冰川雪面高度自动观测节点系统的设计与实现

发布时间：2024-06-30 19:50

　　冰川作为生态环境中不可或缺的一部分,对局部地区的环境气候甚至全球的环境气候都有着重要影响。长期以来,冰川研究都是诸多科学家们的重要工作之一,冰川雪面高度数据是研究冰川的重要内容。冰川雪面高度观测系统是获取冰川雪面高度数据的重要媒介。目前,对冰川雪面高度的观测主要由人工实现,耗时费力。冰川雪面高度观测系统的自动化,将极大的推进了冰川研究的进程,对冰川学自身的发展有着巨大的推动作用。论文根据实地考察情况并结合项目要求,设计并实现了一种冰川雪面高度自动观测节点系统。该系统集成了超低功耗微控制处理器、电源管理模块、高精度低功耗温湿度传感器、超声波传感器、高精度实时时钟芯片、GPS、数据存储器以及无线传输等模块,能够在高寒环境条件下,长期稳定地自动测量、存储和传输冰川上某点的温湿度、雪面高度、地理位置坐标以及海拔高度等数据,并且实现了远程人机交互功能。冰川雪面高度自动观测节点系统由电源管理系统、数据采集系统和无线数据传输系统三个子系统构成。文章从硬件和软件两方面,详细阐述系统的设计实现过程和工作原理。硬件方面,详细阐述了系统中各模块的功能特点以及应用电路的设计与实现;软件方面,重点介绍了各个模块...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１冰川物质平衡自动观测节点系统结构框图??电源管理系统的主要功能是实现对太阳能充电进行管理，将电源电压降到可??

冰川雪面高度自动观测节点系统采用了模块化设计思想。节点系统主要由电??源管理系统、数据采集系统和无线数据传输系统三个子系统构成，每个子系统都??由数个功能模块构成。本节点系统的结构框图如图１－丨所示。??太阳能彳太阳能充电?｜｜?＾无线数据传输系统??电池板?￣＾?管理模块??＾....

图１－２冰川雪面高度自动观测节点系统工作流程图??冰川雪面高度自动观测节点系统中设计了两个开关：主开关和从开关

１．３．２系统工作原理??冰川雪面高度自动观测节点系统能够实现实时或定时采集、存储和传输冰川??雪面高度及其相关数据，其实际运行流程图如图１－２所示。??开始??????５???断开主开关，电源管??理系统进入低功耗模式??有起始信＾＾??＾到来??闭合主开关???Ｉ???数据采....

图２－１基Ｔ?ＣＮ３７２２的太阳能充电管理模块电路原理图??ＣＮ３７２２是一款ＰＷＭ降压模式充电管理集成电路，可使用太阳能电池供电，??

２．３太阳能充电管理模块的设计与实现??太阳能充电管理模块由硬件电路构成，太阳能充电管理芯片ＣＮ３７２２是其??核心器件。基于ＣＮ３７２２的太阳能充电管理模块电路原理图如图２－１所示。??ｃ?Ｉ?Ｗ?Ｉ?ｎ?ｎｉ?ＬＩ?Ｒｌ?０．２??］￣￣——Ｔ＾？－Ｐ?■?°?Ｎ＇ｌ￣￣—Ｔ....

图２－２电池过放保护电路??

负载供电期间，负载供电控制模块一直处在低功耗模式。结束信号的到来或者供??电超时都能够促使负载供电控制模块断开主开关，结束对负载的供电。负载供电??控制模块的工作流程图如图２－３所示。??９??

本文编号：3998991