气象预警信息显示原理

气象预警信息显示原理

一．原理框图：

气象预警信息显示系统主要由GM S／GPRS接收处理模块、MCU控制器、SIM 卡接口电路、RF天线匹配电路、信号输出驱动、各种显示电路及供电电路等组成。其硬件核心是GM S／GPRS接收处理模块SIM300C及MCU控制器，负责对气象预警信息的接收及相应的软件处理。MCU控制器可采用通用的32Bit ARM嵌入式处理器，软件编程采用C++或VC进行，便于进行软件移植及维护，同时与硬件具有良好的兼容性。MCU控制器与GM S／GPRS接收处理模块SIM300C之间的通讯采用标准的RS232接口，通讯协议为标准的AT指令集及SIMcom 扩展AT命令集。SIM卡与SIM300C之间的接口主要考虑ESD防护，避免SIM卡及SIM300C芯片的损坏。

图一气象预警信息显示系统原理框图

二．各部分工作原理概述：

1．SIM300C模块及MCU控制器工作流程：

2．日期、时间显示及预报温度、风力显示部分：

图二日期、时间及预报温度显示部分原理图

该部分的显示器件主要由大尺寸七段数码管组成，由数码管显示专用集成电路BC7281B、译码器74HC139、移位寄存器74HC595等组成。BC7281B通过外接RC电路使内部振荡电路工作，其内部共有31 个寄存器，包括16 个显示寄存器和15 个特殊(控制)寄存器，比所有的操作均通过对这31 个寄存器的访问完成。BC7281B 采用高速二线接口与MCU 进行通讯，只占用很少的I/O 口资源和主机时间。在本设计中通过行选择信号A、B及时钟信号CLK控制译码器74HC139工作，产生出来可、CLK1、CLK2、CLK3、CLK4四个时钟信号，DAT信号公用，不同的CLK信号控制不同的BC7281B工作。其中CLK1控制日期、时间的显示，CLK2控制预报时段的显示，CLK3控制预报的温度、风力显示。电路中BC7281B产生数码管的位控制信号，BC7281B通过SCLK、SDAT信号控制74HC595产生数码管的段控制信号。上述所有控制信号均由MCU产生，并以中断的方式进行工作，提高系统的稳定性及实时性。

3．气象预警信息中天气状况显示部分：

图三气象预警信息中天气状况显示部分原理图

该部分电路主要由74HC154四—十六译码器及控制信号A、B、C、D、OE组成，当OE信号有效时，根据A、B、C、D信号的不同，LED_SET_1…….LED_SET_12对应为低电平，从而使对应连接的发光二极管导通发光，指示相对应的天气状况。OE_A、OE_B、OE_C、OE_D用于风向显示，将在下面阐述。

图四气象预警信息中的风向显示部分原理图

该部分电路主要由移位寄存器74HC595及控制信号OE_A、OE_B、OE_C、OE_D 组成，根据预报的风向控制74HC595的串行数据输入，同时控制译码器74HC154的A、B、C、D信号，使相对应的OE_A、OE_B、OE_C、OE_D信号为低电平。以显示不同的风向。

4．图文信息显示部分：

图四图文信息显示部分原理图主要部分

该部分电路主要由移位寄存器74HC595及控制信号A、B、C、CLK、TP、串行数据输入信号R1_IN、R2_IN及相应的保护电路组成，以32×16个像素点为一个基本单元板，共由10个单元板组成图文信息显示部分。电路采用八分之一扫描工作方式，像素点间距为8mm，输入、输出为LED行业的通用08接口。显示亮度＞4000cd／m2

5．气象专用预警符号信息显示部分：

该部分与上述图文显示部分的电路原理完全相同，不同的是在蓝、黄、橙及红色预警的位置安装与其相同颜色的LED发光二极管。同时根据国家气象局的相关文件设计专用灾害性天气图形库，用于显示相关的天气状况的预警信息。