自动气象站数据采集器蒸发通道校准系统设计
发布时间：2021-03-26 19:01
随着气象事业的发展,其气象要素数据校准工作显得越来越重要。蒸发要素的准确测量己影响到各个领域,为了保证自动气象站数据采集器蒸发通道的正常运行,提高观测数据的准确性,需定期对其进行检定。因此,设计一种合理的高精度校准系统实现对数据采集器蒸发通道的校准来确保输出准确可靠的蒸发量数据是很有必要的。为了保证自动气象站蒸发测量数据质量,根据气象行业的相关标准与气象站的技术指标,本文对蒸发传感器输出信号的特点及数据采集器蒸发通道的性能指标进行了分析与研究,确定了本校准系统的设计目标,提出了电流环电路实现模拟电流输出的方法,利用该方法设计了本系统的总体方案。校准系统硬件部分以单片机MSP430为处理器,设计了恒流模块、高精度AD/DA转换模块、按键模块、液晶显示模块等构成校准系统的硬件平台,并在PCB板制作过程中提出降低干扰的方法,提高系统的精度。系统软件设计分为下位机软件和上位机软件两部分。提出了下位机软件的整体方案,并分别介绍了数据预处理、ADC、DAC等模块的功能和实现流程。上位机部分提出了整体方案并介绍了串口处理等模块的功能和实现流程。为了合理表征蒸发数据的可信度和分散性,对其引入了不确定度...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恒流电流特性曲线
速度满足的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路等I54]。本系统所设计的PCB图如图3.20所示。pii^BS3图3.20整个系统的PCB板图3. 12本章小结本章主要详细介绍了恒流模块、基准电压模块、AD/DA转换模块、微处理器模块、串口通信模块、电源模块等模块设计的方案及具体电路，并介绍在制作PCB板时所需注意的一些细节。30
(4.14)拟合图如图4.2所示。2.5 I 1 1 1 1 1 1 1 1 2- _.1.:: ：。.5 -_0 I i I I I I I 1 i 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5X x10'图4.2最小二乘法直线拟合图进行线性修正后，将其关系系数存入单片机中，当AD采样吋，会得到扣应的code码，对采样值进行预判，然后直接调用单片机里预存的线性关系直接输出其电压，这样能减少非线性误差，提高精度。4.1.3 ADC 模块本系统ADC选用的是AD7793,通过SH数据接1:1与单片机通信。具体的流程图如图4.3所示。首先进行初始化，检测DOUT/RDY端口信号，等待信号变成低电平，ADC数据处理完成发送数据，然后在写通信寄存器状态下对状态寄存器执行读操作，若没有出错则在写通信寄存器状态下对数据寄存器执行读操作
【参考文献】：
期刊论文
[1]单片机矩阵按键扫描程序设计[J]. 谭艳. 数字化用户. 2013(09)
[2]CAWS600-SE自动站蒸发故障排查及日常维护[J]. 黄晓云,赵晓利,陈文燕,杨慧燕. 气象水文海洋仪器. 2013(01)
[3]AD7793在高精度温控设备中的应用[J]. 董鸣. 电子技术. 2012(08)
[4]最小二乘法分段直线拟合[J]. 田垅,刘宗田. 计算机科学. 2012(S1)
[5]新型自动气象站结构特点及其优越性[J]. 陈冬冬,杨志彪,施丽娟,张鑫,韩承松. 气象水文海洋仪器. 2011(04)
[6]XTR115电流环电路原理及应用[J]. 昝勇,罗永红,王沛莹. 电子设计工程. 2011(08)
[7]最小二乘法拟合直线公式的初等推导[J]. 党兴菊,吴文良. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(04)
[8]基于AD5542的高精度数控恒流源设计[J]. 庄小利,张晓琦,庄福利. 今日电子. 2010(08)
[9]基于PROTEUS的LCD1602接口设计与仿真[J]. 隋清江. 微计算机信息. 2010(19)
[10]电流变送器原理及在工业上的应用[J]. 范羽. 广西轻工业. 2010(05)
硕士论文
[1]自动气象站温度校准系统中测温部分的设计与误差分析[D]. 张莉莉.南京信息工程大学 2013
