基于PLC小型气象站设计毕业设计论文
基于MCS-51的小型电子气象站设计
用 电子式气象站来满足获取气 象数据 的需求 ， 同时也可有 单片机 的 Ｉ ／ Ｏ 口数量 有限 ， 结合风 速信号 的特 点 ， 在 ８路 效地降低相关成本圆 。本文提 出 了一种基于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｒ Ｃ 光 电 门 和 单 片 机 之 间 增 加 了 一 个 ８线 一 ３线 编 码 器 单片机的小型 电子气象站的设计 方案 ， 在 满足监测要求 的 ７ ４ Ｈ Ｃ １ ４ ８以达 到 节 省 单 片 机 Ｉ ／ ０ 口的 目的。 同时 ， 并对数据 进行显示和记 录 ， 以便相 关人 员查阅、 参考 ２ ． ３下位机 与上位 机 间 的通信 由于 ５ １ 单 片机 串行 和分析。 口和 Ｐ Ｃ机 Ｕ Ｓ Ｂ接 口所使用 的电平标准并 不相 同 ， 故在单 １ 电子气象站总体 设计 片机 串行 口和 Ｐ Ｃ机 Ｕ Ｓ Ｂ接 口之间使用 了一个 Ｐ Ｌ ２ ３ ０ ３芯 电子 气 象 站 的 整体 功 能 片， 以完成 １ － Ｉ 到 Ｕ Ｓ Ｂ之间 的转换 ， 使单片 机和 Ｐ Ｃ机之 与设计示意 图如 图 １ 所示。 间的串口通讯可 以顺利进行州 。 电子 气 象 站 的硬 件 部 分 单片机 串口每次 向上位机发送 ７个字节的数据 ， 其报 主要在于 设计 以 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｒ Ｃ 文格式 为“ ￥ ” “ 终端号” “ 温度值” “ 湿度值 ” “ 风速值” “ 风 向” 单 片 机 为 中 心 的各 个接 口 电 “ ＃ ” 。 其 中“ ￥ ” 和“ ＃ ” 分别作 为起止符 ， 分别表 示一 次发送 的 路， 包括 单片机 与温湿度传 感 开始 和结束 ； “ 终端号 ” 为本次 发送 数据 的终端编号 ， 是在
ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｓ ｃ ｏ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｓ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｂ ｙ ａ ｓ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｐ ｏ ｒ ｔ ， ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｎｄ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ Ｐ Ｃ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｅ ｆ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｕ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ．
校园小型气象站设计作文范文
校园小型气象站设计作文范文同学们！今天我要和大家分享一个超酷的想法——设计一个校园小型气象站。
一、气象站的选址。
首先呢，这个气象站的选址很重要。
我觉得可以把它放在校园操场的一角，那里比较开阔，没有太多高大建筑的遮挡。
这样，风啊、阳光啊、雨滴啊都能自由地和气象站的各种仪器“打交道”。
而且操场周围经常有同学活动，大家在课间休息或者上体育课时，就能顺便去看看气象站的数据，多方便呀！不过呢，也要注意别放在太容易被足球或者铅球砸到的地方，毕竟这些仪器可都是气象小卫士，得好好保护。
二、气象站的组成部分。
1. 温度传感器。
这可是气象站的基础设备之一。
它就像一个小小的温度计超人，能精确地感知周围空气的温度变化。
我想象中的温度传感器要有一个可爱的造型，比如说像一个小小的卡通房子，房子的屋顶上有一个小小的探头伸出来，这个探头就是感知温度的关键部位。
它可以把温度数据实时传送到气象站的中心显示屏上，让同学们一眼就能看到是冷是热。
2. 湿度传感器。
湿度也是气象中很重要的一个因素呢。
湿度传感器就像是一个湿度侦探，时刻在寻找空气中水分的秘密。
它可以做成一个类似小蘑菇的样子，蘑菇的伞盖下面就是检测湿度的核心部件。
这个小蘑菇湿度传感器能够告诉我们空气是干燥得像沙漠，还是湿润得像热带雨林。
而且呀，当湿度达到一定的程度，它还能发出一些有趣的提示音，比如说像小雨滴落下的声音，提醒大家可能要下雨啦。
3. 风速仪和风向标。
风速仪和风向标就像是一对好伙伴，一个负责测量风的速度，一个负责指示风的方向。
风速仪呢，可以设计成一个旋转的小风车，风越大，小风车转得就越快，通过它的转速就能准确地算出风速啦。
而风向标可以是一个色彩鲜艳的箭头，安装在一个高高的杆子上，随风转动，指向风的方向。
这个杆子上还可以画上一些不同方向的小动物图案，比如东方画一只小青龙，西方画一只小白虎，这样同学们就能更直观地知道风是从哪个方向吹来的啦。
4. 雨量计。
雨量计就像是一个专门接雨水的小杯子，不过它可是很有科技含量的哦。
微型气象站的设计与实现
微型气象站的设计与实现随着科技的不断发展，越来越多的人开始注重天气信息的收集和了解。
而微型气象站的出现，为个人用户提供了一个更加方便、便宜的天气信息收集方式。
今天，我们就来谈谈微型气象站的设计与实现。
一、概述微型气象站是一种基于微型控制器技术的气象信息采集终端。
