分布式太陽能自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)研究及其應(yīng)用

【摘要】： 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們越來越關(guān)注自身的生存環(huán)境和周圍天氣條件;在偏僻的原始森林或人跡罕至的雪域高原,傳統(tǒng)的氣象監(jiān)測系統(tǒng)存在著布線困難、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸不準(zhǔn)確和費(fèi)用昂貴等問題。相比之下,基于GPRS的分布式太陽能自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)能夠很好地解決這些問題,該系統(tǒng)通信穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。 本文對自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)的理論和實(shí)踐進(jìn)行了研究,研制出氣象監(jiān)測系統(tǒng)樣機(jī);本文主要研究了四個方面內(nèi)容:監(jiān)測系統(tǒng)總體方案的確定,終端硬件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn),監(jiān)控中心應(yīng)用軟件的開發(fā)以及該系統(tǒng)在電力線覆冰監(jiān)測方面的應(yīng)用研究。 首先根據(jù)實(shí)際需求,提出監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集性能指標(biāo),分析了GPRS特點(diǎn)和四種常用的組網(wǎng)方案,并確定氣象監(jiān)測系統(tǒng)總體研究方案。其次設(shè)計了風(fēng)速風(fēng)向變送器電路和振動式防盜報警電路,開發(fā)了圖像采集系統(tǒng),對串口視頻攝像頭的選用原則和通信協(xié)議進(jìn)行研究,圖像采集系統(tǒng)運(yùn)行正常。針對氣象監(jiān)測地點(diǎn)不確定的特點(diǎn),提出了GPRS無線通信與太陽能供電技術(shù)相結(jié)合的解決方案。 然后論述了系統(tǒng)軟件的功能要求和性能要求,實(shí)現(xiàn)了對于氣象數(shù)據(jù)實(shí)時顯示、動畫同步顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢和報警記錄等功能;并能對天氣異常情況發(fā)出預(yù)報,完成了圖像采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程串口視頻監(jiān)測。 最后將本系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)電力線的覆冰監(jiān)測中,對覆冰的基本概念和危害進(jìn)行了闡述,設(shè)計了氣象傳感器與智能采集模塊的接口及GPRS模塊與上位機(jī)的通訊系統(tǒng),接著提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的覆冰預(yù)報算法,分析了南方電網(wǎng)覆冰監(jiān)測實(shí)例,驗(yàn)證了覆冰預(yù)報算法的準(zhǔn)確性。 經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明,本系統(tǒng)可以滿足自動氣象監(jiān)測的需求,而且在電力系統(tǒng)覆冰監(jiān)測方面體現(xiàn)出較好的性能,具有廣闊的應(yīng)用前景,它的應(yīng)用和推廣具有很好的社會與經(jīng)濟(jì)效益。 【關(guān)鍵詞】：氣象監(jiān)測 GPRS 串口視頻攝像 覆冰預(yù)報 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P415.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的來源10
• 1.2 課題的研究目的和意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3.3 國內(nèi)和國外發(fā)展現(xiàn)狀的分析15-16
• 1.4 本系統(tǒng)研究所面臨的問題16-17
• 1.5 主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 系統(tǒng)整體架構(gòu)和GPRS組網(wǎng)方案18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 自動氣象站數(shù)據(jù)采集性能指標(biāo)18
• 2.3 系統(tǒng)總體方案的研究18-20
• 2.4 GPRS概述及其業(yè)務(wù)特點(diǎn)20-22
• 2.4.1 GPRS概述20
• 2.4.2 GPRS業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)20-21
• 2.4.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)21-22
• 2.5 系統(tǒng)組網(wǎng)方案擬定22-24
• 2.5.1 GPRS基本組網(wǎng)方案22-23
• 2.5.2 系統(tǒng)組網(wǎng)方案的確定23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 終端硬件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)25-40
• 3.1 引言25
• 3.2 終端功能模塊25-28
• 3.2.1 氣象傳感器25-27
• 3.2.2 通用模擬量智能采集模塊27-28
• 3.2.3 GPRS無線通信模塊28
• 3.3 主要硬件電路的設(shè)計28-31
• 3.3.1 4～20m A風(fēng)速風(fēng)向變送器電路的設(shè)計28-30
• 3.3.2 振動式防盜報警電路的設(shè)計30-31
• 3.4 圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計31-36
• 3.4.1 串口視頻數(shù)碼攝像頭的選擇31-32
• 3.4.2 串行通信32-33
• 3.4.3 串口視頻攝像頭的工作過程33-34
• 3.4.4 幀頭和幀尾的處理34-35
• 3.4.5 串口視頻攝像頭的通信協(xié)議35-36
• 3.5 太陽能供電系統(tǒng)的設(shè)計36-39
• 3.5.1 蓄電池容量的計算37
• 3.5.2 太陽電池板的選擇37-38
• 3.5.3 太陽能控制器的選擇38-39
• 3.5.4 蓄電池的防寒措施39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 系統(tǒng)軟件的功能要求40-43
• 4.2.1 系統(tǒng)管理功能40-41
• 4.2.2 系統(tǒng)設(shè)置功能41
• 4.2.3 系統(tǒng)攝像功能41-42
• 4.2.4 查詢功能42
• 4.2.5 維護(hù)功能42-43
• 4.3 系統(tǒng)軟件的性能要求43
• 4.4 應(yīng)用軟件的開發(fā)過程43-46
• 4.4.1 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)43-44
• 4.4.2 按鈕宏指令44-45
• 4.4.3 軟件繪圖功能的實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.5 天氣異常情況的報警46-47
• 4.6 無線通信模塊功能的實(shí)現(xiàn)47-50
• 4.6.1 MD-609G模塊的配置47-48
• 4.6.2 mServer48-50
• 4.6.3 虛擬串口Vircom50
• 4.7 串口視頻攝像功能的實(shí)現(xiàn)50-53
• 4.7.1 攝像功能的軟件實(shí)現(xiàn)50-51
• 4.7.2 圖像實(shí)例分析51-53
• 4.8 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件部分界面53-55
• 4.9 本章小結(jié)55-56
• 第5章 自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)在電力線覆冰監(jiān)測方面的應(yīng)用研究56-65
• 5.1 引言56
• 5.2 線路覆冰的基本概念56-58
• 5.2.1 覆冰的定義56-57
• 5.2.2 覆冰的形成條件57
• 5.2.3 覆冰的危害57-58
• 5.3 電力線覆冰監(jiān)測預(yù)報算法的研究58-60
• 5.3.1 覆冰監(jiān)測工作原理58-59
• 5.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的覆冰預(yù)報算法59-60
• 5.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的覆冰監(jiān)測實(shí)例分析60-64
• 5.4.1 覆冰監(jiān)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)60-62
• 5.4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)覆冰預(yù)報的實(shí)現(xiàn)62-63
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 附錄1 覆冰預(yù)報算法的訓(xùn)練和仿真程序70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-74
• 致謝74

