便携式气象仪

摘要33本文研究了以单片机AT89S8252芯片为核心的便携式数字气象检测仪，系统集成了温度、湿度、风向、风速气象参数的测量，其精度已经达到并超过普通气象测量的要求，通过系统机与测量单元的配合，将采集的数据显示在LCD1602上，为未来气象测量的小型化、实时化、便捷化与专业化提供了良好的应用前景和坚实保证。首先，文中介绍了当前国内便携式气象检测技术的研究动态，分析了现有气象检测系统存在的主要问题及发展方向，指出研制便携式、高性能的集成化气象检测仪的必要性。其次，提出了便携式气象检测仪系统的总体方案设计，使该系统真正实现智能化，专业化。用智能温温度传感器SHT10实现对温度、湿度的检测，将温湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，采用EC9-1传感器实现对风向、风速的检测，再选择单片机AT89S52芯片的基础上，实现了对基本气象要素的测量和数据信息的现代化管理。最后，设计了该系统的控制测量硬件电路及相应的软件，经试验结果表明，所设计的便携式气象仪实现了系统的性能指标和技术要求，具有高精度，灵敏度，便捷及价廉的特点，适合于在各领域广泛应用。关键词：便携：气象仪；风向；风速；温度；湿度；摘要本研究以单片机AT89S8252芯片为核心的便携式数字气象探测仪器，系统集成了有温度、湿度、风速、风速等气象参数的测量，其精度已经达到并超过一般气象测量的要求，通过系统机与测量单元的绑定，将采集的数据显示在液晶显示器上，为未来气象测量的小型化、实时化、便捷化和专业化提供了具有良好的应用前景和坚实的保证。首先，阐述了目前国内便携式气象探测技术的研究趋势，分析了气象监测系统存在的主要问题和发展方向，指出开发便携式、高性能的综合气象仪器是必要的。其次，提出了便携式气象仪器系统的总体方案设计，使系统真正智能化、专业化SHT10 .智能温度传感器实现对温度、湿度的检测，通过传感器采集温湿度信号并转换成数字信号，利用EC9-1传感器检测风向、风速，然后选择基于单片机的AT89S52芯片，实现气象要素测量和数据信息管理的基本现代化。最后，设计了控制测量系统的硬件和相应的软件测试结果表明，设计的便携式气象仪器达到了系统的性能指标和技术要求，具有高精度、高灵敏度、方便和价格低廉的特点，适合在各个领域广泛应用。关键字：便携式；气象仪器；风；风；温度、湿度；目录1 、摘要12、绪论.22.1选题背景与意义.22.2课题研究的基本内容与拟解决的主要问题.33.总设计.43.1设计内容.43.2总体方案设计33.3方案选择.43.3.1温度和湿度传感器的选择33.3.2风向和风速传感器的选择33.3.3显示模块的选择.44.系统的硬件选择和设计44.1温度和湿度传感器SHT1044.1.1接口定义44 . 1 . 2 sht 10 5的电路特性和时序图4.1.3技术参数64.1.4传感器特性64.2风向和风速传感器EC9-1.84.2.1风速和风向传感器EC9-1.94 . 2 . 2 EC9-1的工作原理.104 . 2 . 3 EC9-1硬件原理图.114 . 2 . 4 EC9-1物理图.124 . 2 . 5 EC9-1的技术指标.134.3单片机7的选择和介绍4 . 3 . 1 AT89S 52 7简介4.3.2引入.在8号口主要表现94.4液晶显示器1602125.硬件模块设计155.1温湿度硬件模块设计165.2风向和风速硬件模块16的设计6.软件模块设计196.1主要程序流程图196.2温度和湿度模块流程图236.3风速风向模块流程图.266.4显示模块流程图.27摘要28谢谢你30参考附录32介绍2.1选题的背景和意义背景：天气预报对现代社会非常重要。为了准确预报天气，测量和收集大量的气象数据和气象资料是非常重要的。