基于ARM氣象信息數(shù)據(jù)采集控制方案

自動水文站

自動氣象站

氣象信息網(wǎng)絡(luò)承載著氣象信息監(jiān)測預(yù)警服務(wù)，為了保障氣象數(shù)據(jù)的不間斷采集與實時數(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。因為氣象監(jiān)測設(shè)備對環(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)測方面的通訊設(shè)備很少。傳統(tǒng)的氣象監(jiān)測基于單片機及專用擴展芯片的數(shù)據(jù)采集方案，無論是系統(tǒng)體積、功耗、數(shù)據(jù)采集精度、實時性以及系統(tǒng)處理能力等方面都不能滿足自動化建站的需求。

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)助您建立無人職守型氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)。

氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

氣象信息數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)對風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓力、太陽輻射、雨量、能見度等要素值進行全天候的監(jiān)測，還可以根據(jù)用戶的需求適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或增加測量信息，如氣體的污染指數(shù)、土壤溫濕度等；傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，通過有線或CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與氣象監(jiān)控中心的通訊。

圖1 氣象監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

恒頤氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：ARM控制器、存儲電路、CPLD邏輯編程電路、A/D通道選擇電路、電源電路、信號調(diào)理電路等。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路實現(xiàn)了多路采集信號的選擇和模擬信號的轉(zhuǎn)換。如圖2所示，CPLD編程電路和模擬開關(guān)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集通道的選擇，采集的模擬信號經(jīng)過高性能運算放大器處理后，進入A/D轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)字量信號的輸出。

恒頤氣象信息采集系統(tǒng)一種采用高性能ARM處理器實現(xiàn)的氣象信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案。系統(tǒng)外圍擴展了A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路模塊，可以實現(xiàn)高精度、高速率的數(shù)據(jù)采集；外圍接口資源豐富；運行嵌入式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)實際需求擴展、裁剪和移植。其可靠、準(zhǔn)確、低成本的設(shè)計是一種實用的遠程數(shù)據(jù)采集方案。