基于FDR的土壤水分探测系统与应用 被引量：27

1

作者 黄飞龙 李昕娣 +1 位作者 黄宏智 刘艳中 《气象》 CSCD 北大核心 2012年第6期764-768,共5页

根据中国气象局对农业气象观测的要求,采用频域反射技术(Frequency Domain Reflectometry,FDR)设计开发了一套土壤水分探测系统。系统共包括传感器测量、数据采集和远程数据管理等几个部分。FDR测量原理建立在传输线理论和谐振电路的基... 根据中国气象局对农业气象观测的要求,采用频域反射技术(Frequency Domain Reflectometry,FDR)设计开发了一套土壤水分探测系统。系统共包括传感器测量、数据采集和远程数据管理等几个部分。FDR测量原理建立在传输线理论和谐振电路的基础上。数据采集部分充分考虑了信号的抗干扰能力以及纠错措施。系统采用无线通信模式将测量数据传送到中心数据库,并使用互联网将数据发送到各个用户。运行结果表明该系统能够连续稳定地测量,经过订正之后的数据与烘干法测量结果接近,误差小于2%,满足农业气象观测的需要。 展开更多

关键词 农业气象 数据采集 土壤水分 频域反射技术(FDR)

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基于频域反射的土壤水分探测传感器设计 被引量：19

2

作者 黄飞龙 黄宏智 +1 位作者 李昕娣 林金田 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1367-1370,共4页

通过详细介绍传输线的高频率响应原理及其推导方程,以此为基础设计了基于频域反射的土壤水分探测传感器。传感器采用合适长度的传输线以及参数匹配的谐振电路,利用驻波的原理,使用简单的比较电路确定信号频率与土壤介电常数的关系,再利... 通过详细介绍传输线的高频率响应原理及其推导方程,以此为基础设计了基于频域反射的土壤水分探测传感器。传感器采用合适长度的传输线以及参数匹配的谐振电路,利用驻波的原理,使用简单的比较电路确定信号频率与土壤介电常数的关系,再利用介电常数和土壤成分结构之间的关系计算土壤水分含量。设计了传感器结构模块及给出了部分的试验对比结果。结果显示传感器测量数据与烘干法测量数据相吻合,最大误差不超过2%,满足农业气象探测的要求。 展开更多

关键词 土壤水分传感器 频域反射 传输线 介电常数

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大型自动气象监测网及数据采集中心的设计及应用 被引量：20

3

作者 伍光胜 敖振浪 +1 位作者 李源鸿 蔡耿华 《气象》 CSCD 北大核心 2010年第3期128-135,共8页

通过分析我国自动气象监测系统的现状和存在的问题,基于通用分组数据业务、网络通信技术和数据处理技术,设计一种新型、安全、可靠的大规模自动气象站资料快速传输和并发处理系统。详细地阐述了系统的设计思路、通信模式、网络构架、传... 通过分析我国自动气象监测系统的现状和存在的问题,基于通用分组数据业务、网络通信技术和数据处理技术,设计一种新型、安全、可靠的大规模自动气象站资料快速传输和并发处理系统。详细地阐述了系统的设计思路、通信模式、网络构架、传输协议、工作流程、软件设计、技术特点。该系统的设计方法对于规模大、无人值守、数据实时采集、数据突发传输的不同应用系统的开发具有指导意义。 展开更多

关键词 自动气象站 自动气象监测网 数据采集中心

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浪涌气象数据采集系统及其关键技术 被引量：4

4

作者 伍光胜 李建勇 +1 位作者 刘艳中 雷卫延 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期336-345,共10页

针对无人值守大规模自动气象站的数据采集特点和要求,基于无线通信网络,设计了一种浪涌气象数据采集系统,并对其关键技术进行了深入讨论.首先,分析了系统数据传输的协议结构及存在的问题,设计了基于UDP协议的可靠应用协议,并就其工作过... 针对无人值守大规模自动气象站的数据采集特点和要求,基于无线通信网络,设计了一种浪涌气象数据采集系统,并对其关键技术进行了深入讨论.首先,分析了系统数据传输的协议结构及存在的问题,设计了基于UDP协议的可靠应用协议,并就其工作过程及可靠性传输进行了详细的讨论,解决了无线数据传输的不稳定性问题;然后,利用多线程技术和大规模通信事件响应处理技术,提出了实现数据接收线程池的方法,通过引入"数据分区管理"的概念,论述了数据并发处理缓冲区的设计,解决了大并发系统容易丢失数据、堵塞和低效率等问题;最后,通过对系统测试及其在业务中应用的分析,表明该系统实时、高效、可靠,能满足目前业务的需求,并对未来业务的发展具有同样的适应性. 展开更多

