基于DSP的小型气象站的硬件设计.pdf

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1、72传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第7期基于DSP的小型气象站的硬件设计王青松，高明，汪桂霞(1．西安工业大学光电工程学院，陕西西安710032；2．西安工业大学北方信息工程学院，陕西西安710032)摘要：针对大气参数测量的要求与测量方法，结合DSP的工作原理，研究了DSP在大气参数测量系统的应用。提出了一种测量大气参数的设计，通过硬件设计和软件设计，结合DSP开发调试环境，设计出能测量风向、风速、大气温度、大气湿度

2、和大气气压等大气参数的小型气象站。通过对设计的样机进行测试，在大气参数的测量范围、分辨率和精度方面基本满足小型气象站的要求。由于DSP自身的优点，使得设计的小型气象站还具有便携性、功耗低、实时测量和抗干扰能力强等特点。关键词：大气参数；数字信号处理器；气象站中图分类号：TH744．41文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)07-0072--03HardwaredesignofsmallweatherstationbasedonDSPWANGQing．song，GAOMing，WA

3、NGGui—xia。(1．SchoolofPhotoeleetricalEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China；2．NorthInstituteofInformationEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China)Abstract：ApplicationofDSPinatmosphericparametersmeasurementsystemis

4、researched，aimedattherequirementsformeasuringatmosphericparametersandmeasurementmethods，combinedwiththeworkprincipleofDSP．Adesignformeasuringatmosphericparametersispresented．Throughhardwareandsoftwaredesign，combinedwiththeexploitinganddebuggingenviro

5、nmentofDSP，asmallweatherstationwhichcouldmeasurewinddirection，windspeed，airtemperature，atmospherichumidityandatmosphericpressureisdesigned．Throughtestingthedesignedprototype，theatmosphericparametersmeasurementrange，resolutionandprecisioncanmeetthebas

6、icrequirementsofasmallweatherstation．TheDSP’Sadvantagesmakethedesignedsmallweatherstationalsohasadvantagessuchasgoodportability，lowpowerconsumption，real—timemeasurementandthecharacteristicsofstronganti—interference．Keywords：atmosphericparameters；digi

7、talsignalprocessor(DSP)；weatherstation0引言气参数的实时测量，并具有了功耗低、便携性好和抗干扰能用来进行大气参数测量的小型气象站广泛应用于气象力强的特点。服务、大气实验、通信和农业等领域，测量的大气参数主要1气象站工作原理和硬件框图包括风速、风向、大气湿度、大气温度和大气压力等。由于进行大气参数测量的气象站主要由传感器、信号调理大气参数的自身特点，使得小型气象站在便于携带、实时测电路、DSP系统和电源模块4部分组成，如图1所示。量、功耗和抗干扰能力等方面的有

8、较高的要求。在数字信由于所测的大气参数都是非电量，而测量结果是建立号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)出现之前，小型气象在对电信号进行处理得到，所以，在气象站中针对每一个大站主要是以MCS-51单片机为核心的数据采集和处理系气参数都采用了相应的传感器进行非电量到电量的转换。统，面对大量的气象数据，单片机数据快速处理能力的不足传感器的输出因为其工作原理不同而不同，本文根据实际暴露了出来，而DSP因为其自身的硬件结构使得它能够快选择的传感器设计了不同的信号调理电路，对传感