基于Arduino及人机交互太阳能电池板供电智能气象站设计

基于Arduino及人机交互太阳能电池板供电智能气象站设计

基于Arduino及人机交互太阳能电池板供电智能气象站设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
  • 原价: ¥299
  • 活动价: ¥200 (活动截止日期:2024-03-31)
  • (到期后自动恢复原价)
基于Arduino及人机交互太阳能电池板供电智能气象站设计

基于Arduino及人机交互太阳能电池板供电智能气象站设计

摘要:目前市面上的气象站检测环境系统大多都是采用非常复杂的精密仪器仪表对大气气象的信息进行监控分析,是对一整个地区的气象站检测总体的环境质量因素进行分析整理发布出去,但是不能精确的每个具体的地区而且这些大型的设备体积庞大造价昂贵并不适合普通家庭拥有。因此,研发一种简单易用的环境质量检测系统,精确了解自己家庭附近的环境质量受到越来越多人的关注。本文设计出一套基于Arduino的智能气象站系统,主要包括Arduino UNO单片机、温湿度采集模块、光敏传感器模块、气压传感器模块、显示模块、太阳能电池板供电模块等。具体工作原理,通过Arduino单片机处理系统对温湿度模块、光敏模块等数据采集模块进行数据采集过来并进行数模转化,单片机处理系统对转化来的数字信号进行动态的数据处理,再经过Arduino单片机的处理分析显示到人机交互界面上。

关键字:Arduino;气象站;智能

Arduino intelligent weather station

Abstract:  At present, most of the meteorological station detection environment systems on the market use very sophisticated precision instruments to monitor and analyze the atmospheric meteorological information, and analyze and sort out the overall environmental quality factors of a whole area of ​​meteorological station detection, but they cannot Accurate for each specific area and these large-scale devices are bulky and expensive and are not suitable for ordinary families. Therefore, the development of an easy-to-use environmental quality inspection system has attracted more and more attention to accurately understand the quality of the environment around the family. This paper designs an intelligent weather station system based on Arduino, mainly including Arduino UNO MCU, temperature and humidity acquisition module, light sensor module, pressure sensor module, display module, and solar panel power supply module. The specific working principle, through the Arduino single-chip processing system on the temperature and humidity modules, light-sensitive modules and other data acquisition module for data acquisition and digital-to-analog conversion, single-chip processing system for the conversion of digital signals for dynamic data processing, and then through the Arduino microcontroller Processing analysis is displayed on the human-computer interaction interface.

Keywords: Arduino; weather station; smart

第一章 绪论 3

1.1 研究背景 3

1.2 中外气象站发展的现状 3

第二章 智能气象站总体方案的设计 4

2.1 系统功能的分析及说明 4

2.2 本课题设计的内容及目的意义 4

第三章 硬件系统电路设计 5

3.1 单片机模块 6

3.1.1 单片机选型介绍 6

3.1.2 单片机电路设计 8

3.2 温湿度模块 8

3.2.1 温湿度模块的选型及介绍 8

3.2.2 温湿度模块电路设计 10

3.3 气压传感器模块 10

3.3.1 气压传感器的选型及介绍 10

3.3.2 气压传感器的电路设计 11

3.4 触摸模块 12

3.4.1 触摸模块的选型及介绍 12

3.4.2 触摸模块的电路设计 12

3.5 太阳能发电板 13

3.5.1 太阳能发电板模块的选型介绍 13

3.6 时钟模块 14

3.6.1 时钟模块的选型介绍 14

3.6.2 时钟模块的电路设计 15

3.7 显示模块 16

3.7.1 显示模块的选型介绍 16

3.7.2 显示模块的电路设计 17

第四章 软件系统设计 18

4.1 程序流程图设计及说明 18

4.2 时钟程序设计 19

4.3 液晶程序设计 20

4.4 温湿度模块程序设计 21

4.5气压传感器程序设计 21

第五章 软硬件调试 23

5.1硬件调试 23

5.2软件调试 24

第六章 总结致谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

1.1 研究背景

狂风暴雨等极端天气一直是现代化的社会还是古代社会都不可避免而且非常常见的灾害。人们也十分渴望对灾难性后果的提前感知,中国古代就有了地动仪,放眼望去,更多的却停留在迷信的方式来预测灾难,国外就有占星术、我们国家古时候有占卜等一系列说法。古往今来,所有的人们都想准确的预测灾难,在造成破坏的后果之前就预测或者采用某些行动能让灾难能提前就被规避或者减少灾难性后果的发生。而且这些灾难也是十分可怕的,一旦发生将会对人们的生命、财产安全带来特别大的损失,因此智能气象站的开发对与实际应用具有非常重大的意义和影响。目前市面上的气象站检测环境系统大多都是采用非常复杂的精密仪器仪表对大气气象的信息进行监控分析,是对一整个地区的气象站检测总体的环境质量因素进行分析整理发布出去,但是不能精确的每个具体的地区而且这些大型的设备体积庞大造价昂贵并不适合普通家庭拥有。因此,研发一种简单易用的环境质量检测系统,精确了解自己家庭附近的环境质量受到越来越多人的关注。

1.2 中外气象站发展的现状

中国的气象站的发展历史要从上个世纪的90年多开始,虽然我国的自动气象站发展起步比较晚但是我们的发展还是比较快的。我国国内使用的大多数的气象站都是使用的集成式的结构制作的气象站,而且整个气象站的工作的系统比较落后并且气象站也是不统一有很多个生产厂家生产很多个不同型号的气象站这就会造成一种现象就是不同厂家生产的气象站的数据采集和传送的格式不统一不能兼容使用。这不统一的数据采集方式会给后面气象站的后续升级工作带来巨大的阻力等等。我国是世界上面积最大的国家之一所以对应的我国的自然灾害的发生也是世界上最频繁的国家,而且现在由气象灾害造成的直接和间接的经济的损失也是呈现越来越大的趋势,所以这个时候就能凸显出能够提前知道气象灾害的重要性了。智能化的气象站可以实时的采集周围环境的相关数据然后传送给计算机终端进行分析处理就可以准确的预测到将要来临的天气的状况,可以最大程度的减少气象灾害给人们生活和经济方面造成的损失。

参考文献

[1] 张国熊.数字电路技术.机械工业出版社.北京.

[2] 李建忠.arduino 单片机原理设计.高等教育出版社.陕西西安.

[3] 刘洪恩.测控电路技术.西安电子科技大学.四川成都.

[4] 李朝青.气象站理论.计算机与现代化.北京.

[5] 杨振江,蔡德芳.简易气象站的设计.西安电子科技大学出版社.陕西西安.

[6] 姜道连,李为民.高精度气象站的设计与应用.陕西师范大学出版社.陕西.

[7] 王丰,马文杰.传感器技术.现代电子技术.北京.

[8] 张文明.arduino单片机实战开发指南. 西安电子科技大学.上海.

[9] 陈国栋,李丰文. 数字通信技术及应用. 上海电子科学出版社.上海.

[10] 李 华 . M CS 系列单片机实用接口技术[ M],:北京航空航天大学出版社 ,北京.

[11] 徐岩 王春丽著. 语音信号增强技术及其应用. 北京:科学出版社.

[12] 潘新民 . 单片机实用系统设计[ M],人民邮电出版社,,北京.


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