关键词 无线通信 浪涌气象数据 可靠应用协议 线程池 数据缓冲区 并发处理

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基于VK3234的共享中断编程关键技术 被引量：3

5

作者 吕雪芹 敖振浪 陈冰怀 《电子测量技术》 2014年第4期87-91,共5页

为了满足自动气象观测仪器更多通信接口的需要,利用单片机4根GPIO口线简单连接和控制,基于VK3234芯片成功扩展出4路RS485串口,4个扩展的子串口共享一根外部中断线和一个外部中断号。介绍如何通过优化设计硬件共享中断处理的关键技术和... 为了满足自动气象观测仪器更多通信接口的需要,利用单片机4根GPIO口线简单连接和控制,基于VK3234芯片成功扩展出4路RS485串口,4个扩展的子串口共享一根外部中断线和一个外部中断号。介绍如何通过优化设计硬件共享中断处理的关键技术和编程技巧,给出了关键源代码。在线测试表明,每路的速率为115 200bps,4路同时收发,稳定可靠。 展开更多

关键词 VK3234 多串口扩展 硬件共享中断 编程

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基于STM32的在应用编程(IAP)开发 被引量：39

6

作者 雷卫延 敖振浪 周钦强 《电子测量技术》 2015年第5期62-66,共5页

针对嵌入式终端设备程序升级困难的问题,设计了一种基于STM32的远程升级方案。该方案系统深入地研究了Ymodem协议的通信流程,以及基于STM32的在应用编程(IAP)的技术原理和关键技术的实现,关键技术包括程序起始位置和中断向量表设置、AP... 针对嵌入式终端设备程序升级困难的问题,设计了一种基于STM32的远程升级方案。该方案系统深入地研究了Ymodem协议的通信流程,以及基于STM32的在应用编程(IAP)的技术原理和关键技术的实现,关键技术包括程序起始位置和中断向量表设置、APP程序区flash擦除、APP程序写入flash、IAP跳转到APP程序等4个部分,利用RS232标准串口实现了上位机与嵌入式终端设备之间基于Ymodem协议的通信,即嵌入式终端设备的远程在线即时更新功能,实际应用表明,该方案具有良好的应用价值和推广价值。 展开更多

关键词 STM32 在应用编程(IAP) 应用程序(APP) ymodem协议 程序更新

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多传感器自动站的数据融合效果及优势分析 被引量：16

7

作者 何艳丽 黄飞龙 《气象》 CSCD 北大核心 2015年第8期1028-1035,共8页

采用三个同类型的温度、湿度和雨量传感器分别对气温、相对湿度以及降雨量进行测量。通过计算同一气象要素三个测量值之间的离散度以及数据集中度,结合观测数据的时间序列变化趋势,融合得到一个更具有代表性,更加准确的数据作为该气象... 采用三个同类型的温度、湿度和雨量传感器分别对气温、相对湿度以及降雨量进行测量。通过计算同一气象要素三个测量值之间的离散度以及数据集中度,结合观测数据的时间序列变化趋势,融合得到一个更具有代表性,更加准确的数据作为该气象要素的观测值。对三种气象要素多种天气状况下的融合数据进行业务对比,一致率计算结果证明,多传感器融合结果与业务观测数据一致性比较高。对差值的规律和异常数据进行分析,显示多传感器具有以下优势:在单一传感器故障时保障观测数据连续不间断,剔除由信号干扰或者误操作导致的错误数据,增加强对流过程中奇异数据的可信度,及时反映单个传感器性能变化。因此多传感器自动站不但可以作为业务使用,而且对解决业务观测中部分数据不可信的问题具有重要意义。 展开更多

关键词 多传感器 自动气象站 数据融合 离散度 数据集中度

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冷镜式露点仪动态测量误差的实验与分析 被引量：12

8

作者 吕雪芹 敖振浪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期14-18,共5页

冷镜式露点仪静态测量准确度相对较高,虽然常常被业界用作测量空气湿度的标准器,但是如果使用不当,其动态测量误差可能超乎想象,甚至不可接受。本文通过实验方法,对MICHELL Optidew Vision冷镜式露点仪在检定室和野外环境中获取的测量... 冷镜式露点仪静态测量准确度相对较高,虽然常常被业界用作测量空气湿度的标准器,但是如果使用不当,其动态测量误差可能超乎想象,甚至不可接受。本文通过实验方法,对MICHELL Optidew Vision冷镜式露点仪在检定室和野外环境中获取的测量数据进行统计分析,结果表明,与传统的数字式干湿表测量湿度方法相比,冷镜式露点仪动态测量误差比静态测量误差显著偏大。充分说明了在湿度变化快的环境里测量空气湿度,使用冷镜式露点仪是不太合适的。这些实践经验可以为从事湿度测量和计量检定的业务人员提供非常有益的参考。 展开更多