它通常由气温、气压、湿度、风速、风向等传感器以及LCD显示屏、LED指示灯、蜂鸣器等组成。
其主要功能包括实时测量、显示、存储和传输气象数据。
微型气象站的设计需要考虑如下几点：1. 传感器选择：根据需求选择合适的传感器，同时需要考虑成本、精度、灵敏度等因素。
2. 微控制器选择：根据传感器的输出信号和处理复杂度，选择合适的微控制器。
常见的微控制器有Arduino、STM32等。
3. 系统架构设计：微型气象站的主要模块包括传感器模块、控制器模块、显示模块和储存模块。
需要根据实际需求设计系统架构。
二、硬件设计1. 传感器模块微型气象站需要测量气温、湿度、气压、风向、风速等数据。
目前市场上常用的传感器有DHT11、BMP180、DS18B20、RX5911等。
其中DHT11用于测量温湿度，BMP180用于测量气压，DS18B20用于测量气温，RX5911用于测量风向和风速。
2. 控制器模块我们选择最常见的Arduino UNO来作为我们的微控制器。
Arduino UNO采用Atmel公司的8位ATmega328P芯片，拥有充足的存储空间和丰富的库函数支持。
在问题不是很复杂的情况下合适使用。
3. 显示模块显示模块一般采用液晶显示屏。
我这里用到一块2.4寸TFT SPI显示屏。
它具有色彩饱和度高、分辨率高等优点。
4. 储存模块为了存储气象数据，我们需要一块microSD存储卡。
同时，在我们需要进行数据下载的时候，microUSB接口可以提供数据传输。
三、软件设计1.数据采集在数据采集方面，我们需要让各传感器从Arduino上获取到数据。
因为采集频率会受到传感器的解析度、精度等因素的影响，因此，我们在这里常常用到像DHT、BMP等设备库来缩短我们的开发时间。
基于51单片机的车载微型交通气象站设计
基于51单片机的车载微型交通气象站设计*；；（吉林大学 仪器科学与电气工程学院，长春 130022）摘要：随着微型计算机、新一代通信技术以及新型传感器的不断推广与应用，我国的气象监测系统必然将转向微功耗、智能化、高可靠性、低成本广泛性方向发展，必将为我们的生产和生活提供更可靠，更详细的气象信息。
本次设计利用单片机实现的车载交通微型气象站，能实现气象站小型化和具体化，以物联网为应用场景，多节点不同区域结合实时对大范围的数据进行采集并上传到网络，为车载互联网的数据储备提供新思路。
关键词：单片机，微型气象站， 数据采集 中图分类号：TG156 文献标识码：AThe design of vehicle micro traffic weather station based on 51SCMAN Yan; SHI Jing; WEI Xin（College of Instrumentation and Electrical Engineering,Jilin University,Changchun130061,China)Abstract: With the continuous promotion and application of microcomputer, a new generation of communications technology and new type sensors ，the development of weather monitoring system in China will inevitably turn to the direction of micro power, intelligent, high reliability, low cost, which will provide more reliable detailed meteorological information for our production and life. The design of vehicle traffic micro weather station is made by using a single chip microcomputer, which can make the station more small and concrete. Combining multiple nodes with different regions, a wide range of real-time data is collected and uploaded to the network with application scene of the Internet of things. It provides a new idea for data storage of the onboard Internet. Key words ：SCM ; Micro traffic weather station; Data acquisition*指导教师： 刘名扬 项目类型： 创新项目0 前言当今社会能够实时准确且尽可能全国大范围对温湿度、风力风向等气象数据进行采集投入大，耗费高，本项目研究基于车载物联网、低成本、大范围地对各地气象数据进行采集。
基于单片机的气象监测仪毕业设计
