2022年移动通信技术课程设计气象数据采集无线传输系统设计 .pdf

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1、课程设计报告气象数据采集无线传输系统设计学院：通信与信息工程学院组长：xxxxxx 小组成员：xxxxxx 班级：通信工程 0803 指导老师：李荣时间：2011.7.3-2011.7.13 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -一课程设计目的近年来，我国气象灾害频发，严重影响人民群众的生活，尤其在交通方面有着较大的影响。依靠人工观测来采集气象数据不仅时效性差，而且无法适应偏僻、恶劣的环境条件，不能将采集到的各区域数据实时上传给决策控制中心，因而有必要研制一种便携、低功耗、数据通信稳定的气象数据采集系统。随着传感器向着智能化、网络化方向的发展，无线传输技术在在

2、自动气象数据采集中得到了应用。将两种技术有效的合并设计的气象数据采集无线传输系统可以有限地帮助人们动态的关注气象的变化，掌握气候情况，方便人们的生活和工作。二课程设计题目描述1实现无线数据传输，利用传感器来捕捉的现场信号转换为电信号，由模/数转换器 ADC 转化成数字信号，送给微处理器处理，再通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。2 了解传感器、A/D转换器的工作原理,并初步了解数据融合技术。3 设计一无线传输系统三课程设计要求1对于无线传输系统，设计出两种方案，重点完成一种方案的硬件设计（3 人完成）。2由 2 人完成气象数据的采集系统的原理分析。3 完成后，由组长签字证明该同学在本设计小

3、组中所占地位，供评分老师参考。4.书写及设计方案均用A4纸打印以便统一装订成册。5.如采用单片机、微机，不要求写出全部程序，但应画出程序流程图四设计报告内容A、设计思路：由设计的题目出发，气象数据采集无线传输系统主要由两部分组成，气象数据采集采集主要由传感器完成，传感器将采集到的数据转化成电信号，再将模拟的电信号由A/D 转换器变成数字信号，再经过发送端无线的发送出去，再接受端再将接收到的数据加以处理，并进行相应的气象分析，这样就实现了气象数据的无线传输。无线传输可以采用的技术很多，在我们的设计中我们采用了两种设计方案，主要是GPRS 和无线收发芯片完成。B、传感器a、传感器的定义：传感器能感

4、受诸如力、温度、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律为电压、电流等电学流量，或转化为电路的通断。b、传感器的工作原理：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量其中敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元器件；转换器件是将敏感元件感受或响应的被探测量转化成电路参数量得元件；转换电路是将上述电路参数接入，并转化为电量输出。c、传感器敏感元件分类：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻（温度传感器）（3）电容式传感器（位移传感器）（4）霍尔元件（礠传感器）d、传感器的作用和地位：传

5、感器是现代信息技术的三大支柱技术之一传感器技术（信息采集）通信技术(信息传输)，计算机技术（信息处理）。它们在信息系统中分别起到感官、神经、和大脑的作用。因而，在信息的准确获取方面，作为信息采集系统的前端单元，传感技术起着关键的作用。目前传感技术已经在越来越多的领域得到应用，传感器对观测和自动化技术所起的作用多得多，传感器在发展经济、推动社会进步方面的作用是十分明显的，我们这个课程设计就是利用传感器探测到的数据来观测气候的变化，为我们的生活带来便利。C、A/D 转换器的工作原理：A/D 转换器是将模拟量转换为一定进制的数字量。A/D 转换大多是将电压量转换为正比的二进制数字量，乘以转换系数后可

6、获得电压的数值量，也有先将电压量转换为时间或频率，然后再经计数得到电压的数值量。A/D 转换器的电路主要由时钟脉冲发生器、逻辑电路、移位寄存器aN-1,.a1,a0、D/A 电路及其开关指令数字寄存器BN-1,.B1,B0构成。D、数据融合技术：数据融合技术是指利用计算机对按时序获得的若干观测信息，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理技术。数据融合中心对来自多个传感器的信息进行融合，也可以将来自多个传感器的信息和人机界面的观测事实进行信息融(这种融合通常是决策级融合)提取征兆信息，在推理机作用下将征兆与知识库中的知识匹配，做出故障诊断决策，提供给用户。在基