关键词 露点仪 实验 动态误差 分析

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基于GNSS差分定位的天气雷达坐标精确定位研究 被引量：3

9

作者 陈玉宝 安涛 +2 位作者 胡姮 李建勇 高玉春 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第3期389-393,共5页

天气雷达天线馈源的精确定位关系到雷达数据的精确使用和天气雷达全网拼图的使用效果。目前,国内新一代天气雷达天线馈源坐标基本都是使用GNSS(Global Navigation Satellite System)系统中的美国GPS(Global Position System)系统接收机... 天气雷达天线馈源的精确定位关系到雷达数据的精确使用和天气雷达全网拼图的使用效果。目前,国内新一代天气雷达天线馈源坐标基本都是使用GNSS(Global Navigation Satellite System)系统中的美国GPS(Global Position System)系统接收机,在雷达塔楼楼顶单点瞬时定位测量得到的,误差一般大于30m。为了提高定位精度,将GPS精确定位技术与全站仪测量相对高度结合起来,提出了一种测量天气雷达的馈源坐标的方法,可使天线馈源的海拔高度测量精度达到10m以内。使用这种方法对北京市气象局S波段新一代天气雷达天线馈源坐标进行了实地测量,精度达到设计要求。 展开更多

关键词 天线馈源 全球定位系统(GPS) 定位 全站仪

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一种实用的精密气温测量算法与实现 被引量：4

10

作者 敖振浪 李源鸿 吕玉嫦 《气象》 CSCD 北大核心 2009年第10期103-107,共5页

为了精确测量气温,可以用铂电阻(Pt100)作为温度传感器制作测温装置,但是铂电阻具有电阻与温度成非线性特性。从介绍铂电阻特性入手,在实践中提出了一种铂电阻传感器非线性信号转换成温度的精密算法,也就是软件查表法和平均法进行非线... 为了精确测量气温,可以用铂电阻(Pt100)作为温度传感器制作测温装置,但是铂电阻具有电阻与温度成非线性特性。从介绍铂电阻特性入手,在实践中提出了一种铂电阻传感器非线性信号转换成温度的精密算法,也就是软件查表法和平均法进行非线性误差粗、精两级校正。这种算法由硬件和软件两部分构成。硬件是以性能优越的A/D转换器为核心组成的具有自校准和系统校准功能的精密转换电路,软件由给出的主要源程序代码组成。 展开更多

关键词 气温测量 算法 精密校正 铂电阻(Pt100) 设计

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海况环境对高频地波雷达信噪比的影响分析 被引量：4

11

作者 何艳丽 吕雪芹 敖振浪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期201-204,共4页

广东省气象部门是国内首个开展高频地波雷达探测海面风场试验的气象部门。高频地波雷达可以对海洋环境进行全方位、多手段的立体监测,全天候地实时探测海洋海流、海浪及海风等海态信息。本文分析了阳江高频地波雷达在探测海面风场试验... 广东省气象部门是国内首个开展高频地波雷达探测海面风场试验的气象部门。高频地波雷达可以对海洋环境进行全方位、多手段的立体监测,全天候地实时探测海洋海流、海浪及海风等海态信息。本文分析了阳江高频地波雷达在探测海面风场试验过程中,地波雷达天线场地、雷达站周边环境以及天气、电离层对雷达信噪比的影响,对天线场地的平整、加装反射网、地网等可提高雷达的信噪比。如果能进一步提高雷达的探测性能,提高信噪比,地波雷达将能更好地为海洋气象探测及海洋预报服务。 展开更多

关键词 大气科学 高频地波雷达 信噪比 影响

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一种新型自动气象站外接数据存储系统的设计 被引量：10

12

作者 刘艳中 敖振浪 《电子测量技术》 2015年第8期109-112,共4页

新型自动气象站要求必须外接数据存储器以实现数据的双备份,并且要求数据以固定的文件格式存储,未到时次以时间和"-"字符填充以满足软件对文件的解读。设计了一种基于STM32F207的新型自动气象站选用MicroSD卡作为外接存储设... 新型自动气象站要求必须外接数据存储器以实现数据的双备份,并且要求数据以固定的文件格式存储,未到时次以时间和"-"字符填充以满足软件对文件的解读。设计了一种基于STM32F207的新型自动气象站选用MicroSD卡作为外接存储设备的整体方案,使SD卡生成的文件满足上述新型自动气象站文件格式要求,同时采取分时拷贝的方式避免了文件在初始生成过程中影响采集器正常数据采集的问题。试验结果证明在文件生成和读写过程中,采集器运行正常,采集次数未受影响,且SD卡生成文件数据与软件采集数据采样对比正确率百分百。 展开更多

