基于多普勒效應(yīng)的雨量采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、降水是水文和氣象觀測的關(guān)鍵要素之一，降水的監(jiān)測及預(yù)測對于防汛抗旱和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要意義。雨量計是測量降水量的重要儀器，其測量的準(zhǔn)確度直接決定測量數(shù)據(jù)的可靠性。傳統(tǒng)的虹吸式以及翻斗式雨量計采用人工或半人工的方式，大幅度降低數(shù)據(jù)的實時性、可靠性以及準(zhǔn)確性。本文主要介紹了一種基于多普勒效應(yīng)的新型雨量計，從硬件電路設(shè)計到軟件設(shè)計兩方面對雨量采集系統(tǒng)進行分析，并對整套系統(tǒng)進行測試，具體工作如下:
　　(1)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，分為主控系統(tǒng)的

2、電路原理仿真優(yōu)化和PCB版圖設(shè)計。硬件電路主要包括微波發(fā)射模塊、控制模塊、通信模塊、采集模塊以及電源模塊，電路設(shè)計原則是在滿足性能要求的基礎(chǔ)上提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
　　(2)系統(tǒng)軟件框架的設(shè)計、功能模塊的實現(xiàn)以及程序算法的設(shè)計。在硬件平臺上移植μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)，提高軟件的可移植性和實時性，解決實際工程問題。接著將各個功能模塊進行獨立化處理，如采集模塊、通信模塊等，并介紹每個功能模塊的具體實現(xiàn)方法與設(shè)計方案。

3、　　(3)系統(tǒng)整體測試，分為硬件測試和軟件測試。硬件測試主要是測試電路設(shè)計的合理性，軟件測試主要是測試各功能模塊能否正常運行。最后，對測試數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果表明系統(tǒng)整體性能基本達到設(shè)計指標(biāo)。其中:雨量測量范圍可達0～4mm/min，測量誤差基本小于5％。
　　本課題研發(fā)的基于多普勒效應(yīng)的雨量計，相比于傳統(tǒng)的雨量計，具有體積小、攜帶方便、成本低、精度及可靠性高等優(yōu)點，避免了人工手動操作帶來的不確定因素，同時也減輕了工作人員的工作強度