探析智能氣象站的數據采集和通信傳輸系統設計與實現

【摘要】為了更好地適應氣象站傳感設備動態接入的需求，可以基于MEMS傳感器技術設計智能氣象站的數據采集和通信傳輸系統，進行軟硬件開發和設計，通過以太網通信協議，實現對溫濕度、氣壓、風力、光照、雨量、空氣指數等數據的采集和通信。

【關鍵詞】智能氣象站；傳感器；數據采集；通信傳輸系統

一、智能氣象站數據采集與通信傳輸原理分析

智能氣象站基于MEMS傳感器進行數據采集和傳輸，它主要包括網速風向傳感器、氣壓傳感器、溫度濕度傳感器、固定支架、風扇、通信線纜等部分，能夠將采集的模擬數據轉化為數字信號。其中，基于MEMS的路面采集器可以利用積水厚度傳感器、溫度檢測傳感器、冰點（鹽度）傳感器、路面狀態傳感器等模塊，進行自補償、自診斷計算和信息傳輸。智能氣象站的GPRS無線通信基于GSM網絡實現分組數據交換和傳輸，實現GSM系統的延展通信，在不固定占用無線信道的前提下，通過Um接口實現用戶移動設備與GPRS網絡的鏈接和通信，有效整合和利用信道資源。

二、智能氣象站數據采集與通信傳輸系統的硬件設計

智能氣象站數據采集與通信傳輸系統由數據采集、處理、傳輸三部分構成，在單片機、信號處理轉換電路及MEMS傳感器的支持下，實現數據采集、處理、換算等操作，并由主控系統實現數據信息的存儲和遠程傳輸。

主控系統的核心控制電路主要包括有以下部分：（1）GPRS模塊。它主要采用RS232串口和LVTTL串口實現硬件流的控制，支持PAP密碼驗證協議、TCP/UDP通信和FTP/HTTP服務，實現對數據、短信、語音數據的傳輸。……