基于PLC小型气象站设计毕业设计论文

用 电子式气象站来满足获取气 象数据 的需求 ， 同时也可有 单片机 的 Ｉ ／ Ｏ 口数量 有限 ， 结合风 速信号 的特 点 ， 在 ８路 效地降低相关成本圆 。本文提 出 了一种基于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｒ Ｃ 光 电 门 和 单 片 机 之 间 增 加 了 一 个 ８线 一 ３线 编 码 器 单片机的小型 电子气象站的设计 方案 ， 在 满足监测要求 的 ７ ４ Ｈ Ｃ １ ４ ８以达 到 节 省 单 片 机 Ｉ ／ ０ 口的 目的。 同时 ， 并对数据 进行显示和记 录 ， 以便相 关人 员查阅、 参考 ２ ． ３下位机 与上位 机 间 的通信 由于 ５ １ 单 片机 串行 和分析。 口和 Ｐ Ｃ机 Ｕ Ｓ Ｂ接 口所使用 的电平标准并 不相 同 ， 故在单 １ 电子气象站总体 设计 片机 串行 口和 Ｐ Ｃ机 Ｕ Ｓ Ｂ接 口之间使用 了一个 Ｐ Ｌ ２ ３ ０ ３芯 电子 气 象 站 的 整体 功 能 片， 以完成 １ － Ｉ 到 Ｕ Ｓ Ｂ之间 的转换 ， 使单片 机和 Ｐ Ｃ机之 与设计示意 图如 图 １ 所示。 间的串口通讯可 以顺利进行州 。 电子 气 象 站 的硬 件 部 分 单片机 串口每次 向上位机发送 ７个字节的数据 ， 其报 主要在于 设计 以 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｒ Ｃ 文格式 为“ ￥ ” “ 终端号” “ 温度值” “ 湿度值 ” “ 风速值” “ 风 向” 单 片 机 为 中 心 的各 个接 口 电 “ ＃ ” 。 其 中“ ￥ ” 和“ ＃ ” 分别作 为起止符 ， 分别表 示一 次发送 的 路， 包括 单片机 与温湿度传 感 开始 和结束 ； “ 终端号 ” 为本次 发送 数据 的终端编号 ， 是在
ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｓ ｃ ｏ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｓ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｂ ｙ ａ ｓ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｐ ｏ ｒ ｔ ， ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｎｄ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ Ｐ Ｃ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｅ ｆ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｕ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ．

校园小型气象站设计作文范文同学们！今天我要和大家分享一个超酷的想法——设计一个校园小型气象站。

一、气象站的选址。

首先呢，这个气象站的选址很重要。

我觉得可以把它放在校园操场的一角，那里比较开阔，没有太多高大建筑的遮挡。

这样，风啊、阳光啊、雨滴啊都能自由地和气象站的各种仪器“打交道”。

而且操场周围经常有同学活动，大家在课间休息或者上体育课时，就能顺便去看看气象站的数据，多方便呀！不过呢，也要注意别放在太容易被足球或者铅球砸到的地方，毕竟这些仪器可都是气象小卫士，得好好保护。