. .. .基于单片机的气象监测仪毕业设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)绪论 (1)1 结构设计与方案选择 (2)1.1 基于Internet的现代传动远程控制系统结构 (2)1.2 方案选择 (2)1.2.1 远程通信方案的选择 (2)1.2.2 变频器与计算机串行通信方案的选择 (2)2 硬件设计 (3)2.1 单机控制 (3)2.1.1 硬件配置 (3)2.1.2 控制框图 (3)2.2 多机控制 (3)2.3 远程控制 (3)……结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1 变频器参数设定程序代码 (28)附录2 VC程序源代码 (29)第一章地面自动气象监测仪的现状目前中国气象局开展的地面气象监测要素包括云、能见度、天气现象、气压、空气温度、空气湿度、风速、风向、降水、雪深、蒸发、辐射、日照、地温、冻土、电线积水和地面状态。
能实现仪器自动监测的气象要素有能见度、气压、空气温度湿度、风向、风速、降水、蒸发、辐射、日照和地温，其他气象要素监测只能通过人工观测实现。
本研究仅对能实现地面自动气象监测的仪器进行研究。
1.1 国地面气象监测仪现状我国地面气象监测仪主要有常规地面人工检测仪器和地面自动气象站两大类。
在功能齐全和性能稳定方面，与国际上同类产品基本一致，都能满足气象要素检测的要求，国研发出的仪器具有明显的价格优势，技术支持和售后服务良好，维护成本低。
目前气象系统使用常规地面气象仪器有EN2型测风数据处理仪，SJ1型虹吸式雨量计，DWJ1型自动温度计，DHJ1型自动湿度计，DYJ1自动气压计和最新研制出并投入气象业务使用的自动气象站等。
气象仪器的趋势都是往数字化、智能化、集成化发展。
1.1.1 EN2型测风数据处理仪EN2型测风数据处理仪用于气象台站观测记录地面风，由微型打印机、液晶显示器、键盘、风速风向传感器接口、上位机接口、可选的外接显示器接口、微型处理板和电源等部件组成。
简易自动气象观测站设计
摘要本设计研究了以单片机STC89C51芯片为核心的简易自动气象观测站，本系统集成了温度、湿度、气压、风力、降水量等气象参数的测量，其精度较高，能够符合设计要求。
通过STC89C51芯片的处理，能将采集到的各种气象参数显示在LED液晶屏幕上，具有良好的人机交互界面和完善的功能，为未来的气象测量的小型化、便捷化、实时化、专业化提供了良好的应用前景和坚实的保证。
本文开始就介绍了当前国内简易气象观测技术的研究动态和当前的市场环境，分析了现在使用的天气测量仪器存在的主要问题和未来的发展方向，指出研究简易、高性能的集成化气象观测站的必要性。
接着，提出了简易气象观测站系统的总体设计方案，使得整个系统真正实现简易化、专业化及智能化。
在选择先进的单片机STC89C51芯片的基础上，采用多种符合设计要求的传感器和单元电路，实现了对基本气象要素的观测和相应数据信息的实时显示。
最后，设计了该气象观测站系统的控制测量硬件电路和编写相应的软件程序，经过硬件调试和最后的试验结果表明，所设计的简易气象观测站能测量各种书气象要素，基本实现了系统的性能指标和技术要求，具有全天候，高精度，实时性，方便灵活和质优价廉的特点，适合于各领域广泛应用。
关键词：简易；气象观测站；显示系统；单片机；传感器AbstractThis design will make a research of simple automatic meteorological station with the core of Single Chip Microcomputer STC89C51. This system will measure the following meteorological parameters including temperature, humidity, air pressure, wind strength, rainfall, which mark with high accuracy and are able to fulfill the design requirements. After processing of the chip STC89C51, each meteorological parameter collected, can be displayed on the LED screen with favorable interface between human and machine as well as impeccable function, providing a good prospect in application and solid assurance for minimized convenient, real-time, and professional meteorological survey.In the beginning, the thesis introduces the research status of simple meteorological observatory technology in China at present and current market environment, analyze the major problem and future development of the measuring instrument for weather used at present as well as indicate the necessity to make a research of the simple and integrated meteorological station with high performance.After that, the thesis puts forward the