風速是氣象測量的一個重要要素,利用超聲波進行風速測量現如今得到廣泛的應用,技術已經很成熟。當超聲波在空氣中傳播時,受到風速的影響,順風和逆風情況下存在一個時間差,基于這個原理制成的時差法超聲波風速測量儀表,具有精度高、可靠性強、集成度高等優勢,并可以與雨量、濕度等測量儀表構成完整的移動氣象站,與傳統的機械式儀表、電磁式儀表相比,具有較強的優勢,其關鍵參數是系統的測量精度。
ARM作為32位的微處理器,具有豐富的片上資源,高達60M的處理能力,而且功耗很小,適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風速測量系統,可以實現風速的測量、顯示、精度調節以及與上位機之間的通信等功能。系統硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數字電路,并采用模塊化進行設計。這種思想大大簡化了系統硬件電路設計的復雜性,增強了系統的穩定性與可靠性。軟件部分根據超聲波信號的特點,選用新型的構造包絡的方法,在準確判斷超聲波到達時間的問題上有所改進。
文章共分六個部分。第一章緒論介紹了超聲波風速測量儀表的發展現狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創新點。第二章介紹了超聲波風速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風速測量的系統的硬件設計。第四章是系統的軟件設計。第五章是系統的誤差分析。第六章是全文的總結以及就下一步的工作提出一些設想。
關鍵詞:ARM微控制器,超聲波,時差法,風速測量