的电压信号进行相应处理。风速传感器输出的脉冲信号为带有干扰的方波信号,需要对脉冲信号进行峰值电压控制、脉冲整形,使信号成为符合采集电路要求的矩形波。风向传感器输出的为电流信号,经精密电阻转换为符合要求的电压信号,通过抗混叠低通滤波后进行A/D转换。测试信号经过调理之后,经STM32片内的TIM和ADC转换,SPI模式传输到SD卡存储模块进行数据保存。由于系统采用SD卡存储模式,可以非常容易地实现存储容量扩展,另外SD卡支持文件系统,便于采集数据管理和后期处理。TFT液晶模块解决了人机交互的问题,采集数据通过液晶以动态波形的方式显示,由于采集数据存在时间间隔,所以波形显示存在断点,需要采用插值算法帮助实现波形平滑。系统采用拉格朗日三次多项式插值算法,很好地解决了波形显示断点的问题。串行通信模块主要用于系统调试,并且可以用于采集数据上传到上位机显示和保存。JTAG模块用于检测芯片的电气特性和跟踪调试。系统电源模块为系统各芯片电路提供不同要求的电压,测试系统采用12V锂电池供电,通过稳压模块和电源转换模块产生各模块所需的电压源。2.3系统设计要求本测试系统为了实现风速风向测试智能化、轻便化而设计的,系统采用新一代高性能微控制器STM32,配以风速风向传感器、信号调理电路、数据存储电路等,完成测试系统的设计和功能升级。测试系统设计,需要参照相应的行业标准并制定设计要求加以规范。参照中华人民共和国气象行业标准:地面气象观测规范一第7部分:风向和风速观测(QX/T51.2007),对测试系统提出设计要求。风速风向测试时,实时记录和显示测试值。风力等级是风速的数值等级,用于描述风的强度,风速传感器测得的风速可对照风力等级表2.1确定风级,风速记录以米每秒(m/s)为单位,取一位小数。风向考虑到现场试验的要求,在行业标准16个方位的要求下,简化为8个方位,风向方位与度数对应关系见表2.2。
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