一種多功能低空氣象探測儀的設(shè)計與實現(xiàn)

　　研究了一種基于MSP430單片機的低空氣象探測儀器。系統(tǒng)硬件包括主控制模塊、傳感器模塊、通信模塊和存儲模塊等。風(fēng)向測量系統(tǒng)通過由平面電子羅盤XW3200和風(fēng)標(biāo)組成的磁方位風(fēng)向傳感器實現(xiàn);壓力測量電路采用絕壓傳感器ASDX015，將其模擬電壓傳入主芯片;利用葉輪式風(fēng)速傳感器，由主芯片接受霍爾傳感器產(chǎn)生的電磁脈沖實現(xiàn)風(fēng)速的測量。該儀器可實現(xiàn)氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)等參量的實時測量和存儲，野外測試結(jié)果表明，系統(tǒng)性能可靠、使用方便、能夠滿足精度和戰(zhàn)技指標(biāo)要求。

　　引言

　　當(dāng)前，氣象探測已成為工業(yè)、國防和軍事中不可或缺的重要信息。由于種種因素影響，地區(qū)的環(huán)境、氣候不同，氣象信息也存在差異。氣象觀測站提供的氣象信息并不能精確反映訓(xùn)練場的具體情況，只能作為重要氣象參考;不少單位訓(xùn)練時仍然使用簡易氣象觀測儀，其儀器探測精度差，實時性不好，沒有存儲功能，更不利于決策。

　　為實時精確掌握氣象信息，實現(xiàn)信息的快速、準(zhǔn)確的傳遞，研究了一種簡單實用的多功能低空氣象探測系統(tǒng)，為諸軍兵種提供可靠實用的氣象信息，并可擴展與信息平臺互聯(lián)互通。

　　總體設(shè)計

　　以超低功耗單片機MSP430F149為核心[1]，主要硬件模塊包括：主控制模塊、傳感器模塊、通信模塊和存儲模塊等。有風(fēng)向風(fēng)速測量系統(tǒng)、溫度壓力測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、存儲查詢系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)等。能實時、精確地測量地面溫度、壓力、風(fēng)速和風(fēng)向，并進行定位存儲。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1，探測系統(tǒng)實物圖如圖2所示。

　　系統(tǒng)工作過程是：當(dāng)系統(tǒng)開機后，各功能模塊分別處于待命狀態(tài)，當(dāng)指令(如氣溫)施加后，該模塊電路(溫度測量模塊)進行工作，MSP430將其收到的模擬信號首先進行放大，然后進行濾波處理并送入單片機進行處理輸出，驅(qū)動顯示器輸出或存儲，也可通過RS-232或RF數(shù)傳模塊實時傳輸。