远程气象数据采集系统的设计_开题报告

A.文献综述

一、国内研究现状

年代初期，我国开始跟随国外的自动气象信息站，开始了对远程气象信息采集系统的研制和研发。到了年代初期，我国研制出了5台自动气象信息采集系统，并在我国青海省进行了试验。因为各种原因，一直都不能深入的进行研制和研发的工作，因此跟国外自动气象信息站的差距越拉越大。直到年代初期，中小尺度的自动气象监测网才在珠三角、长三角地区建站运行，由此开始，我国自主研发的第一批的自动气象信息采集系统设计定型，并广泛的推广全国各地。目前自动气象信息站技术已得到了飞速的发展，但是因为我国这方面研究起步相对比较晚，加上技术上与国外的差距大，还存在着许多技术上的缺点和不足，主要表现在以下几个方面：

（1）控制模块以及很多部件和芯片都是从国外进口过来的，由于技术的保护等原因能从国外进口的芯片大多少都是国外已经淘汰了或者已经过时了的。

（2）自动气象信息站需要现场工作站及控制计算机的支持，成本较为高昂，体积较为笨重，而且在条件艰苦的区域，需要有人值守，不能用于无人值守自动气象监测。

（3）大部分自动气象信息站的传输方式一般都采用有线传输方式，布线及安装都比较复杂、施工比较困难、维护不易。

二、国外研究现状

国外在上世纪 的50 年代末期，已经出现第一代自动气象信息站，其中包括美国研发生产的  型自动气象信息站，以及前苏联研发生产的  型自动气象信息站等。但是第一代的自动气象信息站因为技术上的约束，功能还不够完善，而且气象的要素少、信息数据的采集系统的结构简单、数据准确度和信息传输效率非常低，所以到了60年代中期，第一代自动气象信息站迅速地被第二代自动气象信息站所取代。经过研究改进，第二代自动气象信息站各个方面的功能都有较大的提高，且能够适应各种比较恶劣的不同气候条件，但是因为不同的地域气象站之间以及基站和主站之间数据传输和数据存储的问题未能得到很好解决，因此很难实现自动的观测网。到年代，第三代自动气象信息站是依靠有线信号传输数据的，完善第二代的数据传输和数据存储的问题，虽然实现了软件和硬件的模块化，大量采用了集成电路芯片使自动气象信息站具有较强的数据采集、数据处理和信号传输能力，但仍然未形成自动观测网。直到 年代以后，单片机的飞速发展和广泛应用，被运用到了远程气象信息采集系统中来。自动气象信息站开始得到飞快的发展，诸多发达国家陆续建立了自动气象信息站的自动观测网。如美国和加拿大等发达国家出现了大量的自动气象信息站（）以及自动气象信息站网，其中小于10个自动气象信息站的组成较小的自动气象信息站网，大于16个组成比较大的自动气象信息站网，它们组成的自动气象信息站网通过射频装置、卫星通信、电话通信等无线传输信息资料，从而实现了对各个自动气象信息站的数据收集、数据处理、数据存储和数据分析，并向各个使用单位传输信息资料。

三、气象数据采集系统简介

气象数据采集系统将传感器封装成模拟信号数字化的电子仪器，使用电脑可读的数字形式，气象信息的采集、处理、存储和传输是利用嵌入式的微处理器自动地进行的。气象数据采集系统的传输数据的方式有两种，包括近距离的有线数据传输和远程的无线数据传输，因为国内的无线技术发展还不是很成熟，国内的气象数据采集系统主要还是采用近距离的有线数据传输的方式，然后通过电脑接入到 Internet 网络达到远程的数据传输目的。

B.^范文提纲

一、 远程气象数据采集系统的国内外现状分析

（一）国外行业现状

（二）国内行业现状

二、 远程气象数据采集系统硬件设计

（一）数据采集信息结点硬件电路设计

（二）主控模块电路设计

（三）电容式雨量采集模块电路设计

（四）电容式雨量采集模块电路设计

（五）LCD12864显示模块电路设计

三、 系统软件设计

（一）电容式雨量采集子程序设计

（二）LCD12864显示子程序设计

（三）气象信息数据远程传输软件

四、软件调试

五、结论

C. 参考文献

[1] 汪文忠.自动气象站数据采集系统的设计与实现[D]: [硕士学文^范文].武汉:华中科技大学,2012.

[2] 唐慧强,张自嘉,刘佳.气象仪器基础[M].北京:科学出版社,2013,251-253.

[3] Green A. A new meteorological monitoring system for the United Kingdom's Met Office[J]. Weather, 2010,65(10):272-277.

[4] Gaffin S., Khanbilvardi R., Rosenzweig C. Development of a Green Roof EnvironmentalMonitoring and Meteorological Network in New York City[J].Sensors,2009,9(4):2647-2660.

[5] 曾雅靖,杨召琼,余海军等. MILOS520 自动站数据采集和处理系统介绍[J]. 广东气象, 2004,(4):45-46.

[6] Benghanem M. Measurement of meteorological data based on wireless data acquisition system monitoring[J]. Applied Energy,2009,86(12):2651-2660.

[7] 郭天祥· 51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009·95-167.

[8] 刘兴丽.基于 GPRS 的多要素自动气象站的设计与实现[D]:[硕士学文^范文].哈尔滨:哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,2010.

[9] 李伯成．基于MCS-51单片机的嵌入式系统的设计[M].北京：电子工业出版社，2004

[10] R.J.(Bud)Bates.通用分组无线业务(GPRS)技术与应用[M].朱洪波等译.北京:人民邮电出版社,2004.

[11] 韩斌杰.GPRS 原理及其网络优化[M].北京:北京邮电大学出版社,2003.