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基于无线网络的风速风向测量系统设计研究

陈康奇  
【摘要】:风速、风向的测量在气象预报、环境监测、风力发电、航空航天等领域中有着重要意义。随着传感器技术、微处理器技术和网络通信技术的发展,相比传统的人工观测,数字化、智能化的气象仪器在观测精度、速度和稳定性等方面都有较大优势。 本文设计了一套运用于交通气象站的风速风向测量系统,选用了以压力传感器作为探头的测风方式,分析了ZigBee技术和无线传感网络结构,构建了基于交通气象站的无线传感网络模型。本文研究了一种压力式测风装置,通过采集4路差压信号结合神经网络算法推算出实际风速风向值,经过实验验证了其测量的可行性,完成了硬件电路和软件的设计。系统由数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块、电源模块等组成,以主控芯片Atmega128和无线传感模块CC2420为核心,实现了对风压及其相关量的采集、模数转换、风速风向计算、无线收发以及液晶显示等功能。整个系统作为交通气象站无线传感网络中的一个节点,能够和其他气象要素采集模块协同工作,并通过无线网络实现和协调节点的通信,将气象数据汇总到交通气象站数据库。 将ZigBee无线传感网络技术运用到交通气象站中,实现了气象信息采集、管理、发布的智能化和网络化,大大提高了气象部门的工作效率,降低了管理成本。整个系统在精度、功耗、抗干扰等方面也有较大优势,具有广泛的应用前景。


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