基于ARM的前向散射式能见度仪的设计.pdf

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中国海洋大学 硕士学位论文 基于ARM的前向散射式能见度仪的设计 姓名：于春霞 申请学位级别：硕士 专业：控制理论与控制工程 指导教师：李民 座机电话号码 基于ARM的前向散射式能见度仪的设计 摘要 大气能见度 Visibility 是反映大气透明度的一个指标，是气象观测的常规项 目，它对航海、航空、陆上交通以及军事活动等都有重要影响。目前国内能见度 仪，特别是适用于海洋恶劣环境中的便携式、高精度的能见度仪较少，需要研制 适合海上测量的能见度仪。 在系统阐述大气能见度检测理论依据的基础上，研究了能见度检测系统的关 键技术，主要包括光源的稳定性、微弱信号的相敏检测技术及信号的抗干扰技术 等。本系统由发射模块、接收模块、信号处理模块及电源模块等组成。设计了发 射模块和接收模块的光学系统，并进行了发射光源的调制设计、接收模块中的光 电转换电路、放大电路、带通滤波电路的设计及信号的锁相放大电路的设计等。 大气能见度测量属于微弱信号检测技术，，在海上更容易受到外界自然光及其它环 境因素的干扰，因此滤除各种干扰，提取有用的微弱信号是本设计的核心。本文 重点研究了光敏检测技术和适合于微弱信号检测的锁相放大技术，设计了以 OPTl01为核心的光敏检测电路，有效提高了电路的灵敏度和抗干扰，简化了设 计；设计了以平衡调制解调芯片AD630为核心的锁相放大电路和由双D触发器 较大的噪声背景下，该电路可以有效地提取出反映能见度变化的有用信号。锁相 放大后的直流信号，经AD处理后输入到微处理器ARM中，经过理论运算最后 得到能见度值。为了保证系统工作的稳定性，特别是海上恶劣环境，对系统进行 了

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