超声波三维测风系统的开发
本文选题：风速 切入点：超声波 出处：《兰州理工大学》2014年硕士论文
【摘要】：全球近几年爆发能源危机,传统的能源都已经被过度使用,并且现阶段大量能源的使用对环境造成污染,所以绿色清洁型能源被世界各国家开发并使用。近年来,风能的利用在风力发电技术领域和气象领域发展很快。风能资源是一种无法准确预测并且不能储存和调度的间歇性和波动性能源。由于风具有随机性,采用传统机械式风速风向测量系统往往得到的结果误差很大。如果采用二维超声波测量系统进行风速短期预测,测量准确度得到了很大的提高。但局限于水平方向和垂直方向的二维分析。因此本文采用三维超声波测量风场信息。在超声波传播时间间隔测量方法上,通过用几种方法进行对比,选用时差法测量。 本文采用TDC-GP21高精度时间测量芯片和MSP430F413单片机控制芯片,设计了三维超声波测风系统。利用三对超声波换能器构成三维阵列,采用时差法测量风速和风向。本文设计了系统总体结构以及三维超声波测风系统的各部分硬件电路。然后又设计了太阳能和蓄电池供电系统。并对部分硬件电路进行仿真和测试,证明其可行性。同时设计了系统总体软件程序以及TDC-GP21测量软件程序,时钟模块软件程序,SD卡模块软件程序。最后对系统可能产生的测量误差和如何进行校正做了详细的分析。
[Abstract]:The global energy crisis broke out in recent years, the traditional energy has been overused, and at the present stage a large number of energy sources are polluting the environment. Therefore, green clean energy has been developed and used by countries all over the world in recent years. The use of wind energy is developing rapidly in the field of wind power technology and meteorology. Wind energy is an intermittent and fluctuating energy source that can not be accurately predicted and can not be stored and operated. The traditional mechanical wind speed and wind direction measurement system often results in great error. If the two dimensional ultrasonic measurement system is used to predict the wind speed in the short term, The accuracy of measurement has been greatly improved. However, it is limited to the two-dimensional analysis of horizontal and vertical directions. Therefore, in this paper, the wind field information is measured by using three-dimensional ultrasonic wave. By comparing with several methods, we choose time difference method to measure. In this paper, a three dimensional ultrasonic wind measuring system is designed by using TDC-GP21 high precision time measurement chip and MSP430F413 single chip microcomputer control chip. Three pairs of ultrasonic transducers are used to form three dimensional array. In this paper, the overall structure of the system and the hardware circuits of the three dimensional ultrasonic wind measuring system are designed. Then, the solar energy and battery power supply systems are designed, and some of the hardware circuits are given. For simulation and testing, At the same time, the overall software program of the system and the TDC-GP21 measurement software program, the clock module software program and the SD card software program are designed. Finally, the possible measurement errors and how to correct the system are analyzed in detail.
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH765.4;TB559
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 蒋志峰;吴作伦;吴瑞明;刘继忠;;材料缺陷超声检测中谱分析技术的研究[J];兵器材料科学与工程;2009年04期
2 陈娥;谢晓慧;;ROT250超声波探伤机检测钢管缺陷图形分析[J];包钢科技;2009年S2期
3 傅常海,周召发,张晋,张乐;基于MSP430的钢丝绳检测装置[J];兵工自动化;2005年01期
4 陈文亮,施涌潮,梁福平;便携式高精度测温仪的设计[J];北京机械工业学院学报;2001年04期
5 武广涛;俞国胜;;超声技术在造林地表面障碍检测中的应用[J];北京林业大学学报;2006年05期
6 吴宝明,彭静,彭承琳,朱新建;一种具有远程传输能力的新型血压Holter[J];北京生物医学工程;2002年04期
7 员青琳,颜德田,韦红雨,姜萍萍;基于msp430的生物反馈式括约肌的研制[J];北京生物医学工程;2004年01期
8 陈绪刚;颜德田;;基于MSP430的数字式拔火罐的设计[J];北京生物医学工程;2006年06期
9 王兴国;常俊杰;徐久军;单英春;王旭东;姚曼;;超声波在薄膜介质中传播衰减的评价方法[J];中国表面工程;2008年05期
10 邓泽霞;刘峰;纪钢;;基于MSP430F149的电力参数检测仪设计[J];包装工程;2011年17期
相关会议论文 前10条
1 刘明鑫;汪学刚;邹林;;基于TC35i和MSP430无线传输系统[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 张丽楠;张淼;盛明娅;;多通道温室营养液离子检测系统设计与性能评估[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 喻镜;;超声波探伤在机车轮对探伤中的应用——提高机车车轴超声波探伤的准确性[A];郑州铁路局“十百千”人才培育助推工程论文集[C];2011年
4 徐立;李培玉;;基于USB的嵌入式实时数据采集分析系统[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 王增勇;孙朝明;李建文;;铅合金铸件的超声检测试验[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年
6 刘明;邓景珊;;燃料棒端塞焊缝的超声波检测[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
7 范兴义;俞隽;罗顺明;刘坚;;环件超声探伤中斜向缺陷反射波分析[A];西南地区第十届NDT学术交流会论文集[C];2009年
8 施叶玲;陈彬兵;;无线传感器网络在智能家居中的应用[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
9 邓志敏;卢云飞;张永俊;;超声波检测连杆衬套与底孔贴合度的系统软硬件设计[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
10 陈金贵;黄颖;;无缝钢管超声涡流自动检测方法研究[A];2010钢材质量控制技术、形状、尺寸精度、表面质量控制与改善学术研讨会文集[C];2010年
相关博士学位论文 前10条
1 刘素花;节能型自治式多功能海洋环境监测系统的数据采集控制器的研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2009年
2 金艳;注塑机精密塑化机理的研究[D];北京化工大学;2011年
3 江健;航空构件一体化超声成像检测的若干关键技术研究[D];浙江大学;2005年
4 刘继忠;CFRP孔隙率超声无损检测研究与系统实现[D];浙江大学;2005年
5 陈建功;锚杆—围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究[D];重庆大学;2006年
6 李凌;碳纤维复合材料数字化超声检测系统关键技术研究[D];浙江大学;2007年
7 邱红辉;电子式互感器的关键技术及其相关理论研究[D];大连理工大学;2008年
8 邓涛;供水系统加氯模式优化理论与计算方法[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 韩金华;护士助手机器人总体方案及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 袁红梅;粘结结构界面缺陷超声检测技术及其应用研究[D];北京工业大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 张睿;农电自动抄表技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵杰;基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
3 王庆;郑州地区公路工程超声回弹综合测强专用曲线试验研究[D];郑州大学;2010年
4 张明勇;便携式远程医疗检测系统设计与实现[D];大连理工大学;2010年
5 彭晓宇;基于超声波的厚钢管焊速检测系统设计[D];大连理工大学;2010年
6 熊文强;铅酸蓄电池电解液密度超声波测量方法研究[D];大连理工大学;2010年
7 任立辉;自容式深海原位激光拉曼光谱系统的软件设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
8 何涛焘;纵波压电传感器瞬态特性的模拟与实验研究[D];湘潭大学;2010年
9 刘小磊;GPS车辆监控系统车载终端的设计与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 刘飞;便携式甲烷气体检测仪[D];哈尔滨理工大学;2010年
，本文编号：1659991
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/1659991.html
