小型氣象站的工作原理和硬件框圖

        用來進行大氣參數測量的小型氣象站廣泛應用于氣象服務、大氣實驗、通信和農業(yè)等領域，測量的大氣參數主要包括風速、風向、大氣濕度、大氣溫度和大氣壓力等。由于大氣參數的自身特點，使得小型氣象站在便于攜帶、實時測量、功耗和抗干擾能力等方面的有較高的要求。在數字信號處理器( digital signal processor，DSP) 出現之前，小型氣象站主要是以 MCS—51 單片機為核心的數據采集和處理系統(tǒng)，面對大量的氣象數據，單片機數據快速處理能力的不足暴露了出來，而 DSP 因為其自身的硬件結構使得它能夠快速進行數據處理，彌補了單片機的不足�；�于 DSP 的小型氣象站是結合了 DSP 的工作原理、大氣參數的測量方法和小型氣象站的自身特點而提出的一種新設計，能夠進行大氣參數的實時測量，并具有了功耗低、便攜性好和抗干擾能力強的特點。
小型氣象站工作原理和硬件框圖
      進行大氣參數測量的氣象站主要由傳感器、信號調理電路、DSP 系統(tǒng)和電源模塊 4 部分組成，如圖 1 所示。由于所測的大氣參數都是非電量，而測量結果是建立在對電信號進行處理得到，所以，在氣象站中針對每一個大氣參數都采用了相應的傳感器進行非電量到電量的轉換。傳感器的輸出因為其工作原理不同而不同，本文根據實際選擇的傳感器設計了不同的信號調理電路，對傳感器的輸出有針對性的進行濾波，I/V 變換，脈沖穩(wěn)幅和電壓放大等不同形式的調理，使得傳感器的輸出經信號調理電路之后滿足DSP芯片上A /D轉換器的輸入模擬電壓的范圍或者 I/O 端口的電平要求。DSP 系統(tǒng)由 DSP 芯片，DSP 外圍復位電路、振蕩電路、復位電路和串行通信口組成。DSP 系統(tǒng)主要進行模擬量輸入通道選擇，A/D 轉換，信號處理，對氣象站其他組成部分的控制以及和上位機進行串行通信。電源模塊為 DSP 系統(tǒng)和氣象站其他組成部分提供穩(wěn)定的直流電壓。

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