小型便攜氣象站系統設計

【摘要】本文主要闡述基于ARM（NUC140VE3CN）單片機自帶的風速、風向傳感器，提出了野外便攜氣象站的設計，它采用單片機采集數據，經串口送至驅動系統，最后經LCD顯示屏顯示并接收。

【關鍵詞】NUC140VE3CN；氣象站；單片機；LCD

Abstract：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；LCD

1.引言

鑒于當前市場上成套的自動氣象站，對于我們的使用和操作過于復雜，當我們在野外作業時，不但不能大規模的使用，而且在使用過程容易出現各種差錯，故而我們需要研究設計出一款成本較低、使用方便的簡易便攜式氣象站[1]，它不但能達到并實現我們所需要的功能，而且還會大大的縮減不必要的開支，并能夠輕易的攜帶，完全能在各種野外環境中實時方便的使用，且精準度高，不會有差錯。

2.基于ARM（NUC140VE3CN）單片機的氣象站設計

2.1 氣象站的硬件結構

本次系統設計使用的硬件平臺51平臺，用到的是基于ARM（NUC140VE3CN）芯片，它主要包括檢測系統和驅動系統的設計，檢測系統主要通過單片機自帶的風速、風向傳感器，將接收到氣象信號轉化為數字信號，再通過驅動系統，在LCD顯示屏上顯示出來，如圖1所示。

2.2 氣象站的系統設計方案

2.2.1 檢測系統

本次設計的傳感器采用風速、風向傳感器[2]，是單片機自帶的風速風向數據采集系統，具有的結構簡單、測試范圍大、輸出線路好、精準度高、性能穩定和工作性能可靠的各種優點。轉換器采用12位8通道A/D轉換器NUC140VE3CN芯片，相比于其它芯片，它的顯著優勢則是具有相應快、集成高、抗干擾性強、接口編程簡單的優點，而且它自身包括穩壓電源、片內時鐘振蕩器，性能可靠。

2.2.2 主控系統

主控系統主要是由單片機和供電電路模塊組成。其中單片機[3]采用的是NUC140VE3CN微控制器，相當于一臺微型計算機，通過編譯程序，讓單片機載入并運行所編譯的程序，達到我們所需要完成的數據處理以及數據輸出，最后數據由主控系統發送到驅動系統，在驅動系統中顯示出我們需要的氣象數據，讓我們能夠看出來。

2.2.3 驅動系統

驅動系統主要包含液晶顯示模塊，液晶顯示模塊采用LCD。

2.3 算法流程圖（如圖2所示）

3.試驗和結果

本次測試選取室內、室外，共四個地點作為測試地點，經過多次試驗，得到了很好的測試結果，結果如表1所示。

4.結論

本次設計中，采用了NUC140VE3CN單片機，MAX232串口通信。主控系統收到來自檢測系統的數字信號，將收到的數字信號進行處理運算，得出我們所要的數據，隨后傳送至驅動系統，通過液晶顯示器顯示出來，實現在現場實時的測量出所需要的氣象數據，達到我們實時監測的設計需求。

參考文獻

[1]中國氣象局.小型氣象站行業技術標準[S].2004.

[2]李建忠.單片機原理及應用[M].西安電子科技大學出版社，2002.

[3]胡漢才.單片機原理及系統設計[M].北京：清華大學出版社，2002.