二、气象站的组成部分。

1. 温度传感器。

这可是气象站的基础设备之一。

它就像一个小小的温度计超人，能精确地感知周围空气的温度变化。

我想象中的温度传感器要有一个可爱的造型，比如说像一个小小的卡通房子，房子的屋顶上有一个小小的探头伸出来，这个探头就是感知温度的关键部位。

它可以把温度数据实时传送到气象站的中心显示屏上，让同学们一眼就能看到是冷是热。

2. 湿度传感器。

湿度也是气象中很重要的一个因素呢。

湿度传感器就像是一个湿度侦探，时刻在寻找空气中水分的秘密。

它可以做成一个类似小蘑菇的样子，蘑菇的伞盖下面就是检测湿度的核心部件。

这个小蘑菇湿度传感器能够告诉我们空气是干燥得像沙漠，还是湿润得像热带雨林。

而且呀，当湿度达到一定的程度，它还能发出一些有趣的提示音，比如说像小雨滴落下的声音，提醒大家可能要下雨啦。

3. 风速仪和风向标。

风速仪和风向标就像是一对好伙伴，一个负责测量风的速度，一个负责指示风的方向。

风速仪呢，可以设计成一个旋转的小风车，风越大，小风车转得就越快，通过它的转速就能准确地算出风速啦。

而风向标可以是一个色彩鲜艳的箭头，安装在一个高高的杆子上，随风转动，指向风的方向。

这个杆子上还可以画上一些不同方向的小动物图案，比如东方画一只小青龙，西方画一只小白虎，这样同学们就能更直观地知道风是从哪个方向吹来的啦。

4. 雨量计。

雨量计就像是一个专门接雨水的小杯子，不过它可是很有科技含量的哦。

微型气象站的设计与实现随着科技的不断发展，越来越多的人开始注重天气信息的收集和了解。

而微型气象站的出现，为个人用户提供了一个更加方便、便宜的天气信息收集方式。

今天，我们就来谈谈微型气象站的设计与实现。

一、概述微型气象站是一种基于微型控制器技术的气象信息采集终端。

它通常由气温、气压、湿度、风速、风向等传感器以及LCD显示屏、LED指示灯、蜂鸣器等组成。

其主要功能包括实时测量、显示、存储和传输气象数据。

微型气象站的设计需要考虑如下几点：1. 传感器选择：根据需求选择合适的传感器，同时需要考虑成本、精度、灵敏度等因素。

2. 微控制器选择：根据传感器的输出信号和处理复杂度，选择合适的微控制器。

常见的微控制器有Arduino、STM32等。

3. 系统架构设计：微型气象站的主要模块包括传感器模块、控制器模块、显示模块和储存模块。

需要根据实际需求设计系统架构。

二、硬件设计1. 传感器模块微型气象站需要测量气温、湿度、气压、风向、风速等数据。

目前市场上常用的传感器有DHT11、BMP180、DS18B20、RX5911等。

其中DHT11用于测量温湿度，BMP180用于测量气压，DS18B20用于测量气温，RX5911用于测量风向和风速。

2. 控制器模块我们选择最常见的Arduino UNO来作为我们的微控制器。

Arduino UNO采用Atmel公司的8位ATmega328P芯片，拥有充足的存储空间和丰富的库函数支持。

在问题不是很复杂的情况下合适使用。

3. 显示模块显示模块一般采用液晶显示屏。

我这里用到一块2.4寸TFT SPI显示屏。

它具有色彩饱和度高、分辨率高等优点。

4. 储存模块为了存储气象数据，我们需要一块microSD存储卡。

同时，在我们需要进行数据下载的时候，microUSB接口可以提供数据传输。

三、软件设计1.数据采集在数据采集方面，我们需要让各传感器从Arduino上获取到数据。

因为采集频率会受到传感器的解析度、精度等因素的影响，因此，我们在这里常常用到像DHT、BMP等设备库来缩短我们的开发时间。

基于51单片机的车载微型交通气象站设计*；；（吉林大学 仪器科学与电气工程学院，长春 130022）摘要：随着微型计算机、新一代通信技术以及新型传感器的不断推广与应用，我国的气象监测系统必然将转向微功耗、智能化、高可靠性、低成本广泛性方向发展，必将为我们的生产和生活提供更可靠，更详细的气象信息。

本次设计利用单片机实现的车载交通微型气象站，能实现气象站小型化和具体化，以物联网为应用场景，多节点不同区域结合实时对大范围的数据进行采集并上传到网络，为车载互联网的数据储备提供新思路。

关键词：单片机，微型气象站， 数据采集 中图分类号：TG156 文献标识码：AThe design of vehicle micro traffic weather station based on 51SCMAN Yan; SHI Jing; WEI Xin（College of Instrumentation and Electrical Engineering,Jilin University,Changchun130061,China)Abstract: With the continuous promotion and application of microcomputer, a new generation of communications technology and new type sensors ，the development of weather monitoring system in China will inevitably turn to the direction of micro power, intelligent, high reliability, low cost, which will provide more reliable detailed meteorological information for our production and life. The design of vehicle traffic micro weather station is made by using a single chip microcomputer, which can make the station more small and concrete. Combining multiple nodes with different regions, a wide range of real-time data is collected and uploaded to the network with application scene of the Internet of things. It provides a new idea for data storage of the onboard Internet. Key words ：SCM ; Micro traffic weather station; Data acquisition*指导教师： 刘名扬 项目类型： 创新项目0 前言当今社会能够实时准确且尽可能全国大范围对温湿度、风力风向等气象数据进行采集投入大，耗费高，本项目研究基于车载物联网、低成本、大范围地对各地气象数据进行采集。

