣壓表安裝在顯示控制臺內(nèi)部）組成，可以把它安裝在屋頂，也可以放在自家后院，它的作用就是收集天氣“情報”。顯示控制臺的作用就是接受傳感器發(fā)射過來的情報，然后顯示出來。你可以將它放在床邊、飯桌上，也可以掛在墻壁上——只要你覺得方便放在哪兒都行。溫度計和濕度傳感器裝在一個太陽防輻射罩內(nèi)，太陽防輻射罩恰到好處地開了一個縫，空氣可以通過縫隙自由出入,而陽光卻一絲也進不了。空氣流通可使測量的數(shù)據(jù)更，因此某些型號的個人氣象站還在塑料盒內(nèi)加裝了風扇，以促進空氣流通。
    在安裝傳感器集成件時,我發(fā)現(xiàn)雨量收集器*意思,它能將雨點匯集于一個翻斗內(nèi)。這個精巧的小玩意兒看起來有點像一塊蹺蹺板，兩端各有一個勺子。首先，雨水會匯集在抬起的勺子中，當降雨量達到0.2毫米時，這個裝滿雨水的勺子就會向下傾斜，把雨水倒到地面上，并將另一個勺子抬起。后者開始繼續(xù)接雨。每當勺子上下交換時，懸掛于杠桿中部的磁鐵就會左右搖擺，觸動開關(guān)，記錄的降雨量就會增加0.2毫米。
    在傳感器集成件上，有一塊小型太陽能電池板。可別小看它，它產(chǎn)生的電能足以充滿傳感器的電容器。這樣，就算在漆黑的夜晚，傳感器集成件也能為我們服務(wù) （在光線特別暗的地區(qū)，如冬天的阿拉斯加，個人氣象站的后備電源則是鋰電池）。負責為顯示控制臺發(fā)送氣象數(shù)據(jù)的無線電發(fā)射器的發(fā)射功率大約為8毫瓦。8毫瓦的發(fā)射功率聽起來很小，但是比起以前的老機型就要大得多。在聯(lián)邦通信委員會制定的規(guī)章制度中，有些條款明確限制了以單一頻率發(fā)射無線電信號的發(fā)射功率。
    Vantage Pro2巧妙地避開了限制：發(fā)射的擴頻信號可從一種頻率跳到另一種頻率 [該技術(shù)是由電影明星海蒂·拉瑪（ Hedy Lamarr），在第二次世界大戰(zhàn)期間與別人一起發(fā)明的，旨在消除無線電制導水雷的干擾]。傳感器集成件發(fā)送的氣象數(shù)據(jù)能穿越窗戶、透過墻壁，當它與顯示控制臺之間比較空曠時，傳輸范圍至少是 300米。在《科學美國人》總部，我對傳感器集成件做了一個測試，把它放到本層樓另一端的一間辦公室內(nèi)，看它發(fā)射的信號能否穿越層層墻壁。結(jié)果，我桌面上的顯示控制臺清晰地顯示出了氣象數(shù)據(jù)。然后我又下樓，把它安置在梅笛森大街的另一側(cè)，結(jié)果如我所料，氣象數(shù)據(jù)仍然到達了12 樓。
    在控制臺的顯示屏上，傳感器發(fā)射過來的數(shù)據(jù)每隔 2.5 秒就會更新一次。另外，顯示屏還會顯示過去24個小時的氣象圖。用戶還可以使用WeatherLink軟件，把氣象數(shù)據(jù)下載到自己的計算機上,盡情地對氣象資料進行分析和作圖。如果用戶愿意，將資料放到自己的上也未嘗不可。zui棒的是，用戶可以利用軟件詳細分析氣象站的測量數(shù)據(jù)，對局部天氣情況作出準確預(yù)測。通過這個功能，用戶可以在個人氣象站上定制某一地點的天氣預(yù)報。
    某些售價僅為30美元的個人氣象站，一般只根據(jù)氣壓來預(yù)報天氣。但Vantage Pro2則顯得更加人性化，風速與風向、溫度與濕度以及氣象站所處的具體位置（ 用戶在安裝該裝置時就要輸入緯度和經(jīng)度），都在氣象站的考慮范圍之內(nèi)。例如，如果一個氣象站位于美國的東海岸，它探測到了正在下降的氣壓以及從西、北兩方吹來的風,那么軟件可能就會作出預(yù)測：一場暴風雨即將來臨。但是如果風來自南方和東南方,那么預(yù)測結(jié)果就不一樣了。在預(yù)測加利福尼亞州的天氣情況時，該地的氣象站不會輕易預(yù)測出下雨天氣，因為氣象站考慮到了西海岸的地中海氣候的影響。
    戴維斯儀器儀表公司的銷售總監(jiān)羅素·黑里格（Russell Heilig）說, Vantage Pro2的典型客戶是一位氣象儀器發(fā)燒友，使用個人氣象站以后，他得到的天氣預(yù)報往往于電視中的天氣預(yù)報；購買客戶還包括農(nóng)場主，他們會給自己的氣象站添加土壤濕度傳感器和葉面濕度傳感器；釀酒商是更為典型的客戶,他們可以利用準確的氣象信息，決定何時對真菌和其他有害生物實施噴灑殺滅作業(yè)；zui意外的客戶也許要算美國賽車協(xié)會的各個參賽車隊，因為他們需要了解賽道上的溫度、濕度和氣壓，以使賽車的發(fā)動機能以*性能參賽。
    那么我母親對個人氣象站的態(tài)度如何呢? 她舍得掏腰包購買嗎? 前幾天我打征求她的意見，但是我犯了一個錯誤——不該提到的價格。“那也太貴了!”她叫了起來。“誰會買這這種東西? 這是為富豪們準備的!”我告訴她其實大部分客戶并不是百萬富翁，但她似乎不太相信。“嗯，從制造商的角度考慮希望如此,” 她說，“我對它已無好感。我喜歡了解天氣情況, 但尚未達到這種程度。”但她隨后又補充道：“或許你父親會喜歡它。”