general design proposal the system of simple meteorological station, realizing a simple, professional and intelligent system in a whole way. Based on option of the advanced Single Chip Microcomputer STC89C51, the system applies various kinds of sensor and unit circuit which all meet the design requirements to observe the basic meteorological elements and achieve real-time display of data and information accordingly.Finally, the thesis designs the hardware circuit to control and measure the system of meteorological station and compiles relevant software program. The hardware commissioning and final test result show that the designed simple meteorological station, with the characteristics of all-weather observation, high accuracy, real-time, convenience, flexibility, best quality and low cost, is capable of measuring each meteorological element, basically realizes the system performance index and technical requirement, and is suitable for applying to every field in a comprehensive way.Key words: Simplicity, Meteorological Station, Display system, Single Chip Microcomputer, Sensor.目录1 绪论 (3)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 自动气象站的现状及发展 (4)1.2.1国内自动气象站的现状及发展 (4)1.2.2国外自动气象站的现状及发展 (4)1.2.3自动气象站发展前景 (5)1.3 本文研究内容 (5)2 系统方案选择与论证 ······································错误！未定义书签。
基于单片机的智能模拟气象站的设计
基于单片机的模拟气象站系统具有安装简便、工作稳定、使用方便、抗干扰性强等优点；产品适用于多种场合如：学校、家庭住宅、农业生产和偏远地区等。在学校，可以通过气象站采集的数据合理改善学习环境，提高学生学习效率；在家庭生活中，温度湿度的数据可以帮助人们设计出行穿着，并为要进行的活动进行环境考察，使人们避免遭遇恶劣天气；在偏远地区由于气象站稀少，不能准确测量一定范围内的气象数据时，可以通过该系统自行测量。
先检测实际器件是否能正常工作，尤其是传感器、串口的连接。然后用万用表测试焊接是否合格，再向单片机系统下载已调试好的程序，最后在包括示波器、万用表等仪器的监测下进行数据测试，需要达到通信波特率稳定、传输数据准确，温度显示及判断误差较小和系统整体功率稳定等要求。
主要参考文献
[1]李金龙，王黎，高晓蓉.多点温湿度远程无线监控系统设计[J].微计算机信息，2009，25(6-1):31-32
主机。对于监测出来的温湿度，要使得精确度维持在一定的范围内。
2）利用霍尔元件模拟监测一点的风速，通过检测齿轮所转圈数，由程序进行相应的计算从而得知齿轮转速，通过数学计算转换得到风速。其中齿轮的转动是模拟风力的作用。
3）主机将三组温湿度数据求平均值后，与风速的数据一起通过LCD显示。
开题依据（包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等）
2）撰写一篇不少于8000字的毕业论文；
3）关键步骤和阶段的照片和视频。
可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）
１．已具备的条件
1）图书馆提供的相关纸质和电子版书籍；
2）有专业的相关教师对毕业设计进行指导；
3）网络数据库提供了大量的相关资料；
4）电脑上已经安装了keil4、Proteus等所需的软件，已具备基础的编程语言素养。
基于PLC小型气象站设计(毕业设计)
基于PLC小型气象站设计(毕业设计)基于PLC小型气象站设计摘要本论文着重介绍了以西门子公司生产的S7-200系列的PLC为主要控制元件，实现对外部环境的风速、大气压、温度和湿度进行实时监测和显示，以及当某项或多项空气指数超出设定的范围时系统会作出报警以警示人们当前环境对人某方面的危害；当这四种空气指数都符合舒适度的设定时，系统会输出显示为舒适。
以上这些功能都是我们通过对PLC的编程实现的。
本设计采用多种传感器，包括温湿度传感器、风速传感器以及大气压力传感器。