. .. .基于单片机的气象监测仪毕业设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)绪论 (1)1 结构设计与方案选择 (2)1.1 基于Internet的现代传动远程控制系统结构 (2)1.2 方案选择 (2)1.2.1 远程通信方案的选择 (2)1.2.2 变频器与计算机串行通信方案的选择 (2)2 硬件设计 (3)2.1 单机控制 (3)2.1.1 硬件配置 (3)2.1.2 控制框图 (3)2.2 多机控制 (3)2.3 远程控制 (3)……结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1 变频器参数设定程序代码 (28)附录2 VC程序源代码 (29)第一章地面自动气象监测仪的现状目前中国气象局开展的地面气象监测要素包括云、能见度、天气现象、气压、空气温度、空气湿度、风速、风向、降水、雪深、蒸发、辐射、日照、地温、冻土、电线积水和地面状态。

能实现仪器自动监测的气象要素有能见度、气压、空气温度湿度、风向、风速、降水、蒸发、辐射、日照和地温，其他气象要素监测只能通过人工观测实现。

本研究仅对能实现地面自动气象监测的仪器进行研究。

1.1 国地面气象监测仪现状我国地面气象监测仪主要有常规地面人工检测仪器和地面自动气象站两大类。

在功能齐全和性能稳定方面，与国际上同类产品基本一致，都能满足气象要素检测的要求，国研发出的仪器具有明显的价格优势，技术支持和售后服务良好，维护成本低。

目前气象系统使用常规地面气象仪器有EN2型测风数据处理仪，SJ1型虹吸式雨量计，DWJ1型自动温度计，DHJ1型自动湿度计，DYJ1自动气压计和最新研制出并投入气象业务使用的自动气象站等。

气象仪器的趋势都是往数字化、智能化、集成化发展。

1.1.1 EN2型测风数据处理仪EN2型测风数据处理仪用于气象台站观测记录地面风，由微型打印机、液晶显示器、键盘、风速风向传感器接口、上位机接口、可选的外接显示器接口、微型处理板和电源等部件组成。

摘要本设计研究了以单片机STC89C51芯片为核心的简易自动气象观测站，本系统集成了温度、湿度、气压、风力、降水量等气象参数的测量，其精度较高，能够符合设计要求。

通过STC89C51芯片的处理，能将采集到的各种气象参数显示在LED液晶屏幕上，具有良好的人机交互界面和完善的功能，为未来的气象测量的小型化、便捷化、实时化、专业化提供了良好的应用前景和坚实的保证。

本文开始就介绍了当前国内简易气象观测技术的研究动态和当前的市场环境，分析了现在使用的天气测量仪器存在的主要问题和未来的发展方向，指出研究简易、高性能的集成化气象观测站的必要性。

接着，提出了简易气象观测站系统的总体设计方案，使得整个系统真正实现简易化、专业化及智能化。

在选择先进的单片机STC89C51芯片的基础上，采用多种符合设计要求的传感器和单元电路，实现了对基本气象要素的观测和相应数据信息的实时显示。

最后，设计了该气象观测站系统的控制测量硬件电路和编写相应的软件程序，经过硬件调试和最后的试验结果表明，所设计的简易气象观测站能测量各种书气象要素，基本实现了系统的性能指标和技术要求，具有全天候，高精度，实时性，方便灵活和质优价廉的特点，适合于各领域广泛应用。

关键词：简易；气象观测站；显示系统；单片机；传感器AbstractThis design will make a research of simple automatic meteorological station with the core of Single Chip Microcomputer STC89C51. This system will measure the following meteorological parameters including temperature, humidity, air pressure, wind strength, rainfall, which mark with high accuracy and are able to fulfill the design requirements. After processing of the chip STC89C51, each meteorological parameter collected, can be displayed on the LED screen with favorable interface between human and machine as well as impeccable function, providing a good prospect in application and solid assurance for minimized convenient, real-time, and professional meteorological survey.In the beginning, the thesis introduces the research status of simple meteorological observatory technology in China at present and current market environment, analyze the major problem and future development of the measuring instrument for weather used at present as well as indicate the necessity to make a research of the simple and integrated meteorological station with high performance.After that, the thesis puts forward the general design proposal the system of simple meteorological station, realizing a simple, professional and intelligent system in a whole way. Based on option of the advanced Single Chip Microcomputer STC89C51, the system applies various kinds of sensor and unit circuit which all meet the design requirements to observe the basic meteorological elements and achieve real-time display of data and information accordingly.Finally, the thesis designs the hardware circuit to control and measure the system of meteorological station and compiles relevant software program. The hardware commissioning and final test result show that the designed simple meteorological station, with the characteristics of all-weather observation, high accuracy, real-time, convenience, flexibility, best quality and low cost, is capable of measuring each meteorological element, basically realizes the system performance index and technical requirement, and is suitable for applying to every field in a comprehensive way.Key words: Simplicity, Meteorological Station, Display system, Single Chip Microcomputer, Sensor.目录1 绪论 (3)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 自动气象站的现状及发展 (4)1.2.1国内自动气象站的现状及发展 (4)1.2.2国外自动气象站的现状及发展 (4)1.2.3自动气象站发展前景 (5)1.3 本文研究内容 (5)2 系统方案选择与论证 ······································错误！未定义书签。

