气象数据采集系统

 2022-01-17 11:01

论文总字数:23128字

目 录

1.绪论 6

1.1研究背景 6

1.2国内外的研究现状 6

1.3论文研究的主要内容 8

1.4论文整体结构 9

2.系统硬件模块介绍 10

2.1系统总体介绍 10

2.2 电源模块 10

2.3 单片机模块 11

2.4 温湿度传感器模块 13

2.5 气压传感器模块 16

2.6 风向风速传感器模块 18

2.7 蓝牙传输模块 20

2.8 本章小结 21

3.系统程序部分介绍 22

3.1 软件设计总体框架 22

3.2 IIC驱动程序设计 22

3.3 SHT11的程序设计 25

3.4 BMP180的程序设计 26

3.5 风向传感器 27

3.6 蓝牙模块程序设计 27

3.6 本章小结 28

4.系统调试和实验结果 28

4.1 硬件调试 28

4.2 软件调试 29

4.3 综合调试与实验结果 29

4.5 本章小结 30

5. 总结与展望 30

5.1 本文工作总结 30

5.2 未来工作展望 31

参考文献 31

致谢 33

气象数据采集系统的设计与开发

潘格玲

, China

Abstract: The development of meteorology is closely related to people's production and life, people's work and life are influenced by meteorology. For meteorological work, the acquisition of original meteorological data is very important, but the traditional methods of collecting meteorological data are not able to meet the requirements efficiently, which is an efficient and functional weather. The development of data acquisition system can make meteorological work better. In this paper, an embedded meteorological collection system is designed. The system is small in volume and can be used together with other equipment. It is not limited to the ground. The temperature and humidity sensor, air pressure sensor and wind speed and wind sensor will be used to collect data information such as temperature, humidity, air pressure altitude, wind speed, wind direction and so on. The information is transmitted to the computer and processed according to the collected meteorological data, and the corresponding work is carried out. The realization of the system can make meteorological data acquisition more convenient, fast, accurate and efficient.

Key words: Data acquisition;Meteorology Elements; Sensor

1、绪论

1.1研究背景

现代社会是一个数据的社会,众多领域的发展都离不开准确实时的数据采集监测。而随着时代的发展,数据的采集工作也从当初繁琐的人工测量转变成机器获取,实现了自动化智能化的突破。数据采集(DAQ),又称数据获取,主要是利用一些装置采集到相关物理信号,这些物理信号经过一定处理变成可以识别分析的数据。特别是在气象领域中,气象学的研究目标主要是针对对流层的大气活动和和气候变化。这些导致发生的天气现象无时无刻不在影响着人们的生活活动,在工业、农业、交通、军事、航运、旅游等方面都需要专门的气象服务指导,这就意味着气象研究处于极为重要的科学地位。

而对于气象工作者来说,收获原始数据又是开展后续研究的重要前提,这就要求在数据采集这一工作过程中能够尽力获取精确定量数据,减少误差。大气中压强、温度、湿度、风速风向等时刻变化,且具有不稳定性,若单依赖传统的人工测量与手工抄表的话,不仅浪费时间人力,又难以确保数据的准确性,基于此,开发一套智能精确的数据采集系统不仅可以大大较少气象观测者的工作量,还可以提高工作效率,减少工作误差,对于气象工作的展开拥有重大意义。

1.2国内外的研究现状

在气象学中,气象数据的正确采集与获取是之后一切气象工作与业务能够得到正确有效的展开的前提,一旦前期的原始数据出现问题,这就意味着之后的一切活动都没有任何意义。在初期,气象数据的监测研究具有较大的误差与不确定性,这是因为当时的的工作装置还十分简陋,精确性较差并且抗干扰能力弱。之后,1643年水银气压表的出现,才标志着大气探测学开始进入定量测量气象要素的时代。在其后的几年里,又有一系列的气象测量仪器相继出现,在温度测量方面上,出现了摄氏温标与华氏温标,温度测量进入标准化;在湿度测量上,毛发湿度计也是极具意义的仪器,该仪器至今仍在使用;在检测气压的仪器上,同样出现了电容式气压仪等设备。风杯风速计、雨量器等用于检测不同方向的气象数据也逐渐投入使用。

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