这些传感器具有反应速度快、测量精度高、耗能低、自身功能强大和价格低廉等优点。
当外部传感器监测到外部环境所对应的空气指数后通过变送器将电阻电流信号转换成标准模拟信号输入到模拟量输入扩展模块，然后输入模块通过计算和处理这些数据传输到CPU中，并储存在内部寄存器中；最后系统通过以太网模块的传输将测得的温湿度、风速和大气压传到上位机得到显示，当数值超过限定范围时会做出相应的报警。
本设计的小型气象站的测量精度非常高，实时性也比较高，所以完全可以应用到日常生活中去。
关键词：PLC，编程，传感器，显示Based on PLC small station designABSTRACTThis paper introduces the Siemens S7-200 series PLC as the main control components, realize the external environment of wind speed, atmospheric pressure, temperature and humidity for real-time monitoring and display, and when one or more of the air index was beyond the scope of setting the system will alarm to warn people about the dangers of the current environment of a certain aspect; When the four air index meet the comfort setting, system will display the output for comfort. These functions are based on PLC programming .This design USES a variety of sensors, including temperature and humidity, wind speed sensor, and the atmospheric pressure sensor. These sensors have reaction speed, high precision, low consumption, and its powerful functions and the price is low wait for an advantage. When an external sensors to detect the external environment of the air index after through the transmitter converts resistance current signal into standard extension module analog signal input to the analog input, and then input module through calculation and processing these data to the CPU, and stored in the internal register. Finally system through Ethernet module of transmission of the measured temperature and humidity, wind speed and atmospheric pressure is displayed to the upper machine, makes the corresponding alarm when numerical exceeds the limits. The design of small stations has high measurement precision, and has a high real time capability, so it can be applied to daily life.KEY WORDS: PLC，Programming，The sensor，Display目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 本课题研究的意义 (2)1.1.1 国外发展历程 (3)1.1.2 国内发展历程 (3)1.2 小型气象站的应用情况 (4)1.2.1 在农业反面的应用 (4)1.2.2 在防灾和电力运输方面的运用 (4)1.2.3 本设计的应用 (4)1.3 研究的主要工作 (5)第2章控制方案 (6)2.1 控制原理分析 (6)2.2 控制要求 (7)第3章设备的选型 (9)3.1 传感器的选型 (9)3.1.1 大气压力传感器 (9)3.1.2 风速传感器 (10)3.1.3 温湿度传感器 (10)3.2 PLC的选型 (11)3.2.1 PLC的I/O点分析 (11)3.2.2 PLC扩展模块的选型 (12)3.3 设备清单 (14)3.4 PLC的I/O接线图 (20)第4章软件设计 (22)4.1 主程序流程图 (22)4.2 程序梯形图 (23)4.2.1 主程序 (23)4.2.2 压力处理 (24)4.2.3 湿度处理 (27)4.2.4 风速处理 (29)4.2.5 温度处理 (33)4.2.6 舒适度判断 (35)第5章仿真 (36)5.1 仿真软件的确定 (36)5.2 程序的仿真 (36)结论 (47)谢辞 (48)参考文献 (49)外文资料翻译 (50)前言大气是人类赖以生存的环境之一，但是由于工业化的推进，我们大部分城市的大气已经受到了不容忽视的污染[1]。
