基于单片机的气象处理系统.docVIP

学年论文 题目 气象要素的采集和处理系统 院系 专业 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 二〇一一年十二月六日 气象要素的采集和处理系统 摘要:本文设计了一个基于GPRS的双要素自动气象站，并基本实现了气象要素采集的自动化和网络化。文中以分析了温度、湿度气象要素的性能和特点为主。介绍了温度、湿度信号的电路连接;最后介绍了自动气象站软件系统及气象数据的传输和组网。该课题从实际工作出发，结合气象部门的实际条件，分析各种气象传感器采集气象要素的原理，并通过设计的数据采集器进行数据采集和计算处理，同时利用GPRS无线传输方式将气象数据传输到数据处理中心。 关键词: 自动气象站;ARM;嵌入式系统;数据采集;GPRS无线通信;组网 第一章 气象采集与处理系统 1.1气象采集技术的发展 随着大规模集成电路的技术进步，尤其是以计算机为核心的信息产业的发展，数据采集技术从各方面都得到了飞越式的发展。新一代的气象数据采集系统应该具有多功能、多参数、模块化、标准化、高效率等特点。随着现代气象数据传输要求的不断变化，甚至需要将加密观测时段缩短到巧分钟，高密度的气象数据采集需要具备全天候工作能力的自动采集系统，才能准确及时的自动采集和处理各种气象观测数据。新一代数据采集产品采用了先进的数据采样技术和数据处理技术，根据中国气象局自动气象站观测规范的技术标准要求，实现了高度智能化和模块化，有很强的兼容性、可扩展性和可靠性。 1.2气象处理技术的发展 自动气象站利用仪器自动地进行观测和发送观测数据，并根据需要将观测数据转换成电码形式。自动气象站数据的传输方式主要有有线传输和无线传输两种，目前多以有线传输方式为主。有线传输存在网络布线成本高、施工困难、不宜维护等缺点，尤其在人烟稀少的偏僻地区其弊端更加显著。为了提供优秀良好的气象服务，迫切需要建立一个能够同时自动获取多个气象要素且稳定可靠的自动气象站，满足大范围气象观测的需求。 第二章 嵌入式系统概述 如果有人告诉你，现在每个人都生活在一个满是嵌入式的世界里，你是否会感到惊奇?但事实如此，不得不信，小到MP3, PDA等微型数字化产品，大到网络家电、智能家电、车载电子设备，无一不是嵌入式产品，让人顿生目不暇接之感。目前，各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过了通用计算机，正逐步改变着传统的工业生产和服务方式，并且更有进一步扩大的趋势。 2.1嵌入式系统的概念 虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的，但其历史可追溯到20世纪70年代。经过 30多年的发展，在硬件和软件双螺旋式交替发展的支撑下，嵌入式技术趋于稳定和成熟， 已被广泛应用于工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子 商务、环境检测、机器人等各个领域。毫不夸张的说，嵌入式系统己经无所不在。所以， 研究和开发嵌入式系统有着十分重要的意义。 2.2嵌入式系统的定义 根据正EE(国际电气和电子工程师协会)的定义，嵌入式系统是“控制、监视或辅助设备、机器和车间运行的装置，(原文为:devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants )，这主要是从应用上加以定义的。 不过，上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓。目前，国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机为基础，软、硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 由于嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，很难给它一个明确的定义。因此，目前通常把嵌入式系统概念的重点放在“系统”(即操作系统)上，指能够运行操作系统的软硬件综合体。 2.3嵌入式系统的特点 从前面对嵌入式系统所作的定义，可以看出，嵌入式系统具有以下几个重要特征: 》系统内核小。由于嵌入式系统一般应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内 核较之传统的操作系统要小得多。比如，ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有 SKB，而Windows的内核则要大得多。 》专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件结合非常紧密，一般要 针对硬件进行系统的移植;同时，针对不同的任务，往往需要对系统进行较大的更改。 另外，程序的编译下载要和系统相结合。 》系统精简。嵌入式系统一般没有系统