基于Arduino的便携式能见度仪的设计

发布时间：2017-05-11 18:18

  本文关键词：基于Arduino的便携式能见度仪的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物质生活水平的不断提高,人们对于出行安全,环境参数,以及相类似数据的获悉意识越来越强,能见度便是其中之一。现有的能见度测量仪器结构复杂价格昂贵,且大多只能测量单一模式下的能见度数值,这给普及能见度测量以及提高测量精度带来了很大的障碍。人们越来越需要一种可以进行实时监测,高精度,易于携带且价格低廉的能见度测量仪。 本文首先对多种类型的能见度测量仪进行分析比较,阐明以前向散射原理测量能见度作为本设计基础的原因,然后结合Kimetal所提出的五段式能见度修正公式对能见度在不同范围内与消光系数的关系进行了细分,并利用最小二乘法拟合修正公式所得数据,将原先的超越方程简化为简单方程；本文选择以Arduino为核心开发下位机系统,并对传统机械结构进行了改进,使得本设计更符合便携式的设计要求,新的结构设计也有效得提高了系统的信噪比；上位机软件系统开发是基于LabVIEW图形化软件,其主要功能包括对数据的储存以及测量模式的切换；最后论述了前向散射式能见度仪的误差计算以及减小误差的方法。
【关键词】：能见度 前向散射 Kimetal修正公式 Arduino LabVIEW
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH89
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-16
• 1.1 课题背景7
• 1.2 能见度测量的发展7-11
• 1.3 国内外能见度仪的发展现状11-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-16
• 2 能见度测量理论16-31
• 2.1 能见度理论基础16-17
• 2.2 大气气溶胶17-19
• 2.2.1 气溶胶的粒度及其分布18-19
• 2.2.2 气溶胶的粒径与消光系数19
• 2.3 散射理论19-23
• 2.3.1 MIE散射20-21
• 2.3.2 理论求解散射系数21-23
• 2.4 理论模型的推导23-27
• 2.5 实际模型的建立27-29
• 2.6 本章小结29-31
• 3 下位机系统的设计31-49
• 3.1 Arduino开发系统31-32
• 3.2 整体机械结构设计32-36
• 3.2.1 传统前向散射式能见度测量仪的机械结构33-35
• 3.2.2 本能见度仪的机械结构设计35-36
• 3.3 发射端设计36-39
• 3.4 接受端的设计39-43
• 3.4.1 传感器的选择39-40
• 3.4.2 接受端电路设计40-42
• 3.4.3 A/D转换42-43
• 3.5 光学系统的设计43-46
• 3.5.1 光学镜头参数确定43-45
• 3.5.2 接受端位置确定45-46
• 3.6 利用液晶显示能见度46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 4 上位机系统设计49-55
• 4.1 虚拟仪器49-51
• 4.2 LabVIEW的相关特点51
• 4.3 上位机系统的建立51-55
• 5 能见度测量的误差分析55-58
• 5.1 能见度仪误差类型55
• 5.2 误差的计算55-56
• 5.3 减小误差的方法56-58
• 6 总结与展望58-60
• 6.1 全文总结58
• 6.2 工作展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65

【参考文献】

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本文编号：357829