因此，气象仪器是必不可少的。本设计为便携式气象仪，旨在满足市场需求，适应小区域气候监测。该设计将湿度、温度、风速、风向等气象参数的测量集成在一起，实现一套便携式气象仪器的实时记录和保存。整个系统结构具有设计方便、成本低、性能好等优点。并将朝着方便和简单的方向发展。使用气象仪器进行天气测量是正确预报天气的必要手段。因此，气象仪器和测量方法的改进和提高是天气预报的关键。随着微控制技术的发展，传统气象仪器作为“精密机械”的概念发生了深刻的变化。气象仪器也朝着智能化和便携化方向发展。高性能单片机在自动气象仪器中起着重要作用。含义：便携式气象仪是为满足上述市场需求而设计的，适用于小区域气候监测。它可广泛用于及时测量当地气候参数变化，为各种生产和生活活动提供及时的气象信息。该系统集成了温度、湿度、风向、风速等气象参数的测量，其精度达到了标准气象测量的要求。它为未来气象测量的小型化、实时性、便捷性和专业化提供了坚实的保障，具有很强的实用价值。2.2研究的基本内容和需要解决的主要问题基本内容：本文研究了一种基于无线传输的便携式气象仪器系统，包括数据采集和处理。该系统以AT89S8252芯片为主要部件，利用各种传感器检测天气数据，实现风向、风速、温度、湿度等要素的测量和显示。它要求：温度范围：-40 50(20时精度在0.2以内)相对湿度：0100%(精确度在20: 1%以内)风向和风速：0.4 75米/秒(精度：0.17米/秒)主要问题：1.要求的温度范围：-4050(精度在20: 0.2以内)，相对湿度：0100%(精度在20: 1以内)。由于要求的温湿度精度高，范围大，这是需要解决的主要问题。2.风向和风速：0.475m/s(精度：0.17 m/s)。由于风速和风向的高精度要求，在选择传感器时要特别注意。3总体设计3.1设计内容本文研究了一种基于无线传输的便携式气象仪器系统，包括数据采集和处理。该系统以AT89S52芯片为主要部件，利用各种传感器检测天气数据，实现风向、风速、温度、湿度等因素的测量和显示。温湿度测量：新型智能集成温度传感器SHT10主要用于检测温湿度。温度和湿度信号由传感器收集并转换成数字信号。然后用AT89S52对数据进行分析和处理，为显示电路提供信号。为测量风向和风速，采用EC9-1系列动态性能风传感器。EC9-1系列传感器具有动态性能好、线性精度高、灵敏度高、测量范围宽、互换性好、风阻大等特点。3.2总体方案设计单身薄片机器AAT89S8252温度和湿度传感器风速和风向传感器液晶显示器本设计采用AT89S52作为核心处理器。整个系统由测量和显示两部分组成。测量部分使用风速、风向、温度和湿度等传感器收集气象信息，并将其转换为电流信号。参数显示在液晶显示屏上。3.3方案选择3.3.1温度和湿度传感器的选择方案1:温度传感器选用DS18B20。DS18B20具有以下特性：(1)温度传感器DS18B20的可编程分辨率为9-12位，可实现高精度温度测量。(2)ds18b 20的所有传感元件和转换电路集成在使用中的三极管形状的集成电路中，(3)温度范围为-55 - 125 ,在-10 - 85精度为0.5 (4)ds18b 20支持多点联网功能。多个DS18B20可以并联在一个三线上，实现联网多点测温(5)和独特的单线接口模式(6)负压特性：当电源极性颠倒时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。(7)测量结果直接输出数字温度信号，抗干扰和纠错能力强(8)适用电压范围更宽：3.0 5.5V湿度传感器是HS 1101，具有以下特性：(1)精度：2%相对湿度(1 20%相对湿度范围)；(2)5V直流电源，0 20%相对湿度的典型输出为1 1.6VDC直流；(3)优良的线性输出；(4) 1-99%相对