小型便携气象站系统设计

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；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

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。转换器采用12位8通道A/D转换器NUC140VE3CN芯片，相比于其它芯片，它的显著优势则是具有相应快、集成高、抗干扰性强、接口编程简单的优点，而且它自身包括稳压电源、片内时钟振荡器，性能可靠。

2.2.2 主控系统

主控系统主要是由单片机和供电电路模块组成。其中单片机[3]采用的是NUC140VE3CN微控制器，相当于一台微型计算机，通过编译程序，让单片机载入并运行所编译的程序，达到我们所需要完成的数据处理以及数据输出，最后数据由主控系统发送到驱动系统，在驱动系统中显示出我们需要的气象数据，让我们能够看出来。

2.2.3 驱动系统

驱动系统主要包含液晶显示模块，液晶显示模块采用LCD。

2.3 算法流程图（如图2所示）

3.试验和结果

本次测试选取室内、室外，共四个地点作为测试地点，经过多次试验，得到了很好的测试结果，结果如表1所示。

4.结论

本次设计中，采用了NUC140VE3CN单片机，MAX232串口通信。主控系统收到来自检测系统的数字信号，将收到的数字信号进行处理运算，得出我们所要的数据，随后传送至驱动系统，通过液晶显示器显示出来，实现在现场实时的测量出所需要的气象数据，达到我们实时监测的设计需求。

参考文献

[1]中国气象局.小型气象站行业技术标准[S].2004.

[2]李建忠.单片机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社，2002.

[3]胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：清华大学出版社，2002.