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基于PLC小型气象站设计摘要本论文着重介绍了以西门子公司生产的S7-200系列的PLC为主要控制元件，实现对外部环境的风速、大气压、温度和湿度进行实时监测和显示，以及当某项或多项空气指数超出设定的范围时系统会作出报警以警示人们当前环境对人某方面的危害；当这四种空气指数都符合舒适度的设定时，系统会输出显示为舒适。
以上这些功能都是我们通过对PLC的编程实现的。
本设计采用多种传感器，包括温湿度传感器、风速传感器以及大气压力传感器。
这些传感器具有反应速度快、测量精度高、耗能低、自身功能强大和价格低廉等优点。
当外部传感器监测到外部环境所对应的空气指数后通过变送器将电阻电流信号转换成标准模拟信号输入到模拟量输入扩展模块，然后输入模块通过计算和处理这些数据传输到CPU中，并储存在内部寄存器中；最后系统通过以太网模块的传输将测得的温湿度、风速和大气压传到上位机得到显示，当数值超过限定范围时会做出相应的报警。
本设计的小型气象站的测量精度非常高，实时性也比较高，所以完全可以应用到日常生活中去。
关键词：PLC，编程，传感器，显示Based on PLC small station designABSTRACTThis paper introduces the Siemens S7-200 series PLC as the main control components, realize the external environment of wind speed, atmospheric pressure, temperature and humidity for real-time monitoring and display, and when one or more of the air index was beyond the scope of setting the system will alarm to warn people about the dangers of the current environment of a certain aspect; When the four air index meet the comfort setting, system will display the output for comfort. These functions are based on PLC programming .This design USES a variety of sensors, including temperature and humidity, wind speed sensor, and the atmospheric pressure sensor. These sensors have reaction speed, high precision, low consumption, and its powerful functions and the price is low wait for an advantage. When an external sensors to detect the external environment of the air index after through the transmitter converts resistance current signal into standard extension module analog signal input to the analog input, and then input module through calculation and processing these data to the CPU, and stored in the internal register. Finally system through Ethernet module of transmission of the measured temperature and humidity, wind speed and atmospheric pressure is displayed to the upper machine, makes the corresponding alarm when numerical exceeds the limits. The design of small stations has high measurement precision, and has a high real time capability, so it can be applied to daily life.KEY WORDS: PLC，Programming，The sensor，Display目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 本课题研究的意义 (2)1.1.1 国外发展历程 (3)1.1.2 国内发展历程 (3)1.2 小型气象站的应用情况 (4)1.2.1 在农业反面的应用 (4)1.2.2 在防灾和电力运输方面的运用 (4)1.2.3 本设计的应用 (4)1.3 研究的主要工作 (5)第2章控制方案 (6)2.1 控制原理分析 (6)2.2 控制要求 (7)第3章设备的选型 (9)3.1 传感器的选型 (9)3.1.1 大气压力传感器 (9)3.1.2 风速传感器 (10)3.1.3 温湿度传感器 (10)3.2 PLC的选型 (11)3.2.1 PLC的I/O点分析 (11)3.2.2 PLC扩展模块的选型 (12)3.3 设备清单 (13)3.4 PLC的I/O接线图 (14)第4章软件设计 (16)4.1 主程序流程图 (16)4.2 程序梯形图 (17)4.2.1 主程序 (17)4.2.2 压力处理 (18)4.2.3 湿度处理 (21)4.2.4 风速处理 (23)4.2.5 温度处理 (28)4.2.6 舒适度判断 (30)第5章仿真 (31)5.1 仿真软件的确定 (31)5.2 程序的仿真 (31)结论 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)外文资料翻译 (44)前言大气是人类赖以生存的环境之一，但是由于工业化的推进，我们大部分城市的大气已经受到了不容忽视的污染[1]。
而大气污染同时也给人们的日常出行和日常工作造成了不同程度的干扰，因此我设计了一款小型气象站，本设计的气象站可以实时、准确的监测大气中温湿度、风向和大气压等指数。
它不仅可以监测到具体数据，还能够根据所检测到的具体数据做出相应的输出反应。
比如当温度远超过系统所设定的舒适值时，系统的温度报警器就会做出反应，相对于的温度蜂鸣器就会发出警报，提醒人们当前室外温度对人体可能造成危害。
从20世纪40年代以来，许多国家都开始对自动化气象站进行了研究和论证。
过了10年到了50年代中期，电子工业的飞速发展，不少国家开始出现了各种类型的气象观测站。
到了60年代中期，气象观测技术又得到了一步提高，这次是观测精度得到了提高，运行可靠性上面得到了加强。
随后的几十年，不论是在监测精度上还是在数据传输可靠性行上等问题都得到很大的提高。
我国是在20世纪50年代后期开始对自动气象观测站开始了研究，至今已经有50多年的历史了。
自动气象站已经在我国运行很多年了，在这期间气象工作者不断的积累经验，在错误中成长，如今我国的自动气象技术也在逐步和世界最先进技术拉近距离，缩短差距。
我们存在的问题也不少，比如大部分都采用集中结构，由于数据采集器的生产厂家不同，各个厂家的生产标准不一样，这就给气象站的维修和维护带了很大的困扰；我国的自动气象站主要还是采用进口的产品，由于技术和工艺的原因，很多产品不能直接进行升级，这就造成了很大的浪费。
由于目前的环境变幻莫测、愈发的恶劣，因此本设计的小型气象站要解决的问题第一是可以监测户外的恶劣环境，第二是将监测到的数据通过计算和系统的分析，PLC控制输出这些数据和当环境影响到户外的一些活动时发出一些警报提醒人们注意防范，为人们的户外工作提供安全上的保障。
第1章概述1.1 本课题研究的意义随着工业的发展，我们所生活的环境也发生了很大的变化，空气质量越来越差，各种极端气候也层出不穷，因此我设计了一款小型气象站，它可以通过对空气的监控而给人们提供一些实时环境回馈。
自20世纪40年代以来，许多国家都开始对地面气象观测自动化进行了许多研究。
发展到如今，所研究的小型气象站可以应用到各个领域，例如：现代化农业生产、电力监测、交通、大气监测、通信、科研等领域。
并且在这些领域都有了长足的发展，给人们提供了更加舒适和安全的生活环境。
在气象站建设、农林气象监测、生态环境监测、温室控制、公路铁路运营及地质灾害监测等多种领域提供了可靠的保证，使其在恶劣的环境条件下也能稳定工作。
尤其是在某些高科技行业，例如能源行业，为产品提供了有力的支撑，起着举足轻重的作用。
小型气象站的应用不仅可以检测多种影响电力运输的量值，保证电力的正常、安全运输，避免事故的发生，保持经济的平稳提高，促使相关产业的优化，进而对国民经济产生良好的促进和提高。
气象参数自动采集系统具备以自动收集温度、湿度、风速、光照等气象数据的特点。
其最大优点是能够快速有效的监测到实时天气，可以提供更加准确的天气数据。
同时，小型气象站所监测到的天气数据比人工观测的误差更小。
小型气象站采用220V交流电供电，通过各种各样的传感器对所检测的区域的温湿度、风速、大气压力等进行全方位监测，然后将所监测和处理过的数据通过以太网传输到计算机。
最后人们通过计算机上的数据可以做出气象判断，为防灾做出预警，并保证人们的安全。
在电力运输方面，可以很好的确保输电线路各段的安全运输。
气象站的建立，可以很好的预测出天气状况，并能够通过对天气状况的监测做出防灾预警，可以有效的减少气象灾害对人们生命和财产的损害，使人们的生活质量得到保障，出行和生活更加美好。
本设计是基于西门子S7-200系列PLC为主要控制元件而进行设计的，可编程控制器(PLC)是综合计算机技术、自动控制技术的一种通用的、新型的自动控制装置。
它具有可靠性高、功能强、使用灵活方便，易于编程和适应工业环境下应用等一系列优点。
最近几年的工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广，成为现代工业控制的三大支柱产业之一。
PLC的终极目标是用于实践、提高生产力。
如今，PLC应用在许多行业和设备。
综上所述，所以我们本设计采用PLC为主要控制元件。
1.1.1 国外发展历程从20世纪50年代末开始，世界各国已经开始对自动气象站进行了设计和尝试，而美国和苏联率先设计出了不同型号的自动气象站，为以后的气象站发展奠定了基础。