海气边界层监测系统的主要功能是连续、自动获取所在区域大气边界层近海面30米左右的温湿廓线数据，以及风速、风向、气压和海表水温等水文气象要素数据，并进行实时数据存储和显示。

　　海气边界层监测系统结构如图1所示。系统由多层风速风向传感器、多层温湿传感器、气压传感器、水温传感器、水位传感器等测量结点组成传感器测量节点。数据采集器是系统的核心部分，负责接收、处理、存储各传感器测量节点的测量数据，并将测量结果传输至上位计算机，对计算机发出的各种命令予以响应。

　　由图1可以看出，系统各传感器节点和数据采集器的通讯方式均是RS-485。RS-485采用平衡差分信号传输，比起RS-232的非平衡传送方式在电气指标、抑制共模干扰能力、传输距离上都有了大幅度提高。RS-485串行接口的电气标准属于七层OSI(开放系统互连)模型物理层的协议标准。依赖其性能优异、结构简单、容易组网的优点，RS-485总线标准得到了广泛的应用。

　　海气边界层监测系统采用RS-485总线的优点是所有的梯度观测数据通过一根RS-485 通信电缆即可进行采集，而不需要将所有的传感器信号与数据采集器连接，具有硬件设计简单、控制方便、成本低廉的优点，而且便于系统维护和安装。
　　RS-485总线节点硬件设计

　　RS-485总线节点的硬件图如图2所示。

　　光电隔离

　　由于系统安装在通信设备密集的地区，现场情况复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。RS-485标准采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，当共模电压为-7V~+12V之间时可以保证通讯的正确性，但是当共模电压超过RS-485接收器的极限范围时，接收器将无法正常工作，严重时甚至会损坏芯片。

　　通过DC/DC转换模块将系统电源和RS-485收发器的电源隔离;通过光耦将差分信号线隔离，可彻底消除共模电压的影响。实际应用中有以下两种实现途径：一是使用光耦、带隔离的DC/DC电源模块和RS-485芯片;另一种方法是使用全集成芯片，如PS1480、MAX1480等。本设计采用第一种方案，具有成本低廉，使用广泛、芯片易于选购等优点。

　　该电路使用两片6N136实现系统与RS-485接口芯片之间的数据隔离，使得他们之间完全没有电气联接，提高了电路的稳定性和可靠性。6N136是特性优良的光电耦合器件，具有体积小、寿命长、抗干扰性强、隔离电压高(可达3500V)、高速度、与TTL逻辑电平兼容等优点。6N136最显著的特点是高速度，所以广泛应用在高速数字通信接口中。它的数据波特率可达500kbps以上，而一般的光电耦合器件如