光敏晶体管自动日照计技术研究

论文摘要

日照是指太阳在一地实际照射的时数,世界气象组织对日照时数的定义是：在一给定时段内直接太阳辐照度达到或超过120瓦·米-2的各分段时间的总和。光敏晶体管自动日照计是一种能够自动实时观测和记录日照数据的新型气象设备,它由光敏晶体管作为光电传感器直接测量太阳光的辐射能量,并把它转化为电信号,当太阳直射辐射量超过120瓦·米-2时,日照阈值电路接通,日照电信号经过模数转换电路进入数据采集控制系统完成日照数据的采样、处理和记录,并通过数据通信系统上传至计算机完成日照数据的存储和管理。该仪器具有运行稳定、结实耐用,可维持长时间连续工作,操作和维护方便,易于备份等特点,克服了现有的人工和自动日照计的许多缺点,适应国家现代化气象观测业务的需求,满足了气象观测数据高精度和高可靠性的要求,并且其制造成本相对低廉,易于普及到基层气象台站,该设备在太阳能利用、农业、建筑及生态考察等部门也同样拥有广泛的应用前景,是一种非常理想的新型自动日照计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 日照计的国内外研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 论文的结构安排
• 2 太阳辐射（日照）及其测量概述
• 2.1 太阳及太阳辐射
• 2.2 太阳与地球辐射
• 2.3 太阳辐射（日照）的测量
• 2.4 日照测量的重要意义
• 2.5 现有的人工与自动日照计的不足
• 3 系统的主要功能及总体结构
• 3.1 主要功能
• 3.2 总体结构
• 4 光敏晶体管自动日照计系统设计
• 4.1 数据采集系统的设计
• 4.1.1 光电传感器及其接口电路
• 4.1.1.1 光电传感器
• 4.1.1.2 光电信号增益放大电路
• 4.1.2 阈值与模数转换电路设计
• 4.1.3 电源设计
• 4.1.4 实时时钟电路设计
• 4.2 数据处理系统设计
• 4.2.1 数据采集控制芯片
• 4.2.1.1 单片机技术概述
• 4.2.1.2 AT89C51单片机
• 4.2.2 数据存储系统设计
• 4.3 数据通信系统设计
• 4.3.1 串行通信概述
• 4.3.1.1 异步通信与同步通信
• 4.3.1.2 通信波特率
• 4.3.1.3 单工、半双工、全双工通信方式
• 4.3.2 89C51单片机串行接口
• 4.3.3 MAX232芯片
• 4.3.4 单片机通信程序设计
• 4.3.5 自动日照计业务软件
• 4.4 单片机掉电保护设计
• 4.5 系统抗干扰设计
• 4.6 小结
• 5 升级改进计划
• 5.1 硬件电路改进
• 5.1.1 中央处理器升级
• 5.1.2 通信接口升级
• 5.2 软件改进
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献