沙塵環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國(guó)荒漠化土地面積為262.2萬平方公里，約占國(guó)土面積的27.4％。土地的沙漠化為大風(fēng)起沙提供了物質(zhì)源泉。中國(guó)北方地區(qū)沙塵暴發(fā)生越來越頻繁，且強(qiáng)度大，范圍廣，給居民生產(chǎn)生活帶來了很大影響。沙塵暴的預(yù)警與防治能有效的降低這些影響。與以往氣象監(jiān)測(cè)手段不同，本文提出了利用沙塵環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)深入沙漠腹地獲取沙塵暴形成的條件和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，從沙塵暴的源頭研究和預(yù)防沙塵暴。
　　根據(jù)沙塵環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，監(jiān)測(cè)平臺(tái)由單片機(jī)8051F0

2、20作為核心處理器，外接風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)蝕傳感器、氣壓傳感器、空氣溫濕度傳感器、沙埋傳感器、狀態(tài)傳感器以及SIM908GPS模塊。采集的傳感器數(shù)據(jù)先經(jīng)過數(shù)字濾波程序處理，然后經(jīng)過標(biāo)度變換轉(zhuǎn)換為沙塵暴研究所需要的數(shù)據(jù)參數(shù)，最后通過串口將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)參數(shù)送至上位機(jī)。采用中值濾波和滑動(dòng)平均濾波相結(jié)合的數(shù)字濾波，來消除脈沖干擾和減小隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量的影響。
　　沙埋傳感器根據(jù)電容原理設(shè)計(jì)，通過單片機(jī)檢測(cè)振蕩電路的振蕩頻率可以計(jì)算出

3、傳感器的電容值，由電容值可以計(jì)算出沙埋的深度。狀態(tài)傳感器由單片機(jī)8051F410控制加速度傳感器和地磁傳感器，并對(duì)從傳感器讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為了提高傳感器的測(cè)量精度和可靠性，沙埋傳感器和狀態(tài)傳感器都在內(nèi)部設(shè)計(jì)了校準(zhǔn)功能。
　　系統(tǒng)采用Altera公司的CycloneⅡEP2C5T144I8FPGA芯片配合處理器選擇與傳感器的連接，各傳感器通過外接電路使通信接口統(tǒng)一為串口。這樣設(shè)計(jì)可以在某模塊通信出現(xiàn)問題時(shí)，便于替換或采用