基于GPRS的多要素自动气象站

气压、气温、湿度、风向、风速、雨量、地温等气象要素的采集是气象工作的基础,自动气象站自动进行气象观测和资料收集和传输的气象站。自动气象站为气象情报、气象分析和科学研究提供重要的依据。本文讨论了GPRS数据通讯的优点、分析各气象要素传感器的接口和性能、气压的温度补偿方法、温度参数的分段线性化、可靠性等关键问题,设计了基于GPRS的多要素自动气象站,并实现了气象采集的自动化和网络化。 GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是GSM Phase2.1规范实现的内容之一。和GSM方式相比GPRS数据服务除了“高速”、“永远在线”的特点外,还具备通讯费用低廉的优势。 传感器是检测系统重要的组成部分,本文首先分析了各传感器的对外接口和性能,为我们的电路和处理软件设计提供了设计依据。 在电路设计部分,主处理器采用ADμC812,内部集成了12位的A/D转换器。设计了各传感器的调理电路,详细分析了铂电阻测温电路可能引起误差的恒流源,外接引线、放大电路误差等问题进行处理,采用四线制的铂电阻,用三信号法测量提高精度,并设计了可靠的放大处理电路。气压信号,在分析了传感器的标定数据后,为了达到系统的分辨率要求精度,同时为了减轻主CPU的负担,我们设计了专门的电路模块来实现。同时对湿度、风向、风速、雨量信号进行分析后设计了调理接口电路。另外还设计了时钟、存储器和GPRS接口等相关电路。 最后,分析了自动站软件和可靠性设计中的的几个关键问题。用Pt100铂电阻测温时,根据公式进行计算温度,计算量很大,通过分析系统要求的温度范围和精度后,温度的处理算法没有采用公式计算,而是采用分段直线来拟合,在实现精度的同时大大减轻CPU的计算量。气压传感器的非线性问题,用曲线拟合法进行气压信号的非线性校正和温度补偿,达到气压的精度要求。在可靠性设计中主要就软硬件抗干扰问题和防雷避雷问题进行了分析与讨论,并提出了解决措施。