【摘要】：居民生活和工業(yè)生產(chǎn)對氣象預測的要求越來越高,而準確的氣象預測依賴于精確性高、穩(wěn)定性好的氣象觀測數(shù)據(jù),因此,近年來對氣象觀測設備提出了更高的要求。但是,我國幅員遼闊,部分地區(qū)自然環(huán)境惡劣,氣象站維護困難或人員難以長期生存,這樣,在一定程度上限制了氣象數(shù)據(jù)的采集,使氣象數(shù)據(jù)的時間密度和空間密度都難以達到精準預測的需要。近幾十年來,隨著電子信息和計算機技術的發(fā)展,逐漸出現(xiàn)了無人值守、無需經(jīng)常維護的自動無人氣象站,解決了傳統(tǒng)氣象站中,部分氣象站難以維護和數(shù)據(jù)采集的問題。隨著嵌入式系統(tǒng)軟硬件技術的發(fā)展,將其應用到氣象監(jiān)測領域成為了可能,因此,以嵌入式系統(tǒng)為核心的自動氣象站越來越受到氣象學界的重視。本文對自動氣象站進行了詳細的分析和介紹,并對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進行了深入的分析和探討,列舉了國內(nèi)外應用比較廣泛的一些自動氣象站系列。同時,指出我國自動氣象站存在系統(tǒng)開放程度不高、不同廠家兼容性差、擴展性差和主要元器件依賴進口等問題。根據(jù)我國自動氣象站的發(fā)展現(xiàn)狀,并結合我國的實際情況,提出利用STM32單片機和GPRS技術設計一種多要素自動氣象站系統(tǒng),以實現(xiàn)降低能耗、提高性能的目的。從主要功能和組成結構兩方面分析了該系統(tǒng)軟件的需求,并確定了嵌入式自動氣象信息系統(tǒng)的硬件和軟件設計方案。對其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)分別進行了詳細設計,硬件系統(tǒng)主要是對其主控模塊、氣象要素采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊等模塊的硬件設施進行了選擇和設計;依托硬件設計的結果,詳細闡述了嵌入式軟件的實現(xiàn)機制,并對其數(shù)據(jù)采集與處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊和通信系統(tǒng)的軟件進行了詳細的設計和程序的編制。最終,完整的設計出了該嵌入式自動氣象信息系統(tǒng),并且該系統(tǒng)順利的通過了對各項功能的測試。通過本文的研究,克服了傳統(tǒng)氣象站信息采集系統(tǒng)的一些缺點,實現(xiàn)了信息采集、處理、傳輸?shù)淖詣踊?并大大提高了其實時性,而且具有體積小、能耗低、采集和處理速度快、成本低等優(yōu)點,符合我國氣象監(jiān)測領域的未來發(fā)展方向,應用前景廣闊。
【圖文】：

不同的氣象信息采集標準，著手調(diào)整以及完善，這樣能夠做出系列產(chǎn)品以滿足逡逑所有對象的標準，降低研發(fā)成本，同時，也有利于用戶對氣象站進行操作和維逡逑護。采用模塊化設計的自動氣象站，能夠達到這個設計目的，其結構如圖２－１逡逑所示。逡逑本文的創(chuàng)新點，在于取消了微機終端轉(zhuǎn)而采用微控制器來完成其原有功能，逡逑因此，需要對結構進行優(yōu)化設計，根據(jù)本文的要求，，采用較為成熟的技術將其逡逑結構定位圖２－２所示。逡逑ＩＩ逡逑

；逡逑ｉ．壤溫度ｆｔ感器一？多路轉(zhuǎn)換丌逡逑圖２－１典型自動氣象站結構逡逑優(yōu)秀的自動氣象站，應該具有良好的擴展性，可以根據(jù)不同的環(huán)境，或者逡逑不同的氣象信息采集標準，著手調(diào)整以及完善，這樣能夠做出系列產(chǎn)品以滿足逡逑所有對象的標準，降低研發(fā)成本，同時，也有利于用戶對氣象站進行操作和維逡逑護。采用模塊化設計的自動氣象站，能夠達到這個設計目的，其結構如圖２－１逡逑所示。逡逑本文的創(chuàng)新點，在于取消了微機終端轉(zhuǎn)而采用微控制器來完成其原有功能，逡逑因此，需要對結構進行優(yōu)化設計，根據(jù)本文的要求，采用較為成熟的技術將其逡逑結構定位圖２－２所示。逡逑ＩＩ逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52

【參考文獻】

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本文編號：2602549