４．应用前景
基于单片机的模拟气象站系统具有安装简便、工作稳定、使用方便、抗干扰性强等优点；产品适用于多种场合如：学校、家庭住宅、农业生产和偏远地区等。在学校，可以通过气象站采集的数据合理改善学习环境，提高学生学习效率；在家庭生活中，温度湿度的数据可以帮助人们设计出行穿着，并为要进行的活动进行环境考察，使人们避免遭遇恶劣天气；在偏远地区由于气象站稀少，不能准确测量一定范围内的气象数据时，可以通过该系统自行测量。
先检测实际器件是否能正常工作，尤其是传感器、串口的连接。然后用万用表测试焊接是否合格，再向单片机系统下载已调试好的程序，最后在包括示波器、万用表等仪器的监测下进行数据测试，需要达到通信波特率稳定、传输数据准确，温度显示及判断误差较小和系统整体功率稳定等要求。
主要参考文献
[1]李金龙，王黎，高晓蓉.多点温湿度远程无线监控系统设计[J].微计算机信息，2009，25(6-1):31-32
主机。对于监测出来的温湿度，要使得精确度维持在一定的范围内。
2）利用霍尔元件模拟监测一点的风速，通过检测齿轮所转圈数，由程序进行相应的计算从而得知齿轮转速，通过数学计算转换得到风速。其中齿轮的转动是模拟风力的作用。
3）主机将三组温湿度数据求平均值后，与风速的数据一起通过LCD显示。
开题依据（包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等）
2）撰写一篇不少于8000字的毕业论文；
3）关键步骤和阶段的照片和视频。
可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）
１．已具备的条件
1）图书馆提供的相关纸质和电子版书籍；
2）有专业的相关教师对毕业设计进行指导；
3）网络数据库提供了大量的相关资料；
4）电脑上已经安装了keil4、Proteus等所需的软件，已具备基础的编程语言素养。

基于PLC小型气象站设计(毕业设计)基于PLC小型气象站设计摘要本论文着重介绍了以西门子公司生产的S7-200系列的PLC为主要控制元件，实现对外部环境的风速、大气压、温度和湿度进行实时监测和显示，以及当某项或多项空气指数超出设定的范围时系统会作出报警以警示人们当前环境对人某方面的危害；当这四种空气指数都符合舒适度的设定时，系统会输出显示为舒适。

以上这些功能都是我们通过对PLC的编程实现的。

本设计采用多种传感器，包括温湿度传感器、风速传感器以及大气压力传感器。

这些传感器具有反应速度快、测量精度高、耗能低、自身功能强大和价格低廉等优点。

当外部传感器监测到外部环境所对应的空气指数后通过变送器将电阻电流信号转换成标准模拟信号输入到模拟量输入扩展模块，然后输入模块通过计算和处理这些数据传输到CPU中，并储存在内部寄存器中；最后系统通过以太网模块的传输将测得的温湿度、风速和大气压传到上位机得到显示，当数值超过限定范围时会做出相应的报警。

