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摘要:气象灾害的防治一直是近年来我国关注的焦点,气象灾害已严重影响到了人们的生活。以往采用的人工观测的方法,不仅不能及时采集到数据,也不适用于恶劣环境的观测,而且数据通信极不稳定,这就导致气象中心不能及时对气象数据进行统计与决策。 在传感器逐渐智能化与网络化的今天,许多气象传感器也逐渐定型,各种大中小型的气象站,气象数据采集系统与电子气象仪得以发展。在气象数据采集传输系统中,有以下三种模式:有线传输模式,无线传输模式以及依靠电话网路传输的模式。其中,无线传输模式在自动气象数据采集传输系统中得到了广泛的应用,这也极大的帮助了我们对气象变化情况的观测与处理,这样就能预防气象灾害,方便人们的生产生活。 互联网技术发展到今天,已经开始与其他通信技术相结合,衍生出许多新兴技术。移动互联网技术就是一个代表,它将互联网技术与移动通信技术结合在一起,使得互联网技术又有了一次新的飞跃。本课题以当前先进的移动互联网技术为背景,拟采用第四代移动通信网络,实现对气象数据的遥测,研究内容包括:通过单片机采集相关气象数据,而后通过移动网络发送给运行组态王的计算机服务器,完成相关数据的采集及数据库管理。 本次设计主要包括设计单片机系统完成气象数据模拟量的采集,如何与组态王进行数据通讯。并完成相关图纸绘制及实验电路搭建,软硬件调试。 关键词:气象站,传感器,单片机,组态王
目录 摘要 Abstract 第一章 绪 论-1 1.1 远程气象站系统的设计背景与价值-1 1.2远程气象站系统研究现状与发展趋势-1 1.2.1 国外研究现状与发展趋势-1 1.2.2 国内研究现状与发展趋势-2 1.3 研究开发的内容、技术关键和主要创新点-2 第二章 远程气象站系统方案设计与硬件设计-4 2.1 远程气象站系统组成及功能需求-4 2.1.1 系统组成-4 2.1.2 功能需求-5 2.2 系统设计内容-5 2.2.1 气象数据模拟量采集模块的设计-5 2.2.2 通讯方案的设计-5 2.2.3 组态软件监控界面的设计-6 2.3 气象数据模拟量采集模块器件选型-7 2.3.1 单片机选型-7 2.3.2 A/D转换器选型-9 2.3.3 传感器选型-11 2.4 模拟量采集系统硬件原理图与仿真-15 2.4.1 单片机最小系统-15 2.4.2 A/D转换电路与信号采集电路-15 2.4.3 仿真中的显示电路与键盘控制电路-16 2.4.4 硬件原理图与流程图-17 2.4.5 仿真调试效果与总结-19 2.5 4G DTU模块USR-G780-20 2.5.1 USR-G780概述-20 2.5.2 USR-G780的功能-22 第三章 远程气象站系统软件设计-24 3.1 有人透传云控制台-24 3.2 DTU配置软件-24 3.3 基于单片机的Modbus通讯-25 3.4 单片机Modbus通讯程序分析-25 3.4.1 串口初始化程序分析-25 3.4.2 串口波特率调整程序分析-25 3.4.3 串口通讯部分程序分析-26 3.4.4 Modbus功能解析-27 第四章 远程气象站系统组态设计-31 4.1 组态王界面-31 4.2 数据词典与设备设置-31 4.2.1 设备设置-31 4.2.3 添加数据词典-33 4.3 历史曲线画面-35 4.4 数据报警设置-36 第五章 系统调试过程与调试结果-38 5.1 系统调试过程-38 5.2 系统调试结果分析-40 5.3 调试过程中遇到的问题与解决方法-42 第六章 远程气象站系统发展影响分析-43 6.1 远程气象站系统设计分析-43 6.2 远程气象站系统数据传输分析-43 6.3 远程气象站系统对环境影响分析-43 第七章 总结与展望-44 参考文献-45 致 谢-46 附录-47 |