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气象信息数据采集控制方案

作者：hyesco 作者单位：北京恒颐创兴科技有限公司 2010年4月9日

    简介：
    　　气象信息数据采集系统实现对风速、风向、温度、湿度、大气压力、太阳辐射、雨量、能见度等要素值进行全天候的监测，还可以根据用户的需求适当的调整或增加测量信息，如气体的污染指数、土壤温湿度等；传感器数据经过处理后，通过有线或CDMA/GPRS无线网络实现与气象监控中心的通讯…


    应用背景
    　　气象信息网络承载着气象信息监测预警服务，为了保障气象数据的不间断采集与实时数据传输，必须提高气象信息数据采集控制系统的性能。因为气象监测设备对环境、功耗、性能方面有着苛刻的要求，现在应用气象监测方面的通讯设备很少。传统的气象监测基于单片机及专用扩展芯片的数据采集方案，无论是系统体积、功耗、数据采集精度、实时性以及系统处理能力等方面都不能满足自动化建站的需求。
    　　综合气象行业的各种需求，北京恒颐提供基于ARM和CPLD的高精度气象信息数据采集方案，协助您建立无人职守型气象信息监测系统。
    恒颐成功案例
    　　　自动水文测量站
    　　　野外气象信息自动测量站
    　　　环保采集监控系统
    系统架构
    　　气象信息监测系统架构如图1所示。

    　　气象信息数据采集模块实现对风速、风向、温度、湿度、大气压力、太阳辐射、雨量、能见度等要素值进行全天候的监测，还可以根据用户的需求适当的调整或增加测量信息，如气体的污染指数、土壤温湿度等；传感器数据经过处理后，通过有线或CDMA/GPRS无线网络实现与气象监控中心的通讯。

    系统硬件设计
    　　恒颐气象信息数据采集控制系统主要包括以下几个部分：ARM控制器、存储电路、CPLD逻辑编程电路、A/D通道选择电路、电源电路、信号调理电路等。系统硬件结构示意如图2所示：

    　　本系统的数据采集电路实现了多路采集信号的选择和模拟信号的转换。如图2所示，CPLD编程电路和模拟开关实现对数据采集通道的选择，采集的模拟信号经过高性能运算放大器处理后，进入A/D转换电路，实现模拟信号的A/D转换及数字量信号的输出。
    系统软件设计
    　　嵌入式操作系统在系统中具有至关重要的作用，该方案依托高性能的Linux操作系统，实现对气象参数采集终端的控制，实现数据的实时传输和处理。
    方案优势
    　　恒颐气象信息采集系统一种采用高性能ARM处理器实现的气象信息数据采集控制系统方案。系统外围扩展了A/D数据采集转换电路模块，可以实现高精度、高速率的数据采集；外围接口资源丰富；运行嵌入式Linux操作系统。与传统方案相比，模块化、串行结构，开放接口使得系统很容易根据实际需求扩展、裁剪和移植。其可靠、准确、低成本的设计是一种实用的远程数据采集方案。

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