本设计的小型气象站的测量精度非常高，实时性也比较高，所以完全可以应用到日常生活中去。

关键词：PLC，编程，传感器，显示Based on PLC small station designABSTRACTThis paper introduces the Siemens S7-200 series PLC as the main control components, realize the external environment of wind speed, atmospheric pressure, temperature and humidity for real-time monitoring and display, and when one or more of the air index was beyond the scope of setting the system will alarm to warn people about the dangers of the current environment of a certain aspect; When the four air index meet the comfort setting, system will display the output for comfort. These functions are based on PLC programming .This design USES a variety of sensors, including temperature and humidity, wind speed sensor, and the atmospheric pressure sensor. These sensors have reaction speed, high precision, low consumption, and its powerful functions and the price is low wait for an advantage. When an external sensors to detect the external environment of the air index after through the transmitter converts resistance current signal into standard extension module analog signal input to the analog input, and then input module through calculation and processing these data to the CPU, and stored in the internal register. Finally system through Ethernet module of transmission of the measured temperature and humidity, wind speed and atmospheric pressure is displayed to the upper machine, makes the corresponding alarm when numerical exceeds the limits. The design of small stations has high measurement precision, and has a high real time capability, so it can be applied to daily life.KEY WORDS: PLC，Programming，The sensor，Display目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 本课题研究的意义 (2)1.1.1 国外发展历程 (3)1.1.2 国内发展历程 (3)1.2 小型气象站的应用情况 (4)1.2.1 在农业反面的应用 (4)1.2.2 在防灾和电力运输方面的运用 (4)1.2.3 本设计的应用 (4)1.3 研究的主要工作 (5)第2章控制方案 (6)2.1 控制原理分析 (6)2.2 控制要求 (7)第3章设备的选型 (9)3.1 传感器的选型 (9)3.1.1 大气压力传感器 (9)3.1.2 风速传感器 (10)3.1.3 温湿度传感器 (10)3.2 PLC的选型 (11)3.2.1 PLC的I/O点分析 (11)3.2.2 PLC扩展模块的选型 (12)3.3 设备清单 (14)3.4 PLC的I/O接线图 (20)第4章软件设计 (22)4.1 主程序流程图 (22)4.2 程序梯形图 (23)4.2.1 主程序 (23)4.2.2 压力处理 (24)4.2.3 湿度处理 (27)4.2.4 风速处理 (29)4.2.5 温度处理 (33)4.2.6 舒适度判断 (35)第5章仿真 (36)5.1 仿真软件的确定 (36)5.2 程序的仿真 (36)结论 (47)谢辞 (48)参考文献 (49)外文资料翻译 (50)前言大气是人类赖以生存的环境之一，但是由于工业化的推进，我们大部分城市的大气已经受到了不容忽视的污染[1]。

基于树莓派的微型气象站的设计与实现毕业设计随着科技的发展，人们对气象信息的需求也越来越高。

基于树莓派的微型气象站是一种适用于个人或小范围使用的气象监测设备。

本文将介绍基于树莓派的微型气象站的设计与实现。

首先，我们需要准备的硬件设备包括树莓派单板电脑、传感器模块和显示屏等。

树莓派是一种功能强大的微型计算机，可以运行Linux 操作系统并连接各种传感器。

传感器模块用于检测各种气象参数，例如温度、湿度、大气压力和光照强度等。

显示屏用于展示采集到的气象数据。

接下来，我们需要安装操作系统和相关的软件。

树莓派可以通过SD卡引导，并支持多种操作系统，例如Raspbian和Ubuntu等。

根据实际需求，选择一个合适的操作系统进行安装。

安装完成后，我们还需要为传感器模块安装相应的驱动程序和库文件，以便能够正确读取传感器数据。

设计微型气象站的软件部分，我们可以利用Python语言进行编程。

Python是一种易于学习和使用的编程语言，可以方便地读取传感器数据并进行相应的处理。

我们可以编写一个Python脚本来定时读取各种气象参数，并通过网络传输到远程服务器或本地存储。

数据的展示可以通过一个简单的Web界面来实现。

我们可以使用一些Web开发框架，如Django或Flask，来搭建一个简单的Web服务器。

在该服务器上，我们可以设置一个页面来展示气象数据的图表和实时更新。

通过浏览器访问这个页面，用户就可以实时了解到当前的气象情况。

此外，我们还可以为微型气象站添加一些其他功能。

例如，我们可以设置报警功能，当某个气象参数超出预设阈值时，自动发送警报通知用户。

我们也可以将气象数据存储到数据库中，以便进行历史数据的分析和查询。

另外，我们还可以使用树莓派的GPIO接口来连接一些外部设备，如雨量计或风速计，以进一步完善微型气象站的功能。

总结起来，基于树莓派的微型气象站是一种简单而实用的气象监测设备。

通过树莓派的强大功能和各种传感器模块的配合，我们可以轻松构建一个具有气象数据采集、处理和展示功能的气象监测系统。

湖州师范学院求真学院毕业设计（论文）2011届题目基于单片机的气象信息采集系统专业电子信息工程学生姓名学号指导教师论文字数13402完成日期2011年5月7日湖州师范学院求真学院教务部印制基于单片机的气象信息采集系统摘要：随着科技的发展，气象信息采集技术也得到了快速的发展，从原先的人工定时采集发展到现在的无人实时采集。

