基于arm的超声波风速测量系统设计

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1、南京信息工程大学硕士学位论文基于ARM的超声波风速测量系统设计姓名：金晶申请学位级别：硕士专业：系统分析与集成指导教师：唐慧强20080501摘要风速是气象测量的一个重要要素，利用超声波进行风速测量现如今得到广泛的应用，技术已经很成熟。当超声波在空气中传播时，受到风速的影响，顺风和逆风情况下存在一个时间差，基于这个原理制成的时差法超声波风速测量仪表，具有精度高、可靠性强、集成度高等优势，并可以与雨量、湿度等测量仪表构成完整的移动气象站，与传统的机械式仪表、电磁式仪表相比，具有较强的优势，其关键参数是系统的测量精度。ARM作为32位的微处理器，具有丰富的片上资源，高达60M的处理能力，而且功耗很

2、小，适合作为智能仪表的核心处理器。本文给出了基于LPC2132的风速测量系统，可以实现风速的测量、显示、精度调节以及与上位机之间的通信等功能。系统硬件电路包括ARM7处理器以及外围的模拟、数字电路，并采用模块化进行设计。这种思想大大简化了系统硬件电路设计的复杂性，增强了系统的稳定性与可靠性。软件部分根据超声波信号的特点，选用新型的构造包络的方法，在准确判断超声波到达时间的问题上有所改进。文章共分六个部分。第一章绪论介绍了超声波风速测量仪表的发展现状、本篇论文选题的目的和意义、所做的工作以及创新点。第二章介绍了超声波风速测量的基本原理。第三章是介绍基于ARM的超声波风速测量的系统的硬件设计。第四

3、章是系统的软件设计。第五章是系统的误差分析。第六章是全文的总结以及就下一步的工作提出一些设想。关键词：ARM微控制器，超声波，时差法，风速测量AbstractWilldvelocityiSanimportantfactorinmeteorologicalarea．Therearemanyadvantageswhenultrasonicisusedtomeasurewindvelocity．Theultrasonicvelocity,affectedbythewind，isdifferentwhenittransmitsinthedirectionofforwardfloworinthedire

4、ctionofoppositeflow．Anultrasonicanemometerbasedonthetheorywasdeveloped，andithadthesuperioritiesofhighprecision，highdependabilityandhighintegration．Ithasbeenwidelyusedbecauseofitsproficienttechnique．Thekeyparameteroftheanemometerisprecision．ARMisa32bitmicroprocessorwithabundanton—chipresources．andits

5、handlingcapacityisupto60Mwithlowpowerconsumption．Itissuitabletomakeupanintelligentinstrumentation．Inthethesis，correlativeresearchesofkeytechnologyweredone．andultrasonicwiIldvelocitymeasurementsystembasedonLPC2132withARM7TDMI-Scoreisdesigned．ItCanmeasurewindvelocity,display,modulateprecisionandcommun

6、icatewithPCbyserialinterface．nlesystemhardwareincludesA剐M7microprocessor,peripheralanaloganddigitalcircuits．ModulardesignWasadopted，andbecauseofit,thecomplexityofcomplicacysystemhardwaredesignWaspredigested，andthesystemstabilizationandreliabilitywereenhanced．Systemsoftwarecontrolsthetransmissionandr

7、eceivingofultrasonicsignalandrecognizesthearrivaltime．TlliSthesisiSdividedintosixchapters．111efirstchapterisaprolegomenon,mainlyintroducedthedevelopmentandstatusoftheultrasonicwindmeter,targetandmeani