基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的水文氣象終端技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人口、資源、環(huán)境3大問(wèn)題日益嚴(yán)峻，解決這3大問(wèn)題的主要突破口是海洋，因而開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)、管理海洋至關(guān)重要。自動(dòng)觀測(cè)海洋要素，及時(shí)獲取海洋信息，是研究海洋的必要手段，是開(kāi)發(fā)利用海洋的關(guān)鍵。因此，研發(fā)一個(gè)低功耗、高性能的水文氣象終端系統(tǒng)對(duì)海洋觀測(cè)具有重大意義。
　　本論文首先研究了《海濱觀測(cè)規(guī)范》的要求以及基本海洋水文氣象觀測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水文氣象終端的整體系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件上選擇了ARM Cortex-M3核的LPC

2、1788微控制器為主控芯片，擴(kuò)展了外圍接口電路，如電源電路、RS485/RS232接口電路、SDRAM存儲(chǔ)電路等。接著進(jìn)行了嵌入式軟件平臺(tái)的構(gòu)建，研究了實(shí)時(shí)操作系μC/OS-II和圖形界面系統(tǒng)μC/GUI，進(jìn)行了μC/OS-II和μC/GUI的移植和底層配置。根據(jù)水文氣象終端需求進(jìn)行任務(wù)劃分和優(yōu)先級(jí)配置，并對(duì)各個(gè)任務(wù)進(jìn)行編程，主要任務(wù)有：串口任務(wù)、GUI顯示任務(wù)、ADC數(shù)據(jù)采集任務(wù)、定時(shí)關(guān)背光任務(wù)、文件系統(tǒng)存儲(chǔ)任務(wù)等。
　　軟硬件

3、設(shè)計(jì)完成后，對(duì)水文氣象終端進(jìn)行了調(diào)試和應(yīng)用。針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)合，進(jìn)行了傳感器的選型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、本地存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示以及遠(yuǎn)程傳輸功能。接著將 SD卡保存的溫濕度傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，與同一時(shí)間采用標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)人工觀測(cè)記錄的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了誤差分析，驗(yàn)證了數(shù)據(jù)的正確性；利用最小二乘法對(duì)保存的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式曲線擬合，預(yù)測(cè)未來(lái)3小時(shí)的溫度數(shù)據(jù)。在上位機(jī)部分實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接收與處理軟件設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收與顯示。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試