气象信息采集是自动采集、处理、传输气象信息的过程。

本系统由采集模块、数据传输模块、管理模块和显示模块组成。

它采用STC89C51单片机作为管理模块，利用温湿度传感器对室外的气象信息进行实时采集并通过无线传输模块进行无线信息传输。

接收端接收到信息后经过处理可直接显示到液晶屏上。

通过温湿度设置按键，可以进行警戒温湿度的设定。

关键词：气象信息采集，STC89C51单片机，无线传输模块Design of Meteorological Information Acquisition System Based on Microcontroller Abstract：With the development of science and technology, meteorological information acquisition technology also obtained fast development, from the original artificially timing acquisition development up to now unmanned real-time data acquisition.Meteorological information collection is automatic acquisition, processing and transmission meteorological information process. The system are consists of acquisition module, the data transmission module, management module and display module.The system uses the STC89C51 microcontroller as management module, the outdoor weather information for real-time acquisition is collected by the temperature and humidity sensor DHT11,and through wireless transmission module for wireless information transmission,the information can be received by the receive termination.The receiver to receive information after treatment can directly display to LCD screen.Through the temperature and humidity settings button,you can set the warning temperature and humidity.Key words：meteorological information collection, STC89C51 microcontroller,wireless transmission module目录1 绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2课题设计目的和应用 (2)1.3本文的主要内容和结构 (2)2 系统设计内容与要求 (3)3 系统硬件设计 (4)3.1电源电路 (4)3.2现场气象信息采集及无线传输 (5)3.2.1单片机 (5)3.2.2温湿度数据采集 (6)3.2.3无线数据传输 (8)3.3无线数据接收及显示 (9)3.3.1无线数据接收 (10)3.3.2数据显示 (10)3.3.3键盘输入 (11)3.3.4蜂鸣器 (11)4 系统软件设计 (12)4.1系统软件总体设计 (12)4.2温湿度采集模块 (12)4.3无线传输模块 (13)4.4显示模块 (14)4.5按键模块 (14)5 系统调试 (15)5.1 硬件调试 (15)5.2 软件调试 (15)6 结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (1)1 绪论1.1研究现状国外自动气象数据采集系统的发展概况[1]：上个世纪50年代，前苏联研制的M36型自动气象站，美国研制的AMOS-III型自动气象站是有史以来第一批自动气象信息采集系统，这些信息采集系统的结构比较简单，只能检测到少量的气象信息。

目录设计总说明................................................................................................ 错误!未定义书签。

Introduction ............................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论 ............................................................................................. 错误!未定义书签。

研究的背景....................................................................................... 错误!未定义书签。

国内外研究现状............................................................................... 错误!未定义书签。

课题研究的内容和意义................................................................... 错误!未定义书签。

第2章系统方案选择与论证 ................................................................. 错误!未定义书签。

设计要求........................................................................................... 错误!未定义书签。

基于单片机的便携式气象仪设计便携式气象仪是一种能够实时监测并显示气象参数的仪器。

由于其体积小、重量轻、易于携带，因此广泛应用于户外探险、户外运动等场合。

本文将基于单片机设计一个便携式气象仪，并详细介绍其主要功能和实现原理。

首先，我们选择一款适合的单片机作为核心处理器。

常见的单片机有AVR、ARM等系列，其中AVR系列的ATmega16是一块功能强大且成本较低的单片机，具备充分的IO口、易于编程等特点，非常适合用于设计便携式气象仪。