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微控制器的GPRS無線上網(wǎng)    黃承安 ,張躍

GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換    吳兵 ,馬寶甫 ,劉文江

內(nèi)置TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊的應(yīng)用    杜垚;李波;

氣象指數(shù):讓你明明白白地生活    霍壽喜;

氣象部門拓展服務(wù)領(lǐng)域的若干思考    黎健,聶秋生,何財福

2002年《吉林氣象》總目次    

與時俱進(jìn) 開拓創(chuàng)新——2002年浙江省氣象局長會議在寧波召開    

氣象與保險“聯(lián)姻”可行性探索    趙規(guī)劃,李鶴華

《湖北氣象》第23卷總目次    

2004年氣象因子對棉花生長的影響    李蘭;杜軍;季楓;湯曉紅;

海東氣象為建設(shè)社會主義新農(nóng)村服務(wù)的思考    山嶷;張永財;

氣象為構(gòu)建社會主義和諧社會服務(wù)調(diào)研報告    魏學(xué)占;

《新農(nóng)村手機(jī)氣象報》發(fā)展現(xiàn)狀與遠(yuǎn)景    劉秀英;秦春英;侯曉虹;張曼;

氣象信息科技服務(wù)的對策研究    滕躍;王萬瑞;汪雅;

大氣象在新農(nóng)村建設(shè)中大有作為    胡鵬;馮敏;梁瑞春;楊國鋒;

棉花生產(chǎn)與氣象的關(guān)系    苗興武;

從氣象信息到防災(zāi)減災(zāi)基層氣象部門應(yīng)如何發(fā)揮更大作用    徐良謀;

淺談氣象廣播節(jié)目的制作    關(guān)健華;孫婧;

從王家?guī)X礦難事故救援談現(xiàn)場氣象應(yīng)急服務(wù)    王少俊;

從襄汾潰壩事故氣象應(yīng)急服務(wù)引發(fā)的一些思考    張喜娃;原源;朱臨洪;王少俊;李強(qiáng);王智娟;范永玲;

北京區(qū)域生活氣象指數(shù)服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)和建立    丁誼;張姝麗;韓超;穆啟占;

枸杞外觀品質(zhì)與氣象條件關(guān)系研究    李劍萍;張學(xué)藝;劉靜;

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立足北京監(jiān)測全國 氣象精英團(tuán)隊(duì)護(hù)航奧運(yùn)    袁雪

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紫花苜蓿生長發(fā)育及產(chǎn)量形成與氣象條件關(guān)系的研究    劉玉華

基于人體熱量平衡的城市環(huán)境氣象開發(fā)和應(yīng)用研究    劉梅

我國氣象信息業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究    周文韜

江蘇省行業(yè)氣象敏感性研究    芮玨

關(guān)于中國古代氣象文獻(xiàn)的基礎(chǔ)研究    李國華

氣象數(shù)據(jù)采集通信系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)    莊安榮

西安市NO_2污染氣象條件及濃度預(yù)報方法研究    孫嫻

氣象因子對小麥生長發(fā)育及品質(zhì)性狀的影響    羅丕

分布式太陽能自動氣象監(jiān)測系統(tǒng)研究及其應(yīng)用    閆永巍

心電信號與氣象因子同步采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)    方浩

南昌市區(qū)肝硬化食管胃底靜脈曲張破裂出血的臨床分析及氣象對其發(fā)病的影響    吳東海