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基于GPRS的自动气象站系统的设计与实现

任川  
【摘要】:气象灾害是发生十分频繁、影响非常严重的自然灾害之一。在中国,每年因为气象灾害造成的社会影响、经济损失非常庞大。不同种类的气象灾害单独或交互作用致灾,直接影响我国社会经济建设及生态环境的可持续发展。目前,全球气候变化,极端天气气候事件在增加,为了提高对复杂天气的监测能力,提高对天气变化的预估能力和定量描述水平,开展长期稳定、精确度高、性能优良的自动气象监测站的建设工作非常必要,这样也能够使天气气候事件观测变的稳定和持续。现在,有线数据传输模式在我国气象领域应用比较广泛。但是在一些条件艰苦、不适合人类值守的地区(如高海拔地区、荒漠、海岛等),需要的是自动采集、利用无线进行传输(如GPRS)的自动气象站。无线通讯技术迅猛发展,现在,4G技术已经成熟,3G、GPRS技术广泛使用,所以,利用无线通讯技术传输气象数据即是行业发展的需要,也是科技进步的必然要求。本课题选择利用GPRS技术在无人值守的自动气象站传输数据。本课题的设计思路是:利用无线通讯技术建立自动气象站,站内拟设六个基本气象要素,采用GPRS技术,实现自动化采集、传输气象数据。在本文中,首先介绍了温湿度、风向风速、气压、降雨量6种气象要素自动传感器的特点和性能;详细阐述气象要素数据采集器工作原理,全面介绍了对于不同气象要素采用的取样方法和计算方式;细致描述了风向信号、风速信号、温度信号、气压信号、相对湿度信号以及雨量信号的电路连接方式;文章最后总结说明自动气象站软件设计系统的各个组分,气象数据无线传输方式,系统组网,显示了系统实现的各个功能。本文立足实际,充分考虑气象系统现实运行的基本情况,在研究了温度传感器等各类气象传感器采集要素的原理后,利用设计的数据采集器采集数据,数据集合后进行后期计算处理,利用无线通讯技术(GPRS传输技术)将获得的气象数据无线传输到气象局规定的数据处理中心。中国气象局对于气象系统内采集数据、数据处理、传输及显示数据都有明确的规范和要求:首先要做到能够自动的进行天气信息采集;采集到的数据可以得到正确的解译和判断;数据在自动传输过程中无偏漏.,严格将所有的气象信息标准化显示。本课题立足于解决高海拔山脉、无人居住的沙漠、人迹罕至的海岛等无人值守地区的气象数据采集问题和数据向数据中心的传输问题,旨在为生活和工作条件艰苦的天气气候地区解决没有气象观测、无气象资料的客观问题,因此本课题实用价值明显,具有很好的现实意义。


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