在设计中，我们利用ATmega16集成的ADC模块对各种气象传感器采集的模拟信号进行数字化处理。

其次，我们需要选择合适的气象传感器。

便携式气象仪通常需要监测的气象参数包括温度、湿度、气压等。

针对这些参数，我们选择相应的传感器进行数据采集。

例如，温度传感器采用数字温度传感器DS18B20，湿度传感器采用DHT11数字湿度传感器，气压传感器采用BMP180数字气压传感器。

接下来，我们需要设计便携式气象仪的硬件电路。

整个电路主要包括传感器模块、单片机模块、显示模块和电源模块。

传感器模块负责采集温度、湿度和气压数据，并将数据转换成模拟信号输出给单片机模块。

单片机模块负责接收传感器模块输出的模拟信号，并通过连接的IO口对信号进行采集和处理。

显示模块采用LCD显示屏，将采集到的气象参数以图形或文本的方式展示给用户。

电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。

最后，我们需要编写相关的软件程序。

根据单片机的指令集和开发环境，编写程序实现数据的采集和处理、显示以及其他功能的实现。

例如，通过对温度传感器采集的数据进行温度转换算法，将原始数据转换成摄氏度，并实时显示在LCD屏上；同样地，对湿度和气压数据进行相应的处理和显示。

综上所述，基于单片机的便携式气象仪设计包括硬件电路设计和软件程序编写两个方面。

通过对传感器模块、单片机模块、显示模块和电源模块的设计和组装，以及对采集到的气象数据进行处理和显示，最终实现一个功能完善的便携式气象仪。

1引言1.1课题研究的背景本文是雨水利用自动控制系统的具体设计说明，设计一个雨水罐液位自动控制系统，并且使用MCGS进行组态监控。

在程序设计上，以及在控制系统中，运用了先进的设计方法，如编写可编程控制器PLC中的梯形图与流程图，对控制系统中的水泵和进水阀进行控制，采用了液位、压力传感器信号输入控制元件，实现雨水罐中液位的动态平衡，确保供水管道中水压的稳定。

本文主要介绍小型雨水利用自动控制系统，可用于学校，企业公园等小面积区域的绿化灌溉。

具有管理方便，设计简单，成本廉价等特点。

雨水利用控制器的结构示意图如图1-1所示。

图1—1 雨水利用控制器结构示意图Fig 1-1 rain waters make use of controller structure sketch map1.1.1 雨水利用自动控制国内外的发展现状1. 我国城市雨水利用概述我国城市雨水利用的思想具有悠久的历史，北京北海团城古代雨水利用工程是古代雨水利用的典范。

而真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却开始于20世纪80年代，发展于90年代，目前呈现出良好的发展势头。

北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展雨水收集利用研究，尤其是北京近几年雨水集蓄利用技术发展步伐较快。

北京市节水办和北京建筑工程学院从1998年开始立项研究，北京市水利局和德国埃森大学的合作项目于2000年启动，已建雨水利用工程等示范工程10多处；2003年4月起施行《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》，要求凡在本市行政区域内，新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设，雨水利用工程应与主体建设工程同时设计、同时施工、同时投入使用。

2. 城市雨水利用在国外由于全球范围内水资源紧缺和暴雨水水灾害频繁，近20年来美国、加拿大、意大利、法国、墨西哥、印度、土耳其、以色列、日本、泰国、苏丹、也门、澳大利亚、德国等40多个国家开展了雨水利用的研究与实践, 并召开过十届国际雨水利用大会。

毕业设计便携式数字气象检测仪毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：摘要本文研究了以单片机AT89S8252芯片为核心的便携式数字气象检测仪，系统集成了温度、湿度、风向、风速气象参数的测量，其精度已经达到并超过普通气象测量的要求，通过系统机与测量单元的配合，将采集的数据显示在LCD1602上，为未来气象测量的小型化、实时化、便捷化与专业化提供了良好的应用前景和坚实保证。

首先，文中介绍了当前国内便携式气象检测技术的研究动态，分析了现有气象检测系统存在的主要问题及发展方向，指出研制便携式、高性能的集成化气象检测仪的必要性。

其次，提出了便携式气象检测仪系统的总体方案设计，使该系统真正实现智能化，专业化。

用智能温温度传感器SHT10实现对温度、湿度的检测，将温湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，采用EC9-1传感器实现对风向、风速的检测，再选择单片机AT89S52芯片的基础上，实现了对基本气象要素的测量和数据信息的现代化管理。

最后，设计了该系统的控制测量硬件电路及相应的软件，经试验结果表明，所设计的便携式气象仪实现了系统的性能指标和技术要求，具有高精度，灵敏度，便捷及价廉的特点，适合于在各领域广泛应用。