7、于信息融合的故障诊断系统中可以加入自学习模块。故障决策经自学习模块反馈给知识库，并对相应的置信度因子进行修改，更新知识库，同时，自学习模块能根据知识库中的知识和用户对系统提问的动态应答进行推理。以获得新知识，总结新经验，不断扩充知识库，实现专家系统的自学习功能。高速、低成本及高可靠性的数据融合技术不仅在军事领域得到越来越广泛的应用，而且在自动化制造领域、商业部门，乃至家庭都有极其广阔的应用前景。如自动化制造过程中的实时过程控制、传感器控制元件、工作站以及机器人和操作装置控制等均离不开数据融合技术的应用。数据融合技术为需要可靠地控制本部门敏感信息和贸易秘密的部门提供了实现新的保密系统的控制擅自进

8、入的可能性。对于来自无源电子支援测量、红外、声学、运动控测器、火与水探测器等各种信息源的数据融合，可以用于商店和家庭的防盗防火。军事应用领域开发的一些复杂的数据融合应用同样可以应用于民用部门的城市规划、资源管名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -理、污染监测和分析以及气候、作物和地质分析，以保证在不同机关和部门之间实现有效的信息共享。气象数据采集电路设计A、收发芯片的设计方案数字收发芯片有很多种类，本次设计采用的是TRF6900数字收发芯片，该芯片是由 TI 公司生产的工作在868 频段和 915MHZISM 频段的单片射频收发器，利用DDS实现超速锁存，双可

9、编程工作模式，灵活的串行接口与微控制器接口，采用48 脚的 PQFP封装。该数字芯片不仅具有体积小、抗干扰能了强、外围器件少、与其他设备连接方便，所以设计中采用了该芯片。B、采用 GPRS 的无线传输GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS 无线数据传输系统构成GPRS 无线数据传输系统主要由三部分组成：数据服务中心

10、、无线传输网络、远程数据终端。1.数据服务中心的功能是负责对远程数据终端的管理与控制，主要是：a.远程数据终端连接状态的管理与维护；b.远程数据终端通讯的管理与维护；c.系统数据管理；d.自身网络状态管理等。对于中大规模的通讯应用，为提高数据传输的可靠性和效率，数据服务中心一般采用专线方式与中国移动公司GPRS 网络进行连接。对于小规模及仅限于抄表业务的场合，数据服务中心可以使用无线方式对远程数据终端进行管理。2.无线传输网络即中国移动公司GPRS网络，负责数据服务中心与各个远程数据终端的无线连接及数据传输。3.远程数据终端负责在需要监控的远程设备与用户数据服务中心之间建立可靠名师资料总结-精

11、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -的数据通讯，包括数据采集及控制的管理。远程数据终端的功能组成因客户户远程设备的种类及功能需求而异。主要由三部分组成：a.无线数据传输模块，负责透明的无线与有线数据传输与转换；b.中间转换与管理模块，负责通讯协议转换及中间数据维护等；c.客户设备。在这次的课程设计中，对气象数据进行采集，需要对进行融合之后的数据进行一个无线数传模块即可完成，组成一个较为复杂的小型管理系统。两种设计方案的比较：A 方案使用无线数字传输芯片，B 方案采用 GPRS无线传输，我们经过讨论之后觉得 B方案比较可行，虽然芯片已经有大批量的生产低功耗、低成本就可以实现，

12、但是该芯片不适合大量的气象数据的采集，而且传输速率达不到气象传输的实时要求；GPRS是大型的系统，并且有现成的网络覆盖，是比较成熟的网络具有可靠性高、稳定，传输速率高，可以处理的数据容量大。五总结与心得体会柯磊：两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。本次课程设计中我担任我们小组的组长，我主要负责气象数据采集和无线传输部分的统一集合，所以我的主要任务和分工是设计系

13、统的主要框图和系统结构，总结大家的思路，最终进行统稿书写实习报告将大家的想法集中。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，通过去图书馆解资料，再将自己的所学知识融合在一起，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次气象数据采集无线传输系统的设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行系统设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了单片机课程所学的内容，掌握系统设计的方法和步

14、骤，提高了自己利用现有的资源找到合适可用的资料的能了，熟悉了设计报告书写的规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出我们综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们指导老师李荣，老师严谨细致一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次系统设计的过程中，老师为我们提供了很好的思路和指导，我们的顺利完成任务离不开老师您的指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。由于本人的设计能力有限，在设计

