【摘要】：日照時數(shù)是太陽輻射觀測的重要指標(biāo),對農(nóng)林業(yè)具有重要意義,同時日照時數(shù)是我國氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的基本觀測要素之一。在當(dāng)今的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,使用的是暗筒式和聚焦式日照計(jì),這兩款日照計(jì)采用燒痕法,觀測方式原始落后。為了解決這一問題,國內(nèi)外也出現(xiàn)了多款自動化日照計(jì),包括雙金屬片式、直接輻射式以及總輻射式。三種日照計(jì)各有優(yōu)缺點(diǎn),但總輻射式日照計(jì)優(yōu)點(diǎn)突出�？傒椛涫饺照沼�(jì)基于總輻射和散射輻射計(jì)算日照時數(shù),測量精度高、不需要跟蹤太陽、運(yùn)行可靠、體積小,適合廣泛應(yīng)用于業(yè)務(wù)日照。隨著我國氣象事業(yè)發(fā)展,氣象領(lǐng)域提出“智慧氣象”的概念,氣象傳感器的智能化是智慧氣象在大氣探測方面的重要體現(xiàn)。但目前的日照傳感器只是實(shí)現(xiàn)了日照觀測的初步自動化,距離智能化要求差距較遠(yuǎn),因此本課題進(jìn)行了日照計(jì)的智能化研究。根據(jù)我國日照計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀,本文針對日照計(jì)智能化設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)方案。日照計(jì)工作原理選擇總輻射式,采用微處理器與采集模塊結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)日照計(jì)智能化的平臺設(shè)計(jì),通過強(qiáng)大的嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)各種智能化功能,通過嵌入式操作系統(tǒng)管理軟件。同時設(shè)計(jì)了無線和有線兩種通信方式,實(shí)現(xiàn)多種場景下的便捷可靠通信。通過實(shí)現(xiàn)在線升級、在線標(biāo)校,使日照計(jì)更加的智能化。智能日照計(jì)硬件平臺以STM32F107VCT6微處理器為核心,采用高性能S1133-01型光電二極管作為感應(yīng)元件。配備了FLASH存儲電路、ZigBee通信模塊、串口通信電路、電源電路、實(shí)時時鐘電路、加熱電路,形成了一個完善的硬件平臺。在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,首先完成了在線升級技術(shù)的研究,實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee無線通信的在線升級,之后完成了對μC/OS-II操作系統(tǒng)的移植,并在該系統(tǒng)上編寫了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、FLASH存儲、軟時鐘、串口通信、無線通信模塊等模塊�；诘玫降牟蓸釉紨�(shù)據(jù)進(jìn)行了在線標(biāo)校研究,完成對傳感器非線性自校正和在線標(biāo)定設(shè)計(jì)。最終,完成了對智能日照計(jì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以設(shè)計(jì)的智能日照計(jì)為核心,搭建了智能日照計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行測試。經(jīng)過相關(guān)測試,智能日照計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和自動化采集、無線通信、在線升級、非線性自校正、在線標(biāo)定等功能。對于非線性自校正模型,在晴天情況下日照時數(shù)的相對誤差能夠降低至2%以下,多云天氣下能夠控制在5%左右,陰天情況下日照時數(shù)的相對誤差改善不明顯。本課題研究的智能日照計(jì),具有較好的應(yīng)用價值,對我國氣象傳感器的智能化具有一定的參考意義。
【圖文】：

幾種典型的實(shí)現(xiàn)了自動化觀測的為典型的是芬蘭維薩拉公司的 件為 6 對雙金屬片(6 個外側(cè)和 6一對金屬片設(shè)定一定的接觸間觸間隙隨著溫度的變化產(chǎn)生相的金屬片，外部金屬片受熱膨接觸，形成電回路。記錄下電路金屬片進(jìn)行溫度補(bǔ)償，設(shè)計(jì)的度低于閾值時，雙金屬片就會斷的測量。實(shí)現(xiàn)了自動化采集，，但由于測量具備長期穩(wěn)定性，測量準(zhǔn)確度不

圖 1-2 TBS-2-2 型直接輻射表 圖 1-3 FS-ST 系列輻射表1.2.3 總輻射式直接測量太陽直接輻射度難度過大。總輻射測量法通過測量總太陽輻照度散射太陽輻照[7]，間接得到太陽直接輻照度；太陽直接輻照度與 120W/m2比
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P414.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2607463