基于GPRS的光伏式远程气象数据采集传输终端开发

【摘要】：气象数据采集传输系统是用现代科技对气象信息进行实时遥测、传送和处理的专门技术，是有效解决气象预报、防洪调度等的先进手段，是气象现代化建设的重要一环。 气象数据采集传输系统包括信息监控中心和遥测监控终端组成，本文着重研究和实现了气象数据采集传输系统的遥测监控终端部分，并简要实现了信息监控中心的软件设计。遥测监控终端分为三部分： 一是气象数据采集部分。论文分析了各类传感器的原理、特点，在此基础上设计了相关电路将各类传感器输出信号转化为单片机能够采集的电信号，本文采用MSP430单片机完成传感器转换后的电压、电流及频率信号的采集。 二是监控终端供电系统。本系统采用太阳能光伏电池供电，论文详细分析了光伏系统设计原理方法，包括电池组件、蓄电池容量配置设计，太阳能自动跟踪系统，最大功率跟踪，蓄电池充电，蓄电池电源输出，蓄电池性能检测等。在此基础上对系统低功耗设计进行了论述。 三是监控终端与信息监控中心的GPRS数据通信。本文论述了GPRS无线数据通信的特点及相关协议分析，设计了GPRS数据通信的软硬件。 信息监控中心的软件采用C/S模式，完成了监控终端的数据接收、处理与存储。 【关键词】：气象 数据采集 数据传输 光伏 GPRS
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP274.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景和意义10-14
• 1.2 课题主要工作14
• 1.3 章节安排14-16
• 第2章 数据采集与传送终端硬件设计16-28
• 2.1 数据采集传输系统总体设计16
• 2.2 采集电路设计16-20
• 2.2.1 CPU 选择16-17
• 2.2.2 温度测量电路17-18
• 2.2.3 湿度测量电路18
• 2.2.4 气压测量电路18-19
• 2.2.5 风速测量电路19
• 2.2.6 风向测量电路19-20
• 2.3 时钟电路设计20-21
• 2.3.1 S-3530A 芯片介绍20-21
• 2.3.2 S-3530A 接口电路21
• 2.4 GPRS 通信模块硬件电路设计21-24
• 2.4.1 GPRS 模块介绍22
• 2.4.2 GPRS 接口电路22-23
• 2.4.3 GPRS 与 SIM 卡接口电路23-24
• 2.5 GPRS 供电电源模块设计24-25
• 2.6 系统低功耗硬件设计25-26
• 2.7 本章小结26-28
• 第3章 系统光伏供电系统设计28-55
• 3.1 无源供电系统软件设计28-32
• 3.1.1 太阳能电池组件设计28-30
• 3.1.2 蓄电池容量配置设计30-32
• 3.2 太阳光自动跟踪系统控制系统实现32-38
• 3.2.1 太阳光自动跟踪原理33-34
• 3.2.2 太阳光自动跟踪硬件实现34-36
• 3.2.3 太阳光自动跟踪软件设计36-37
• 3.2.4 太阳光自动跟踪实验数据37-38
• 3.3 太阳能最大功率跟踪 MPPT 系统实现38-48
• 3.3.1 太阳光最大功率跟踪（MPPT）常用方法39-41
• 3.3.2 最大功率跟踪电流—占空比方法41-43
• 3.3.3 电流—占空比方法 BOOST 电路实现43-45
• 3.3.4 电流—占空比方法软件设计45-47
• 3.3.5 电流—占空比方法实验结果47-48
• 3.4 蓄电池充电方案48-50
• 3.5 蓄电池电源输出实现50-51
• 3.6 蓄电池性能测试51-53
• 3.6.1 电池失效检测原理51-52
• 3.6.2 恒流放电电路实现52
• 3.6.3 电池失效检测实验结果52-53
• 3.7 本章小结53-55
• 第4章 系统软件设计55-76
• 4.1 下位机采集传输软件设计55-68
• 4.1.1 GPRS 通信协议流程55
• 4.1.2 GPRS 网络接入实现55-56
• 4.1.3 基于 TCP/IP 的数据传输实现56-61
• 4.1.4 温度测量61
• 4.1.5 湿度/风速（频率）测量61-66
• 4.1.6 气压测量66-67
• 4.1.7 时钟程序67
• 4.1.8 低功耗实现67-68
• 4.2 服务器软件设计68-75
• 4.2.1 系统设计68-69
• 4.2.2 登录界面及主界面69-70
• 4.2.3 报警信息及处理70-71
• 4.2.4 环境相关操作处理71-72
• 4.2.5 数据库设计72-74
• 4.2.6 监控终端数据接收处理74-75
• 4.3 本章小结75-76
• 第5章 结束语76-77
• 5.1 结论76
• 5.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果81

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