基于ARM11的高精度超声波风速测量仪的设计

发布时间：2017-12-04 11:10

  本文关键词：基于ARM11的高精度超声波风速测量仪的设计

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【摘要】：风速测量应用在气象观测、风电领域、海上航行、铁路桥梁监测、军事以及城市与森林消防等各种场合。相较于传统的机械风速仪具有无机械摩擦、几乎无起动风速限制等优点,超声波风速仪将成为风速测量的主流。本文在时差法测风速原理的基础上,采用数字信号处理技术,寻找接收信号起始点来精确测得超声信号的传播时间。对接收声波信号进行了无延迟的数字滤波处理,利用平均法求幅度拟合出各周期正弦信号,通过真实信号与拟合信号及反向信号的残差平方和的比值进行假设检验,进而确定信号的起始点。由于信号处理较为复杂,系统采用高性能的ARM11处理芯片S3C6410,并设计了最小系统主控板,以及具有四路信号处理功能的采集板,采集板主要包括信号的发射电路、接收调理电路、模数转换电路以及电源电路。结合风速测量原理以及数字处理方法,系统软件基于Windows CE 6.0操作系统,进行了数据采集流驱动程序与应用程序的开发。通过编写底层驱动以及应用程序调用API函数,利用S3C6410的PWM功能和其高速处理能力实现了高速模数转换器的实时数据读取。完成了相反方向上超声波信号的传播时间,从而计算出风速值,最终实时显示所测风速。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH765.43
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本文编号：1250784