关键词 新型自动气象站 STM32 MICROSD卡 SPI总线 FATFS 文件系统

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新型自动气象站4路高速串口的设计与实现 被引量：6

13

作者 吕雪芹 敖振浪 《电子测量技术》 2014年第5期121-123,126,共4页

本文介绍了新型自动气象站的串口扩展方法和技巧,以STM32F2系列单片机为核心构建嵌入式系统,仅仅使用单片机两根IO线模拟I2 C总线协议,利用VK3344芯片扩展出4个RS232串口,采用外部中断方式发送接收,实现了同时4路串口速率为38400bps,每... 本文介绍了新型自动气象站的串口扩展方法和技巧,以STM32F2系列单片机为核心构建嵌入式系统,仅仅使用单片机两根IO线模拟I2 C总线协议,利用VK3344芯片扩展出4个RS232串口,采用外部中断方式发送接收,实现了同时4路串口速率为38400bps,每路全双工同时收发。实践证明,此方法扩展串口非常节省单片机硬件资源,设置灵活,效率高,成本低,性能稳定可靠。 展开更多

关键词 自动气象站 VK3344 多串口扩展 中断发送接收

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自适应随机共振信号检测系统研究与设计 被引量：1

14

作者 雷卫延 姜孝华 朱璇 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期180-184,共5页

研究了自适应随机共振信号检测算法,基于MATLAB设计并实现了自适应随机共振信号检测系统,经仿真和实测数据验证表明,该系统检测效果良好,具有实际应用价值。利用该系统可研究测试各种参数及有色噪声对随机共振的影响,可从实际采集数据... 研究了自适应随机共振信号检测算法,基于MATLAB设计并实现了自适应随机共振信号检测系统,经仿真和实测数据验证表明,该系统检测效果良好,具有实际应用价值。利用该系统可研究测试各种参数及有色噪声对随机共振的影响,可从实际采集数据中恢复微弱信号的时域波形及信号频谱。 展开更多

关键词 随机共振 自适应 信号检测 MATLAB

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基于四阶牛顿插值法同步化的FFT谐波分析方法 被引量：6

15

作者 黄飞龙 刘金华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期68-71,共4页

提出了一种实时检测谐波的分析方法,利用高阶的牛顿插值法推导了同步化公式,该公式对固定采样频率得到的采样数据重新推导与跟踪,再从算法上调整采样周期对重现的信号曲线进行重新采样,最后对重新采样序列进行快速傅里叶(FFT)谐波分析... 提出了一种实时检测谐波的分析方法,利用高阶的牛顿插值法推导了同步化公式,该公式对固定采样频率得到的采样数据重新推导与跟踪,再从算法上调整采样周期对重现的信号曲线进行重新采样,最后对重新采样序列进行快速傅里叶(FFT)谐波分析。即使是在工频波动比较大的情况下以及采用较少量的采样数据,新采样序列依然能够利用FFT算法准确地获得被分析曲线所包含的高阶谐波分量的幅值和相位。仿真结果和实际应用证明,该方法对于实时性要求比较高、电压频率变化比较大的情况具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 电能质量 谐波分析 牛顿插值法 同步化

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CINRAD/SA雷达空间定位误差诊断方法与个例分析 被引量：3

16

作者 郭泽勇 梁国锋 敖振浪 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第10期1266-1270,共5页

空间定位误差造成虚假回波,直接影响雷达观测资料的可靠性,对预报造成干扰。项目小组从全国各CINRAD/SA台站采集到17个空间定位故障案例,结合CINRAD/SA雷达天伺系统电信号流程和关键点的参数特征,对可能导致雷达空间定位误差的所有环节... 空间定位误差造成虚假回波,直接影响雷达观测资料的可靠性,对预报造成干扰。项目小组从全国各CINRAD/SA台站采集到17个空间定位故障案例,结合CINRAD/SA雷达天伺系统电信号流程和关键点的参数特征,对可能导致雷达空间定位误差的所有环节逐个进行分析,归纳总结出CINRAD/SA雷达空间定位误差诊断方法。最后从案例库中选取3个典型个例展开分析,对台站快速排除空间定位故障提供指导思路。 展开更多

关键词 大气探测 定位误差 CINRAD/SA雷达 天线 诊断方法

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