15、过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正。严慧子：通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关无线通信系统方面的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了我之前在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。首先，经过李老师的点拨之后，我们明确了自己的设计方向。把重点放在无线传输系统的设计，如 GPRS 的应用和利用收发芯片等。在上网采集资料以后，挑取并整合有用信息。有了初步的思路，就剩

16、下系统设计，和各部分的连接问题。在此次的实习中，我参与完成无线传输设计的部分，积极配合组长的工作，在问题出现时，同组员积极探讨。不仅加强了我对专业知识的认知，也充分意识到团队合作的重要性。李晓术：通过这次的的设计体会，我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。这也激发了我今后努力学习的兴趣，其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，

17、只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。我认为这个收获应该说是相当大的。一开始我们从参考书上找来了课题，但

18、是毕竟是参考书，做到后来发现很多程序都是不完整的，这让我们伤透了脑筋。看着别的小组都弄得有模有样了，可是我们连一个课题都还没有定好。好不容易又找到了课题，可是结果还是很不尽人意。参考书毕竟只是一个参考，设计这种东西最后还是要靠自己动脑筋。然后我们大家一起齐心协力，从平时做的实验、老师上课的举例、书本上的知识以及老师的辅导和其他同学的帮助下终于完成了。应该说这是通过我们小组成员的共同努力和动脑完成的，虽然内容并不是很复杂，但是我们觉得设计的过程相当重要，学到了很多，收获了很多。我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。小组人

19、员的配合、相处，以及自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。这次课程设计虽然时间不长，但我们还是学到了不少东西，不仅仅是设计里的那些知识，更多的是团队和合作。作为一名大三学生，我觉得做这种综合性的课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时光里，我们大多接触的是专业理论知识，如何锻炼我们的实践能力？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。张永:在本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要和必不可少的，因为我们一切都要有理可寻，有据可依，不切实际的构想永远只能是构想，无法名师资料总结-精品资料欢迎下

20、载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -升级为设计。其次在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业知识，如模拟和数字电路，模数转换，单片机知识等。再课程设计过程中遇到问题是在所难免的，但我们要正确对待，分析清楚并记下来，以免下次再犯。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持，耐心和努力，团队成员的配合和合作，这将为自己今后的学习和工作做出最好的铺垫。xxx：一个多星期的课程设计终于结束了，刚拿到这个课题真是无法下手。经过上网和在图书馆查阅资料，慢慢的了解和掌握了这个课题，这次课程设计里的有些问题，我一而再地修改还是不能通过，我感到很无奈，但我没

21、有气馁，我的耐心让这次课程设计画上了一个成功的句号。总的来说，这次课程设计给了我一个很好的启发，要培养自己综合运用所学知识的能力，要学会发现，提出，分析和解决实际问题。六小组分工与组内评价本次设计中我们小组共有五位成员，按照设计的要求，我们将任务划分为两个部分，第一个部分是气象数据的采集，主要由王宝栋和李晓术完成，第二个部分是无线传输系统的设计部分，这个部分是由张永和严慧子完成，其中严慧子完成 GPRS 无线传输部分资料的采集，张永完成收发芯片部分的资料采集，最后由柯磊完成系统结构的设计和方案的比较统一，统稿书写课程设计报告。大家都在图书馆和网络上查了很多的资料，我们大家根据找到的资料参考，我

22、们大家都充分了解了传感器的工作原理、A/D 转换器的工作原理、以及数据融合技术，知道了怎样利用模数转换器将采集到的模拟信号转换成便于存储和发送的数字信号，在利用无线数字发射电路将信号发送出去，在接收端无线数字接受芯片将接收到的数据微处理后传输给微机或者单片机进行处理。王宝栋和李晓术利用自己查阅的资料，给出了气象数据采集电路的设计思路，严慧子和张永也在利用已有资料和所学知识的基础上设计了接收电路数据处理的过程，最后柯磊根据他们的设计思路画出了系统的设计框图，我们大家通过一起讨论框图的每个部分，确保电路的可行性，对系统每一个部分的作用进行进一部分的分析，巩固自己的设计思路。在本次的课程设计活动中，我们小组成员积极配合我（组长柯磊）的任务分配，积极投身于找资料、提供设计思路当中，我觉得我们每个人都表现得很优秀，团队配合很密切，最大限度的调动了每个人的积极性。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -