基于嵌入式技术的自动气象信息系统设计与实现

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作者：

马婧舒

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摘要：

居民生活和工业生产对气象预测的要求越来越高,而准确的气象预测依赖于精确性高,稳定性好的气象观测数据,因此,近年来对气象观测设备提出了更高的要求.但是,我国幅员辽阔,部分地区自然环境恶劣,气象站维护困难或人员难以长期生存,这样,在一定程度上限制了气象数据的采集,使气象数据的时间密度和空间密度都难以达到精准预测的需要.近几十年来,随着电子信息和计算机技术的发展,逐渐出现了无人值守,无需经常维护的自动无人气象站,解决了传统气象站中,部分气象站难以维护和数据采集的问题.随着嵌入式系统软硬件技术的发展,将其应用到气象监测领域成为了可能,因此,以嵌入式系统为核心的自动气象站越来越受到气象学界的重视. 本文对自动气象站进行了详细的分析和介绍,并对国内外的研究现状进行了深入的分析和探讨,列举了国内外应用比较广泛的一些自动气象站系列.同时,指出我国自动气象站存在系统开放程度不高,不同厂家兼容性差,扩展性差和主要元器件依赖进口等问题.根据我国自动气象站的发展现状,并结合我国的实际情况,提出利用STM32单片机和GPRS技术设计一种多要素自动气象站系统,以实现降低能耗,提高性能的目的.从主要功能和组成结构两方面分析了该系统软件的需求,并确定了嵌入式自动气象信息系统的硬件和软件设计方案.对其硬件系统和软件系统分别进行了详细设计,硬件系统主要是对其主控模块,气象要素采集模块,通讯模块,数据存储模块,人机交互模块等模块的硬件设施进行了选择和设计;依托硬件设计的结果,详细阐述了嵌入式软件的实现机制,并对其数据采集与处理模块,数据存储模块,人机交互模块和通信系统的软件进行了详细的设计和程序的编制.最终,完整的设计出了该嵌入式自动气象信息系统,并且该系统顺利的通过了对各项功能的测试. 通过本文的研究,克服了传统气象站信息采集系统的一些缺点,实现了信息采集,处理,传输的自动化,并大大提高了其实时性,而且具有体积小,能耗低,采集和处理速度快,成本低等优点,符合我国气象监测领域的未来发展方向,应用前景广阔.

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关键词：

于嵌入式技术 自动 气象

学位级别：

硕士

学位年度：

2018

DOI：

CNKI:CDMD:2.1019.008835