基于单片机的智能轮椅控制系统设计

为提高轮椅使用者的生活自理能力,本文提出一种智能轮椅控制系统.该系统由STM32单片机进行控制,采用模块化、系统化设计,电源模块、摇杆模块、避障模块、驱动模块构成有机整体,各个模块共同作用、相互协调,共同构成了一个安全可靠的轮椅控制系统.通过通信设计可实现模块间数据的发送与接收.该轮椅设置手动控制和自动控制两种方式,可实现轮椅使用者独立生活和近距离出行,运行安全可靠.     

模块化单片机实验系统的设计与实现

研制了一种模块化设计的５１系列单片机实验系统,该单片机实验系统具有较强的扩展功能,且结构简单、使用方便,可以解决目前同类实验箱扩展功能不强、资源浪费和实验时需进行大量连线的不足．在实际教学中,该实验系统取得了良好效果,具有较高的应用价值．     

基于单片机的上下肢康复训练机器人

介绍了一种基于单片机的上下肢训练机器人.首先介绍了它的机械设计和控制系统设计.上下肢康复训练机器人由SSU7301单片机控制直流电机系统,由C8051F320单片机负责与上位机的USB通信部分,两部分之间通过串口通信.它可在一台康复训练机器人上实现上、下肢的康复训练,并有被动模式和主动模式2种训练方式,主、被动模式能实现自动切换.最后给出了上下肢训练机器人产品实例和实验结果,经过试验验证,该机器人设计合理,性能稳定,实现了上下肢的康复训练.     

基于Pt100铂电阻的无线地温测温系统设计

针对气象观测现有的Pt100铂电阻地温传感器存在线缆复杂,维护和更换不便的问题,设计了1种无线地温测温系统。该系统以恒流源对4线制Pt100铂电阻进行测温,并对测温信号进行滤波和放大,以内部集成A/D转换功能的STC12C5A60S2单片机为控制芯片,以nRF905芯片作为无线收发模块。该测温系统通过无线传输数据的方式,有效的减少了现有自动气象站的地温观测的线缆长度和复杂度,使地温传感器的维护、更换和现场检定工作更加便利。该系统为传感器配置使用了LCD1602液晶显示屏进行温度显示,使测温系统能够进行无线传输的同时,发射端也可作为独立的温度计使用。     

达县地区“M,D,C”暴雨预报方法初探

传统的天气和统计学方法已经不能满足社会对天气预报的要求,八十年代初计算机在气象领域内的迅速发展,为天气预报提供了大量信息。一种以数值预报产品,物理量诊断场及预报员多年预报经验相组合的方法“M D C ”被广泛应用于天气预报中。本文通过多个个例诊断分析,建立了一套本地预报暴雨的“M D C”预报方法,通过两年试用,取得了一定效果。     

基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机的照度模糊控制器的设计

采用ＣＡ３１３０光电变换电路和ＡＴ８９Ｓ５２单片机,结合模糊算法以及ＰＷＭ控制方式设计了一种用于工作照明的照度控制器,实现了工作照明照度的精细控制,改善了光环境的舒适度．     

基于单片机技术的多功能数据采集系统的开发与实现

多功能数据采集系统,采用KeilC51语言作为嵌入式系统的编程语言,采用片上系统方式进行设计,使用具有C51单片机内核的ADbtC831作为系统的核心处理机,通过上位机软件向处理机发送命令的方式实现采集通道的配置,实现单一通道多功能采集的目的。该系统可提供8个采集通道,其中4个模拟通道,可实现对温度、湿度、气压等要素的采集功能,另外4个数字通道可实现雨量的采集。     

基于51单片机的气象数据无线传输系统的设计开发

针对自动气象站探测数据短距离无线传输的需要,设计了一套气象数据无线传输系统。系统由发送器、接收器组成,基于51单片机和NRF905无线射频控制芯片开发。该系统对不同型号自动气象站具有良好的自适应能力。实现了气象数据的无线传输、显示和存储。经测试系统在环境适应性和传输能力方面均达到了设计要求,系统运行稳定、可靠。本文从工作原理,系统构成,硬件设计、单片机程序设计及系统测试几个方面对传输器开发方法进行了详细介绍。     