基于单片机的智能气象站设计概述本文档介绍了一种基于单片机的智能气象站的设计方案。

智能气象站是一种用于收集和分析气象数据的设备，能够实时监测和记录温度、湿度、气压等气象参数，并提供相应的数据分析和展示功能。

设计要点单片机选择设计中选择一种适合的单片机作为控制核心，常见的选择有Arduino、Raspberry Pi等。

根据需求考虑单片机的处理能力、接口和易用性等因素，确保能够满足气象站的功能要求。

传感器模块设计中需要选择合适的传感器模块用于测量温度、湿度、气压等气象参数。

常用的传感器模块有DHT11/DHT22用于温湿度测量，BMP180/BMP280用于气压测量。

根据实际需求选择模块并进行连接和校准。

数据采集与存储通过单片机控制传感器模块进行数据采集，并将采集到的数据存储到SD卡或者通过无线方式发送到服务器。

可以使用SD卡模块和相应的库实现数据的存储，或者通过WiFi/蓝牙等无线模块将数据发送到云端。

数据分析与展示设计中可以使用计算机或者手机等终端设备通过串口、WiFi 或者蓝牙等方式与气象站进行连接，获取采集到的数据并进行实时分析和展示。

可以使用图表、曲线等方式直观地展示气象参数的变化，并提供相应的报警功能。

功能扩展为了提升气象站的功能和性能，可以考虑以下功能扩展：- 添加风速风向传感器，实现对风速和风向的测量；- 添加雨量传感器，实现对降雨量的测量；- 添加光照传感器，实现对光照强度的测量；- 添加GPS模块，实现对定位信息的获取。

总结基于单片机的智能气象站设计方案涵盖了单片机的选择、传感器模块的选择和连接、数据采集与存储、数据分析与展示等关键要点。

同时，通过功能扩展可以进一步提升气象站的功能和性能。

该设计方案可为气象行业提供高效、实用的解决方案。

小型便携气象站系统设计【摘要】本文主要阐述基于ARM（NUC140VE3CN）单片机自带的风速、风向传感器，提出了野外便携气象站的设计，它采用单片机采集数据，经串口送至驱动系统，最后经LCD显示屏显示并接收。

【关键词】NUC140VE3CN；气象站；单片机；LCDAbstract：This article focuses on ARM （NUC140VE3CN）microcontroller comes with wind speed，wind direction sensor，field portable weather station proposed design，which uses chip data acquisition via the serial port to the drive system，and finally by the LCD display and reception.Key words：Stations；NUC140VE3CN；SCM；LCD1.引言鉴于当前市场上成套的自动气象站，对于我们的使用和操作过于复杂，当我们在野外作业时，不但不能大规模的使用，而且在使用过程容易出现各种差错，故而我们需要研究设计出一款成本较低、使用方便的简易便携式气象站[1]，它不但能达到并实现我们所需要的功能，而且还会大大的缩减不必要的开支，并能够轻易的携带，完全能在各种野外环境中实时方便的使用，且精准度高，不会有差错。

2.基于ARM（NUC140VE3CN）单片机的气象站设计2.1 气象站的硬件结构本次系统设计使用的硬件平台51平台，用到的是基于ARM （NUC140VE3CN）芯片，它主要包括检测系统和驱动系统的设计，检测系统主要通过单片机自带的风速、风向传感器，将接收到气象信号转化为数字信号，再通过驱动系统，在LCD显示屏上显示出来，如图1所示。

2.2 气象站的系统设计方案2.2.1 检测系统本次设计的传感器采用风速、风向传感器[2]，是单片机自带的风速风向数据采集系统，具有的结构简单、测试范围大、输出线路好、精准度高、性能稳定和工作性能可靠的各种优点。

毕业设计（论文）题目基于单片机的气象监测仪的设计学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：杨濛2012年 5 月28 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授权书2、不保密囗。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级指导教师工作单位设计(论文)题目:设计（论文）主要内容：要求完成的主要任务:（提示：要求学生设计的主要项目、具体内容、设计范围，所设计系统的具体结构及工艺要求；，还要指出对学生设计结果的检验要求，例如，是否要制作样机、是否要求有实验或实验方案，有软件设计的如何检查软件是否通过，设计是否达到要求的技术经济指标，最后还要说明学生撰写设计说明书时的一般或特殊的要求等。

）必读参考资料：指导教师签名系主任签名院长签名(章)附件6武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）近年来全球气候变暖，干旱、洪灾、高温天气、低温冰冻等极端天气频发，影响日趋广泛，为了遏制大气环境的进一步恶化和做好公共气象服务，首先要对大气中各种气象要素进行连续监测，获得基本的气象资料，再开展天气预报、气象信息、气候变化评估、气象科学研究和气象服务等研究工作，提高防灾减灾能力，做好应对气候变化的工作，是气象工作者的重要责任。