文档介绍：南京信息工程大学
硕士学位论文
基于ARM和uC/OS-Ⅱ的自动气象站实时数据采集系统
姓名:严勇
申请学位级别:硕士
专业:大气物理与大气环境
指导教师:陈钟荣
20050501
学位论文独创性声明
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、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。
、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研
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、本论文中除引文外,所有实验、数据和有关材料均是真实
的。
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构已经发表或撰写过的研究成果。
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示了谢意。
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基于和的自动气象站
实时数据采集系统
摘要
本文提出并研究设计了一个基于和的自动气象站实时多任
务数据采集系统,完成了系统的硬件和软件设计。该系统以位高性能
微处理器为硬件核心,扩展了以太网接口、接
口、串口以及接口等通用接口以嵌入式实时操作系统
为软件平台,在环境下进行系统软件的开发。该系统充分利用
了微处理器高性能、低功耗、低成本的优势,发挥了可移植性
好、开发成本低的优点,为自动气象站的数据采集提供了一个经济实用的解决
方案。
第一章在概要介绍了数据采集和自动气象站的基本情况后,综合论述了本
文研究工作的目的和意义以及国内外研究现状,并对全文内容作了概述。
第二章扼要介绍了嵌入式系统中的一些基本概念和嵌入式系统选型、设计
的一般方法。
第三章详细探讨了系统的硬件设计,分模块讨论了系统的各种功能。
第四章讨论了嵌入式操作系统的工作机理,并详细阐述了将其移
植到微处理器上的过程。
第五章详细探讨了系统的软件设计,内容主要包括仿真开发环境的介绍、
启动代码设计以及应用程序设计等。
第六章对本文的主要研究工作进行了总结。
关键词自动气象站数据采集嵌入式系统
, ,,
第一章绪言
,,背景
,。,,数据采集的概念
数据采集是指将温度、压力、流量、位移等物理量采集、转换成数字量后,由计算机
进行存储、处理、显示或打印的过程相应的系统,称之为数据采集系统。数据采集系统
的任务,就是采集传感器输出的信号,并转换成计算机能识别的数字信号,送入计算机
根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理,得出所需的数据。与此同时,将计算机
得到的数据进行显示或打印,以便实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还可以被生
产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。数据采集系统性能的好坏,主要取决于
它的精度和速度。在保证精度的条件下,应尽可能提高采集速度,以满足实时采集、实时
处理和实时控制对速度的要求。
随着计算机技术的普及和飞速发展,数据采集系统也迅速的得到应用。在生产过程中,
应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,为提高产品质量、降低成
本提供信息和手段在科学研究中,应用数据采集系统可获得大量的动态信息,是研究瞬
间物理过程的有力工具,也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之,不论在哪个应用领域
中,数据采集与处理越及时,工作效率就越高,取得的经济效益就越大。
自动气象站简介
自动气象站是一种集气象数据的采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象
采集系统,在电子设各或计算机控制下自动进行气象观测和资料的收集传输。
自动气象站一般由传感器、变换器、数据处理装置、资料发送装置、电源和防雷装
置等部分组成。传感器用于感应对应的气象参数变换器是将传感器感应到的气象参数转
换成电信号,如电压、电流、频率等数据处理装置则对这些电信号进行处理,转换成对
应的气象要素值经过处理的气象要素数据按规定的格式编排后,或存贮在介质上,或经
资料发送装置以有线或无线方式发送出去。电源部分为气象站的正常工作提供动力,在野
外通常使用太阳能电池。此外,自动气象站作为一种集合了传感器、数据采集及处理、数
据通信等技术的自动化电子设备,其抵御雷电损害的脆弱性不言而喻,因此,安装防雷装
置、预防雷电损害也是自动气象站的一个重要组成部分。
自动气象站的观测项目通常为气压、气温、相对湿度、风向、风速、雨量等基本气
象要素,经扩充后还可测量其