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基于DSP的小型气象站的硬件设计方案:贝博app手机版

编辑:贝博app 来源:贝博app 创发布时间:2021-06-22阅读46064次
  本文摘要:概述:对于大气主要参数测量的回绝与测量方式,结合DSP的原理,科学研究了DSP在大气主要参数测量系统软件的运用于。

概述:对于大气主要参数测量的回绝与测量方式,结合DSP的原理,科学研究了DSP在大气主要参数测量系统软件的运用于。明确指出了一种测量大气主要参数的设计方案,根据硬件开发和软件开发,结合DSP产品研发调节自然环境,设计方案出能测量风向、风速等级、大气溫度、大气环境湿度和大气标准气压等大气主要参数的小型气象站。

根据对设计方案的样品展开检测,在大气主要参数的测量范畴、屏幕分辨率和精密度层面基础合乎小型气象站的回绝。因为DSP本身的优势,促使设计方案的小型气象站还具有便携式、功能损耗较低、动态性测量和抗干扰性强悍等特性。  0章节目录  用于展开大气主要参数测量的小型气象站广泛运用于气象、大气试验、通讯和农牧业等行业,测量的大气主要参数关键还包含风速等级、风向、大气环境湿度、大气溫度和大气工作压力等。

因为大气主要参数的本身特性,促使小型气象站在有助于装车、动态性测量、功能损耗和抗干扰性等层面的有较高的回绝。在数据信号转换器(digitalsignalprocessor,DSP)经常会出现以前,小型气象站主要是以MCS51单片机为关键的数据收集和应急处置系统软件,遭遇很多的气象数据,单片机设计数据信息比较慢应急处置工作能力的匮乏裸露了出去,而DSP由于其本身的硬件配置构造促使它必须比较慢展开数据处理方法,弥补了单片机设计的匮乏。根据DSP的小型气象站是结合了DSP的原理、大气主要参数的测量方式和小型气象站的本身特性而明确指出的一种新的设计方案,必须展开大气主要参数的动态性测量,并具有了功能损耗较低、便携式好和抗干扰性强悍的特性。

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  1气象观测站原理和硬件配置框架图  展开大气主要参数测量的气象观测站关键由感应器、脉冲调制电路、DSP系统软件和开关电源4一部分组成,如图所示1下图。    因为测定的大气主要参数都说白了用电量,而测量結果是建立在对电子信号展开应急处置得到 ,因此 ,在气象观测站中对于每一个大气主要参数都应用了适度的感应器展开非用电量到用电量的转换。

  感应器的键入由于其原理各有不同而各有不同,文中依据具体随意选择的感应器设计方案了各有不同的脉冲调制电路,对感应器的键入有目的性的展开过滤,I/V变换,单脉冲稳幅和工作电压放缩等各有不同方式的调养,促使感应器的键入经脉冲调制电路以后合乎DSP芯片上A/D转化器的輸出模拟仿真工作电压的范畴或是I/O端口号的脉冲信号回绝。  DSP系统软件由DSP芯片,DSP外场废黜电路、震荡电路、废黜电路和串口通信口组成。

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DSP系统软件关键展开模拟量输入輸出地下隧道随意选择,A/D转换,信号分析,对气象观测站别的构成部分的操控及其和上位机软件展开串口通信。  开关电源为DSP系统软件和气象观测站别的构成部分获得稳定的直流电源力。  2感应器与脉冲调制电路  2.1风速传感器与脉冲调制电路  风速等级最能体现大气的流动性水平,具有非常大的偶然性。小型气象站常见于测量接近路面风速等级,测量范畴为1~60m/s,屏幕分辨率为0.5m/s,精密度为5%。

依据风速等级测量的特性和回绝,文中配搭了红外线光电开关式风速传感器和单脉冲幅度值稳定调养电路来搭建把风速等级转化成单位时间单脉冲键入数量的每日任务,电路原理图如图2下图。    在间距叶轮管理中心为r的方向刻写一个遮光块,在风铸就叶轮以管理中心中心线为管理中心旋转时,叶轮每旋转一周,遮光块历经红外光源和红外线探测器所属的水平线一次。

当遮光块历经红外光源和红外线探测器所属的直线时,红外光源接到的光被遮光块遮挡,没法自然光在红外线探测器上,红外线探测器键入一个浪涌电流,风速等级v与单位时间内电流量单脉冲数量N正圆形正比例关联。  脉冲调制电路把红外线探测器键入的暗淡电流量展开放缩后展开I/V变换,随后,再对工作电压单脉冲的幅度值展开稳幅应急处置后送至DSP系统软件,展开数据处理方法。  2.2风向感应器与脉冲调制电路  在风向测量中,应用了仪器设备电阻器式感应器把风向转变转化成电阻器转变,电阻器与风向合乎正比例关系,随后,历经交流电四臂电桥电路转换电路再作把电阻器转变转化成工作电压转变,因为工作电压比较小,因此 ,还务必运用放缩电路缩放进A/D转化器能够鉴别的工作电压范畴,随后,经多通道选择符后转到A/D转化器搭建AD转换,转换后的結果转到DSP系统软件。

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  风向测量基本原理框架图如图所示3下图。    本设计方案配搭了Metone企业的020C型电阻器式风向感应器,该感应器的测量范畴为0~360,精密度为2,屏幕分辨率为0.2。020C型电阻器式风向感应器有一个可调式比较轻的飞机翼形风向标,它必需和一个仪器设备电阻器联接,相匹配于0~360的风向,键入工作电压为0~9V,经工作电压调养电路以后,可必需转到DSP系统软件展开A/D转换。


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