探空温度测量太阳辐射误差的流体动力学分析

针对太阳辐射加热导致的误差限制了温度的准确度,提出了一种新的太阳辐射加热误差修正方法 数值分析法.通过计算流体动力学CFD软件对探空温度传感器进行了地面到32 km高空不同气压条件下的热数值模拟分析.在分析中考虑探空温度传感器的外部热环境情况,施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,建立了探空温度传感器的热分析模型,并引入了表面涂层反射率和电阻体尺寸两个影响参数.分析数值仿真结果表明,海拔与太阳辐射加热误差之间并非简单的线性关系,而是随着海拔的增加斜率不断增大的曲线关系.现在业务使用的温度传感器表面涂层反射率的提高和电阻体尺寸的减小在高气压条件下降低辐射加热有明显效果,但在低气压条件下,太阳辐射对温度准确性的影响仍十分明显.     

红外与铂电阻地表温度测值分析对比

介绍了红外与铂电阻观测地表温度的方法和原理及影响因素。通过2007年1月至2008年2月锡林浩特国家气候观象台红外与铂电阻地表温度对比观测试验获取数据对比,分析不同典型天气条件下(高温、低温、降雨、降雪覆盖等)观测差值的变化情况。结果表明,观测结果差异的大小主要受太阳辐射和下垫面状况影响。夏季高温时,铂电阻地表温度传感器受太阳辐射影响较大,两者的观测差值在白天较大,夜晚较小;冬季低温时,两者的观测差值日变化较小,且观测资料具有很好的可比性;降雨时,下垫面状况发生变化,同时不受太阳辐射影响,两者的观测差值会减小;降雪覆盖时,两者的观测值由于下垫面状况发生变化,观测对象发生变化而不再一致,红外观测值高于铂电阻观测值,随着积雪的融化,差值逐渐变小。     

地温观测常见问题及报表数据处理方法

通过北京市朝阳区一般气象站地温日常观测实例,重点分析了自动气象站铂电阻地温传感器性能不良的数据异常特征和当月报表处理方法,简要分析了地面观测场维护不当对质量控制数据的影响。分析发现,铂电阻地温传感器性能不良直接引起自动站地温数据异常,表现在自动站和人工站差值不稳定或增大,报表数据处理要根据当月实际情况进行相应处理;地温场土壤热力性质不均一、地温表放置不当和周边环境变化都会造成质量控制数据的误差,需要观测员在操作过程中高度重视。     

温度传感器检定数据统计分析

为研究气象用温度传感器的检定特性,分析了山东省级计量检定温度实验室2010—2013年温度传感器的检定数据资料。结果表明:不同型号(ZQZ-TW1型和WZP-1型)温度传感器的检定超差率比较接近,4年总计超差率均小于10%;检定超差传感器中,在-30℃低温点或50℃高温点误差超差的比率最高;-10℃、0℃、10℃3个检定温度点,检定误差值是否超差的一致性最强,具有高度相关的特性。本文分析结果可为温度检定范围、检定点的选择及仓储备件的配比提供客观的依据。     

M6000型能见度仪与人工观测能见度差值分析

利用阳江气象站2013年7月至2014年3月的观测资料,分阶段探讨了M6000型能见度仪与人工观测能见度的差值特征及其造成原因,并探索了提高能见度仪观测质量的方法。结果显示：两者的差值主要集中在-20~30 km之间,且差值的绝对值随着能见度的增大而增大;总体上差值正常的时次占90%,在有天气现象时,自动观测能见度偏小比较明显,能见度小于等于5 km时负误差率最大,平均差值为负值且异常率最高。造成两者存在差值的原因是多方面的,除了人工观测的主观习惯性误差外,两者在概念、测量原理上的不同和仪器的维护不当也是造成差异的原因之一。通过加强能见度仪的日常维护,可以提高自动观测能见度的质量,用自动观测能见度来判断霾天比较接近实际,在雾天通过对自动观测值作适当的正向修正,也能提高两者的一致性,基本能够满足能见度自动化观测的要求。     

