便携式气象数据采集系统的研究与实现

论文摘要

在日常的生活以及工农业的某些生产过程中,通常需要对某个地域或者某些特定地点的温度、湿度、气压等气象信息有所了解。但传统的人工测量以及手工抄表的方式不仅费时费力,而且难免也有很大的误差。为了更为方便、快捷、准确地采集气象信息,开发更为良好的数据采集系统势在必行。本课题在总结现有研究的基础上,构建了一个便携式气象数据采集系统。通过该系统采集终端的温湿度传感器、气压传感器以及GPS定位模块,测得当前的温湿度、露点、气压以及时间位置信息,在LCD液晶屏上实时显示出来,并经由GPRS模块发送到网络终端。网络终端通过创建数据库,构建WEB站点,完成对采集信息的呈现与管理。课题完成了采集终端的软硬件设计和网络终端的软件设计,并进行了硬件稳定性和软件功能的测试。经实验验证,该系统可以稳定地采集与管理气象信息数据,达到了预期的设计目标。该气象采集系统借助了微型计算机、通信、传感器等技术方面的发展优势而设计,对气象状况的监测不仅准确高效,而且其便携灵活的特点,也使得使用者操作得更为方便快捷。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景及选题意义
• 1.2 国内外研究动态及发展前景
• 1.2.1 国内研究动态
• 1.2.2 国外研究动态
• 1.2.3 发展前景
• 1.3 本课题的研究内容与任务
• 第二章 便携式气象数据采集系统硬件设计
• 2.1 系统总体框架
• 2.2 单片机及外围电路设计
• 2.2.1 电源模块
• 2.2.2 单片机模块
• 2.2.3 串口扩展芯片电路设计
• 2.3 温湿传感器模块电路设计
• 2.4 气压传感器模块电路设计
• 2.5 GPS 模块电路设计
• 2.6 LCD 显示模块电路设计
• 2.7 GRRS 模块电路设计
• 第三章 便携式气象数据采集系统软件设计
• 3.1 软件设计总体框架
• 3.2 串口模块程序设计
• 3.2.1 SP2338 编程原理
• 3.2.2 SP2338 串口程序设计
• 3.3 LCD 模块程序设计
• 3.4 温湿度采集模块程序设计
• 3.4.1 SHT11 程序设计流程
• 3.4.2 温湿度补偿及露点算法
• 3.5 气压传感器模块程序设计
• 3.5.1 MS5540 编程原理
• 3.5.2 气压采集算法及程序设计流程
• 3.5.3 海拔高度的程序设计
• 3.6 GPS 模块程序设计
• 3.6.1 GPS 编程原理
• 3.6.2 GPS 程序设计流程
• 3.7 GPRS 模块程序设计
• 第四章 气象采集系统网络终端软件设计
• 4.1 系统设计结构
• 4.2 数据库设计
• 4.2.1 设计数据库
• 4.2.2 实现数据库
• 4.3 数据访问层设计
• 4.3.1 配置数据库连接
• 4.3.2 Database 类的设计
• 4.4 数据访问接口层设计
• 4.4.1 得到安全数据
• 4.4.2 得到安全SQL 语句
• 4.5 Web 界面设计
• 4.5.1 信息检索页面的设计
• 4.5.2 信息统计页面的设计
• 4.5.3 管理员登录页面的设计
• 4.5.4 系统管理页面的设计
• 4.5.5 管理员注册页面的设计
• 第五章 气象数据采集系统的系统调试与实验结果
• 5.1 系统调试
• 5.1.1 硬件调试
• 5.1.2 软件调试
• 5.1.3 综合调试
• 5.2 系统实验结果
• 5.2.1 采集终端实验结果
• 5.2.2 WEB 页面的设计结果
• 5.3 系统可靠性与稳定性实验
• 5.3.1 高温实验
• 5.3.2 低温实验
• 5.3.3 高湿实验
• 5.4 系统性能分析
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 附录一 硬件设计电路图
• 附录二 图片目录
• 致谢