基于CC1010的智能小球測風系統(tǒng)設計

摘要：針對目前在高空風測量中使用的普通測風經(jīng)緯儀需手工記錄觀測數(shù)據(jù)、手工錄入數(shù)據(jù)計算，整個測量過程程序繁瑣，而且需要多名測量員協(xié)同，同步性和實時性難以保證，造成較大的誤差和人力損耗，很難保證氣象數(shù)據(jù)采集和分析的數(shù)據(jù)準確性和可靠性。本文提出了一種解決上述問題的方法并設計了一種新的智能化、應用范圍廣的數(shù)字化小球測風系統(tǒng)。在測量過程中只需人工跟蹤測風氣球，系統(tǒng)能夠自動采集測風數(shù)據(jù)并且自動計算測風結(jié)果。系統(tǒng)包括：電子測風經(jīng)緯儀、CC1010數(shù)據(jù)采集板、FT232RL（USB轉(zhuǎn)串口芯片）和筆記本計算機。

　　0.引言

　　大氣邊界層是大氣層的底層部分，邊界層的大氣變化對人類的社會活動有著很大的影響。大氣邊界層的重要性決定了人類必須對其進行研究，掌握它的特征和變化規(guī)律。對于局部區(qū)域測風經(jīng)常采用的方法是雙經(jīng)緯儀小球測風。本文介紹了一種新的智能化、應用范圍廣的數(shù)字化小球測風系統(tǒng)。

　　1.總體系統(tǒng)設計

　　本系統(tǒng)中將兩個電子經(jīng)緯儀分別放置在A、B兩點，AB′為AB在水平面上的投影稱為“基線”，BB′為實際應用是放置兩臺電子經(jīng)緯儀存在的高度差，P點為測風氣球，PA為測風氣球在水平面的投影，α、β、γ、δ分別為兩臺電子經(jīng)緯儀測出的氣球的方位角和俯仰角，數(shù)據(jù)通過接于電子經(jīng)緯儀RS—232串口的從機（無線單片機CC1010）用無線傳輸方式傳送到主機（無線單片機CC1010）處，主機通過USB轉(zhuǎn)串口芯片F(xiàn)T232RL 通過USB口將數(shù)據(jù)傳送到上位機（PC機）中，PC機中的應用程序經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和處理得出當前小球的位置和對應實時風速和風向。

圖1 雙經(jīng)緯儀小球測風系統(tǒng)示意圖