一种多功能低空气象探测仪的设计与实现

作者：顾国华,陈力,徐长根,张驰

研究了一种基于MSP430单片机的低空气象探测仪器。系统硬件包括主控制模块、传感器模块、通信模块和存储模块等。风向测量系统通过由平面电子罗盘XW3200和风标组成的磁方位风向传感器实现;压力测量电路采用绝压传感器ASDX015，将其模拟电压传入主芯片;利用叶轮式风速传感器，由主芯片接受霍尔传感器产生的电磁脉冲实现风速的测量。该仪器可实现气温、气压、湿度、风等参量的实时测量和存储，野外测试结果表明，系统性能可靠、使用方便、能够满足精度和战技指标要求。

引言

当前，气象探测已成为工业、国防和军事中不可或缺的重要信息。由于种种因素影响，地区的环境、气候不同，气象信息也存在差异。气象观测站提供的气象信息并不能精确反映训练场的具体情况，只能作为重要气象参考;不少单位训练时仍然使用简易气象观测仪，其仪器探测精度差，实时性不好，没有存储功能，更不利于决策。

为实时精确掌握气象信息，实现信息的快速、准确的传递，研究了一种简单实用的多功能低空气象探测系统，为诸军兵种提供可靠实用的气象信息，并可扩展与信息平台互联互通。

总体设计

以超低功耗单片机MSP430F149为核心，主要硬件模块包括：主控制模块、传感器模块、通信模块和存储模块等。有风向风速测量系统、温度压力测量系统、数据采集系统、存储查询系统、GPS定位系统等。能实时、精确地测量地面温度、压力、风速和风向，并进行定位存储。数据采集系统的结构框图如图1，探测系统实物图如图2所示。

系统工作过程是：当系统开机后，各功能模块分别处于待命状态，当指令(如气温)施加后，该模块电路(温度测量模块)进行工作，MSP430将其收到的模拟信号首先进行放大，然后进行滤波处理并送入单片机进行处理输出，驱动显示器输出或存储，也可通过RS-232或RF数传模块实时传输。

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