能见度Belfort M6000型与Belfort M6400型 观测比对与影响因子研究

Belfort M6400型是Belfort仪器公司在M6000型基础上在软件和硬件方面均作出优化和完善后生产的成本更低的、观测更高效的能见度观测仪。本文利用2021年6月11日至7月11日番禺国家气象观测站的Belfort M6000型能见度仪与Belfort M6400型能见度仪观测数据作比对试验,分析两款能见度仪的观测差异特征及气象要素的关系。结果表明,（1）两款能见度仪观测的分钟平均能见度的变化趋势较为一致,二者相关系数为0.92;（2）随能见度等级的增加,差值范围和离散程度均有所增大;（3）两款能见度仪观测值与相对湿度呈负相关关系,与气压呈正相关关系,与其他气象要素的关系不明显;（4）两款能见度仪在雨天时的日平均相关系数（0.93）比晴天（0.82）时要高。     

自动气象站温湿度传感器更换的影响评估

选取湖北省自动观测记录较长的38个站作为被检站,每个被检站选取3个邻近站,统计相对湿度、水汽压序列与邻近站的相关系数、平均值及方差变化情况,分析由人工观测改变为自动气象站观测后,两者存在的差异,并对其中4个国家基准气候站2003—2011年自动观测和同期人工观测进行对比,得到这4个站9年内每次更换温湿度传感器对相对湿度、水汽压记录的影响情况。结果表明：对比自动观测与人工观测两个序列,被检站与对应邻近站的相对湿度、水汽压的相关系数呈减小趋势,两种观测差值的平均值和方差差异显著;温湿度传感器的更换易产生相对湿度和水汽压记录的跳变;温湿度传感器的检定示值误差是加剧自动观测与人工观测序列显著差异的重要因素;改进观测方法,完善自动气象站检定规程,是自动观测与人工观测序列均一性的重要保证。     

一种精度较高的智能气压表

利用集成硅气压传感器这种具有较大温度系数及非线性误差的典型传感器而设计一智能化的气压仪表,提出了较好地利用分段二次插值的方法,使非线性及温度误差降至完全可被忽略的程度,从而来提高仪表的精度;并提出了利用简易监视计数器等电路的设计来提高可靠性及合理的电路设计来降低功耗提高整机性能等一些完善而实用的方法。     

基于Keithley 2000实现多路地温传感器数据采集

利用VB环境下的串行通信控件,借助于Keithley 2000多路扫描卡,实现Keithley 2000数字多用表与计算机的串行通信及4线电阻测量方式下10路地温传感器数据自动化批量采集,从而解决自动站铂电阻温度传感器室内校准中依靠自动站采集器存在通道误差、校准精度不高的问题。业务应用表明:使用该系统校准地温传感器,具有检定结果精度高、数据刷新快捷等优点,提高了工作效率。     

GOES-16大气温度产品资料同化在一次飓风预报中的应用研究

为评价静止卫星大气温度廓线产品资料同化对飓风预报的影响,以2018年飓风"迈克尔"为例,选用GOES-16温度廓线产品,开展静止卫星资料同化及其对飓风预报影响的研究。首先,通过评估温度廓线产品精度,选取质量较好的高度层并以统计的各层均方根误差作为观测误差用于同化试验;然后,利用WRF-3DVar系统进行不同稀疏化及不同同化频次的循环同化敏感性试验;最后,利用WRF模式开展24 h数值预报。试验结果表明,在飓风"迈克尔"期间温度廓线在200～1 000 hPa之间的误差在2 K以内,将水平分辨率稀疏化为模式分辨率的6倍且循环同化频次为6 h时同化该资料对模式的初始场有最为合理的改进,从大尺度环境场上看使模式具备更合理的环流形势,能够有效提高对飓风的路径及强度的预报效果,更准确地模拟降水落区及美国佛罗里达州等降水关键区域的雨强。     

基于CAN总线的高精度温湿度智能传感器设计

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定了高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,介绍了该方案的软硬件设计与实现.该系统以低功耗ARM CORTEX-M3架构的LPC1768为主控芯片,配合低功耗、16位串行A/D转换芯片AD7792以及低功耗、高速CAN收发器SN65HVD230等实现基于CAN总线的高精度测量、自动采集和实时处理等功能,它与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点.试验测试结果表明,该高精度智能传感器具自检验、自校准、自适应性能,工作稳定可靠,并具有足够的精度.