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氣象信息數(shù)據(jù)采集控制方案
氣象信息數(shù)據(jù)采集控制方案
應(yīng)用背景
　　氣象信息網(wǎng)絡(luò)承載著氣象信息監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)，為了保障氣象數(shù)據(jù)的不間斷采集與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，必須提高氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的性能。因?yàn)闅庀蟊O(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)環(huán)境、功耗、性能方面有著苛刻的要求，現(xiàn)在應(yīng)用氣象監(jiān)測(cè)方面的通訊設(shè)備很少。傳統(tǒng)的氣象監(jiān)測(cè)基于單片機(jī)及專用擴(kuò)展芯片的數(shù)據(jù)采集方案，無(wú)論是系統(tǒng)體積、功耗、數(shù)據(jù)采集精度、實(shí)時(shí)性以及系統(tǒng)處理能力等方面都不能滿足自動(dòng)化建站的需求。
　　綜合氣象行業(yè)的各種需求，北京恒頤提供基于ARM和CPLD的高精度氣象信息數(shù)據(jù)采集方案，協(xié)助您建立無(wú)人職守型氣象信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
恒頤成功案例
　　　自動(dòng)水文測(cè)量站
　　　野外氣象信息自動(dòng)測(cè)量站
　　　環(huán)保采集監(jiān)控系統(tǒng)
系統(tǒng)架構(gòu)
　　氣象信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
　　氣象信息數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓力、太陽(yáng)輻射、雨量、能見度等要素值進(jìn)行全天候的監(jiān)測(cè)，還可以根據(jù)用戶的需求適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或增加測(cè)量信息，如氣體的污染指數(shù)、土壤溫濕度等；傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)有線或CDMA/GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與氣象監(jiān)控中心的通訊。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　恒頤氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：ARM控制器、存儲(chǔ)電路、CPLD邏輯編程電路、A/D通道選擇電路、電源電路、信號(hào)調(diào)理電路等。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意如圖2所示：

　　本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)了多路采集信號(hào)的選擇和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。如圖2所示，CPLD編程電路和模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集通道的選擇，采集的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)高性能運(yùn)算放大器處理后，進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)字量信號(hào)的輸出。
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象參數(shù)采集終端的控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理。
方案優(yōu)勢(shì)
　　恒頤氣象信息采集系統(tǒng)一種采用高性能ARM處理器實(shí)現(xiàn)的氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案。系統(tǒng)外圍擴(kuò)展了A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路模塊，可以實(shí)現(xiàn)高精度、高速率的數(shù)據(jù)采集；外圍接口資源豐富；運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方案相比，模塊化、串行結(jié)構(gòu)，開放接口使得系統(tǒng)很容易根據(jù)實(shí)際需求擴(kuò)展、裁剪和移植。其可靠、準(zhǔn)確、低成本的設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方案。