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一种基于GPRS远程传输智能气象站 　　【摘 要】本文通过介绍一种基于GPRS远程传输的便携式智能气象站的具体应用，根据便携式、远程传输和无人值守特性等特殊的需求，设计了满足以上条件的小型便携式智能气象站。重点阐述了智能气象站的程序运行体系、软件实现过程及硬件设计方案。 【关键词】GPRS 便携式；智能；气象站 0 引言 随着时代的发展，人类对于气象信息的需求越来越大，很多行业的生产决策都需要参考气象信息。为了精确地掌握这些气象资料，气象仪是必不可少的，传统的气象仪在对温度等气象数据的采集后直接使用有线的方式向计算机终端进行传输，这样变相地加大人工成本和时间成本，并不符合当今发展方向。本文因此设计了一种基于通过移动网络传输数据的智能气象站系统，运用各种气象仪器对大气的参数进行测量，充分体现了智能气象站在携带、实时测量、功耗和抗干扰能力等方面的优点。 1 智能气象站系统的设计方案 本文的智能气象站设计由数据的采集、处理、数据传输、与管理等部分构成。该系统以AVR的ATmega128 MCU为主控制器，外接各类气象传感器，利用移动网络将数据上传至指定的域名所对应的IP上，然后通过上位机软件进行管理和数据的显示。如今，气象站智能化为人们生产、工作、生活等方面提供更及时并且更准确的气象信息。本系统不仅能满足用户需要的接口服务，还支持对可实现的功能的扩展。设计中通过以太网、手机短信等多样化端口控制方式，对气象信息进行不同方式的接受和查阅，从而更方便地控制终端设备。这样的无人化的解决方案提高了人们的工作和生活方式，具有很强的实用价值。 软件结构设计分为四个层次，从高到低一次为应用层、系统层、驱动层和硬件层。这样的设计便于日后软件维护和扩展。低层的函数像上一层提供服务，通过接口函数实现。硬件层提供接口函数给驱动层用来管理硬件，驱动层向上层应用层提供接口函数，系统层的功能是对应用层的各个任务进行调度和事件管理，应用层则用来实现相应的具体功能，例如采集数据和计算分析、上传数据到网络等。 系统按照设定的时间和一定的格式，向上位机发送气象信息，在发送前半秒内，系统会采集所有传感器的信息，并放入发送缓存中，等待发送。其中，发送温度数据需要4个字节，湿度2个字节，风速2个字节，风向4个字节，气压6个字节，海拔5个字节。 2 智能气象站系统的硬件设计 本系统硬件部分控制芯片为ATmega128，使用ZTE的MG2639作为本系统的GPRS模块，通过串口与其相连，使用AT命令进行通讯；温湿度传感器、温度气压传感器、风速传感器和风向传感器分别为：DHT11，单总线连接；BMP085芯片，通过I2C接口连接，三杯式风速传感器，单总线连接；LSM303DLH，通过I2C接口连接。 设计中通过采集数据并将其通过Internet把GPRS模块传递给上位机，然后配合上位机端编写的软件来实现气象数据的实时测量和监控。文中采用的是一种基于精简指令结构的8位CMOS微处理器，该单片机具有低功耗、高效率等优点；传感器分别采用的是LSM303DLH芯片用来进行风向指标的测量；三杯式数字脉冲传感器用来进行风速的测量，测量范围是：0-40m/s；BMP085压力传感器对压力和海拔数据进行测量，测量的范围分别是：300-1100hpa和+9000m - -500m；DHT11数字温湿度传感器用来进行温湿度的测量，温湿度指标的测量范围是：0-50℃和20-90%HR。 3 智能气象站系统的软件设计 软件结构设计分为四个层次，本文以应用层为例进行介绍。应用层主要是三个Task的事件处理函数：Led_ProcessEvent函数，WsApp_ProcessEvent，函数和mg2639_ProcessEvent函数。 其中，Led_ProcessEvent事件处理函数主要管理LED闪烁，方便我们观察程序的运行状态；WsApp_ProcessEvent主要的事件处理函数，处理各个外围设备的数据采集事件和响应事件，例如串口接受到数据时间、GPRS发送数据时间、读取DHT11事件等；mg2639_ProcessEvent处理MG2639模块，由于GPRS模块相对其他传感器比较复杂，需要进行联网设置、创建连接设置和断网重建连接等，mg2639_ProcessEvent就是为了保证GPRS网络稳定可靠的运行事件处理函数。需要说明的是，所用到的READ_DHT11、READ_WINDSPEED、READ_BMP085、READ_LSM303DLH_M大体一样，都是调用器件对应的驱动函数来读取数据，读取完成后，将数据格式化（转换成ASCII码发送，方便串口调试的时候观察）后放入缓存中，除了READ_WINDSPEED固定运行一