毕业设计 基于单片机为控制核心的大气采集系统设计.docVIP

第一章绪论 1.1大气参数检测的目的和意义 近几年来随着全球气候的恶化极端天气经常发生让许多国家政府开始认识到清洁、无污染、环保能源的重要性风能发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发商业化发展前景的发电方式之一风场建设、运行离不开气象服务需要对风场的气象参数实时检测长期以来气象参数的采集一直停留在人工采集阶段.同时也不便于多区域气象数据的共享为此在不同风场建立自动气象参数采集系统实现数据不间断采集及有选择性的上传气象数据为风电场的建设、运行提供科学的气象数据朝霞不出门，晚霞行千里．相对稳定的气候条件下，晚霞千里，预示天气晴朗。朝霞满天，则有很大的可能下雨。天空出现卷云，即云朵呈现纯白的马尾状，但慢慢变成暗色的，意味着眼下是晴天，但可能下雨。天空出现积乱云，即云层色暗层厚，预示将有雷雨和强风。天空中有薄薄的卷层云，半天之后可能下雨。如果山头不再有云雾围绕，人的郁闷感觉减少，表示短期内不会下雨。 从动物的行为辨别天气。早晨麻省鸣叫表示天气晴朗一麻雀对天气变化十分敏感。天气愈好的日子里，叫得特别厉害。蚯蚓出洞――地面潮湿柔软，蚯蚓会爬出地面，表示天将下雨之征兆。其他下雨之前兆有蚊子成群结团，猫洗脸等。声音和气味：当空气湿度增加时，声音会传到更远，气味也更易于辨别---饱和湿空气就如放大器，是良好的传导体。任何有风湿性关节炎，鸡眼或相关症状者，在空气湿度增加时都会感到疼痛和不舒服。不再是经验型的。而是靠气象卫星发回的云图和各地气象台站测得的温度、气压、风向、风速等数据在经有关资料、经验判断后得出的。这样的预报以前是靠人工进行的，这种办法即慢，又不十分准确。要想准确，必须把上面得到的数据列出几百阶乃至更高阶的线性方程组。若靠人工求解则需几百人用几个星期的时间内才能完成。这时已不是天气预报了，已经变成了天气报告了。有了电子计算机这一工作已由计算机来担任了。只要几分钟时间就可完成任务。随着新一代GSM移动通信业务的推出和普及使用无线移动数据通信的应用越来越广泛.同时移动通信也即将进入时代移动通信业务为无线数据传输提供了基础设施支持 针对当参数采集存在的问题,利用当今的移动通信业务设计了参数采集及无线传输系统.该系统以射频无线传输的方式将气象数据传输到附近上位机通过GSM网络将气象数据有选择性的远程传输到控制中心实现了参数采集的自动化、智能化解决了人工采集及多区域气象信息共享的问题5℃ , 湿度测量精度在5%以内, 测量风速的风杯风速计的精度为0.5m/s, 测量风向的光电式风向标的精度是5度。 第二章 方案论证 大气参数多路采集系统框图 图2.1大气参数多路采集系统框图 2.2风向风速传感器选择 方案一：RM Young 05103风向风速传感器 (1) 型号：RM Young 05103 (2) 类型：风向风速传感器 (3) 概述：美国RM Young 公司生产的05103型风速风向传感器具有卓越的性能和优异的环境适应性，能够适应各种复杂的测量环境。05103的风速传感器采用螺旋桨式，风向传感器采用尾桨式电位计，二者采用一体化设计，有效降低空间占用，并减少仪器本身对测量数据的影响。工作温度：-50~50供电：激发电压最大15VDC输出：模拟信号，0~5VDC，4~20mA 风 速量程：0~100m/s精度：±0.3m/s或读数的1%；风 向量程：0~360o（机械）精度：±3o；±5o（05103-45型）利用C8051单片机的二维风速风向测试系统,通过PID控制使传感器工作在恒温差模式,可以测试风速和风向。该系统基于请求式测量,具有面积小(2cm×2cm),通用性强(采用5V电压,10位二进制输出),两线制数字接口全标定输出(可直接送LCD显示或挂接到I2C总线上使用)的特点。该系统还可用于本实验室自制的温度、湿度等其他传感器的信号采集和处理,可以进行大批量生产,并广泛应用于气象测试、环境保护、军事应用等各个方面性能能够适应各种复杂的测量环境AD590它线性好、精度、灵敏度高、体积小、使用方便测温范围-55℃～+150。电源电压范围4V～30V电流变化1mA，相当于温度变化1K。非线性误差为±0是美国模拟器件公司生产的单片集成电路温度传感器LM89是美国国家半导体公司(NSC)推出的基于SMBus总线的智能温度传感器。其内部含有带隙温度传感器、通道选择器、11位∑-Δ式A/D转换器、控制逻辑电路、配置和状态寄存器、本地/远程温度寄存器、上/下限温度设定值寄存器、严重超温设定值寄存器、串行总线接口等被广泛应用于智能温度控制仪、电信设备、电子计算机、复印机等办公设备和家用电子产品领域SHT11是瑞士Sensirion公司生产的带有I2C总线的数字式温湿度传感器,具有免调试、免标定、测量分辨率可编程调节(8/12/14位数据