基于Web与远程通讯的气象站数据采集处理软件

发布时间：2017-10-17 15:48

  本文关键词：基于Web与远程通讯的气象站数据采集处理软件

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【摘要】：自动气象站可实现采集处理气象参数的功能,得到的数据是气象服务的主要依据。目前,自动气象站上位机软件的数据传输方式多采用有线传输,但是有线传输存在传输距离短、成本高等缺点,难以满足人类对气象观测的需求。同时,由于环境的影响,自动气象站采集的数据存在误差,尤其是湿度数据。在降雨时或雨后,水滴会沾附在用于安装温湿度传感器的防辐射罩叶片表面,叶片表面的水滴蒸发会引起罩内湿度增加,产生沾湿误差,该误差可达0.080g/m3以上。此外,随着自动气象站站点不断增多,气象数据量逐渐加大,气象数据查询的方式已不能满足人们的需求。鉴于自动气象站数据采集处理设备存在的以上问题,本文设计了一种自动气象站数据采集处理系统。首先设计了一种基于STM32微处理器的气象站采集器,用于采集气象数据,主要包括主控制器、电源、气象传感器和通信四个模块。为了克服有线传输存在的缺点,通信模块在RS-232串口的基础上扩展了基于GPRS的无线通信方式。沾湿率是指上风风向防辐射罩的沾水面积比例,为了减小沾湿误差,本文搭建实验平台,通过改变风速和沾湿率获得多组实验数据。利用Levenberg-Marquardt (L-M)算法拟合出用沾湿率和风速计算沾湿误差的修正方程,并将修正方程编入上位机软件,从而实现沾湿误差实时修正功能。该软件以VS2010为开发工具,采用C#语言和SQL Server 2008数据库,可实现自动气象站的气象数据采集、查询、删除及沾湿误差实时修正功能。为了更加方便查询气象数据信息,本文还搭建了基于Web的远程访问平台。本文设计的采集处理系统,在一定风速范围内,可将沾湿误差平均值降低到0.023 g/Pm',提高了气象站湿度测量精度,还实现了气象数据的远程采集和远程访问功能。本文提出的沾湿误差修正方法,有望在气象观测领域获得应用。
【关键词】：自动气象站 远程通讯 沾湿误差 上位机软件 Web
【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】：P415.12;TP274.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景和意义9-11
• 1.2 自动气象站的国内外发展状况11-13
• 1.2.1 国外发展现状12
• 1.2.2 国内发展现状12-13
• 1.3 上位机软件的发展趋势13-14
• 1.4 主要研究内容14-16
• 第二章 系统的硬件设计与实现16-29
• 2.1 主控制器16-18
• 2.1.1 微处理器的选型16-17
• 2.1.2 微处理器的介绍17-18
• 2.2 电源模块设计18-20
• 2.3 信号采集模块20-23
• 2.3.1 温湿度测量电路20-21
• 2.3.2 气压测量电路21-22
• 2.3.3 雨量测量电路22
• 2.3.4 风速风向观测电路22-23
• 2.4 通信模块23-27
• 2.4.1 串口通信23-25
• 2.4.2 无线通讯25-27
• 2.5 硬件系统的实现27-29
• 2.5.1 PCB布局设计27-28
• 2.5.2 硬件系统的整机28-29
• 第三章 沾湿误差修正方法29-39
• 3.1 湿度的表示方法29-33
• 3.1.1 水汽压(e)与饱和水汽压(E)29-30
• 3.1.2 相对湿度(RH)30
• 3.1.3 绝对湿度(AH)30-31
• 3.1.4 露点(T_d)31
• 3.1.5 饱和水汽压计算公式31-33
• 3.2 沾湿误差修正方法的获取33-39
• 3.2.1 实验数据的获取33-35
• 3.2.2 实验结果与分析35-36
• 3.2.3 沾湿误差修正方程36-39
• 第四章 系统的软件分析与设计39-56
• 4.1 开发平台简介39-41
• 4.1.1 运行框架39-40
• 4.1.2 开发语言40-41
• 4.1.3 开发工具41
• 4.1.4 数据库软件41
• 4.2 关键技术41-44
• 4.2.1 系统架构C/S与B/S41-42
• 4.2.2 基于GPRS的数据传输协议42-43
• 4.2.3 数据库访问技术43-44
• 4.2.4 ASP.NET技术44
• 4.3 系统结构的设计与分析44-45
• 4.4 终端软件的设计45-51
• 4.4.1 终端功能设计45-48
• 4.4.2 数据库设计48-50
• 4.4.3 主要相关类50-51
• 4.5 程访问软件的设计51-56
• 4.5.1 远程访问层总体架构设计52-53
• 4.5.2 远程访问层功能模块设计53-54
• 4.5.3 远程访问层数据库设计54-56
• 第五章 软件系统功能的实现与测试56-72
• 5.1 终端软件的实现56-65
• 5.1.1 终端软件主界面56-57
• 5.1.2 通信方式57-60
• 5.1.3 数据管理60-61
• 5.1.4 数据维护61-62
• 5.1.5 沾湿误差修正界面62-65
• 5.2 远程访问软件的实现65-72
• 5.2.1 登录模块65-66
• 5.2.2 注册模块66-67
• 5.2.3 远程访问平台主界面67-69
• 5.2.4 历史数据波形显示69-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 论文总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 作者简介79

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本文编号：1049707