[2]基于FPGA的高精密可程控电压源的研究与设计[D]. 汤鹏.广东工业大学 2012
[3]自动气象站数据采集器温度通道校准及不确定度评估研究[D]. 武向娟.南京信息工程大学 2012
[4]多要素自动气象站系统的设计与实现[D]. 黄宁宁.哈尔滨理工大学 2012
[5]自动气象观测站数据采集器检测仪设计与实现[D]. 李成伟.西安电子科技大学 2010
[6]基于单片机控制的直流恒流源的设计[D]. 穆云田.河北工业大学 2007
本文编号：3102088
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恒流电流特性曲线
速度满足的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路等I54]。本系统所设计的PCB图如图3.20所示。pii^BS3图3.20整个系统的PCB板图3. 12本章小结本章主要详细介绍了恒流模块、基准电压模块、AD/DA转换模块、微处理器模块、串口通信模块、电源模块等模块设计的方案及具体电路，并介绍在制作PCB板时所需注意的一些细节。30
(4.14)拟合图如图4.2所示。2.5 I 1 1 1 1 1 1 1 1 2- _.1.:: ：。.5 -_0 I i I I I I I 1 i 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5X x10'图4.2最小二乘法直线拟合图进行线性修正后，将其关系系数存入单片机中，当AD采样吋，会得到扣应的code码，对采样值进行预判，然后直接调用单片机里预存的线性关系直接输出其电压，这样能减少非线性误差，提高精度。4.1.3 ADC 模块本系统ADC选用的是AD7793,通过SH数据接1:1与单片机通信。具体的流程图如图4.3所示。首先进行初始化，检测DOUT/RDY端口信号，等待信号变成低电平，ADC数据处理完成发送数据，然后在写通信寄存器状态下对状态寄存器执行读操作，若没有出错则在写通信寄存器状态下对数据寄存器执行读操作
【参考文献】：
期刊论文
[1]单片机矩阵按键扫描程序设计[J]. 谭艳. 数字化用户. 2013(09)
[2]CAWS600-SE自动站蒸发故障排查及日常维护[J]. 黄晓云,赵晓利,陈文燕,杨慧燕. 气象水文海洋仪器. 2013(01)
[3]AD7793在高精度温控设备中的应用[J]. 董鸣. 电子技术. 2012(08)
[4]最小二乘法分段直线拟合[J]. 田垅,刘宗田. 计算机科学. 2012(S1)
[5]新型自动气象站结构特点及其优越性[J]. 陈冬冬,杨志彪,施丽娟,张鑫,韩承松. 气象水文海洋仪器. 2011(04)
[6]XTR115电流环电路原理及应用[J]. 昝勇,罗永红,王沛莹. 电子设计工程. 2011(08)
[7]最小二乘法拟合直线公式的初等推导[J]. 党兴菊,吴文良. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(04)
[8]基于AD5542的高精度数控恒流源设计[J]. 庄小利,张晓琦,庄福利. 今日电子. 2010(08)
[9]基于PROTEUS的LCD1602接口设计与仿真[J]. 隋清江. 微计算机信息. 2010(19)
[10]电流变送器原理及在工业上的应用[J]. 范羽. 广西轻工业. 2010(05)
硕士论文
[1]自动气象站温度校准系统中测温部分的设计与误差分析[D]. 张莉莉.南京信息工程大学 2013
[2]基于FPGA的高精密可程控电压源的研究与设计[D]. 汤鹏.广东工业大学 2012
[3]自动气象站数据采集器温度通道校准及不确定度评估研究[D]. 武向娟.南京信息工程大学 2012
[4]多要素自动气象站系统的设计与实现[D]. 黄宁宁.哈尔滨理工大学 2012
[5]自动气象观测站数据采集器检测仪设计与实现[D]. 李成伟.西安电子科技大学 2010
[6]基于单片机控制的直流恒流源的设计[D]. 穆云田.河北工业大学 2007
本文编号：3102088
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