风速风向监测系统设计

风速风向监测系统设计

【摘要】本文详细介绍了利用单片机作为主控制器，借助风速传感器及风向传感器，将风速和风向这两个参数通过液晶显示出来的系统。该系统可实现实时监测功能。且进行PROTEUS仿真，做出实物。对于工业控制具有重要指导意义。论文主要研究了单片机对数据的采集以及运算过程，以及液晶显示和AD转换这两个子模块的运作原理。研究结果表明：风速风向传感器能精准地将这两个参数值转换为相应的可以识别的信号。此外，单片机也可以高速有效地采集数字信号，并进行精准快速的运算。本文的特色在于：达到了实时监测风速及风向的功能，具有高精度、高灵敏度、可靠性高的特点。

【关键词】单片机；传感器；风速；风向

风速风向监测系统在多个领域有着极其重要的作用。在航空气象服务中，风速、风向是飞机起降过程中不可缺少的一个重要气象要素，数据的准确与否，直接影响飞行安全。同时在农业的生产以及平时的安全出行中，风向风速的检测显得尤为的重要，风向风速的简单检测能通过环境中物体飘逸的方向以及频率来进行判断，但是这样的监测会比较的不准确，可以使用风速风向探测器来进行快速准确的测量，风向风速探测器是一款专业的检测风向风速的仪器，而且在使用时无需专业知识，操作简单，测量具有精度高、可靠性好的特点。

目前，国内外均已研制出相似产品，主控制器多为单片机、ARM。现在单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。PHWS/WD风速风向传感器由PHWS风速传感器和PHWD风向传感器两部分组成。风速传感器采用传统三风杯结构，风杯选用碳纤维材料，强度高，启动好；风向传感器采用精密电位器，并选用低惯性轻金属风向标响应风向，动态特性好。杯体内置的信号处理单元可根据用户需求输出相应信号。

我们现在制作的风速风向监测系统使用这两核心部分，旨在追求更高精度、更高稳定性、更高灵敏度，以及跟高性价比。开发出具有广阔应用前景的风速风向监测系统。

本文主要研究了传感器的应用，传感器对数据的采集，然后经过AD转换，以及单片机的运算处理过程，外加液晶的显示电路。这其中涉及各芯片的初始设置和单片机内的软件编写。最终将画出电路图，完成软件编写，并且购买电子元器件，搭建电路板，做出实物，令其可以实时检测出当地风速以及风向这两个参数的功能。

2.3传感器模块

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。在这里使用的传感器是风速传感器和风向传感器，其主要功能是将自然界

中的风的速度以及方向这两个参数转换为芯片可以识别的信号，譬如电压、电流。

本系统选用PHWS/WD风速风向传感器。该传感器由PHWS风速传感器和PHWD风向传感器两部分组成。风速传感器采用传统三风杯结构，风杯选用碳纤维材料，强度高，启动好；风向传感器采用精密电位器，并选用低惯性轻金属风向标响应风向，动态特性好。杯体内置的信号处理单元可根据用户需求输出相应信号。

本产品具有量程大、线性好、抗雷击能力强、观测方便、稳定可靠等优点，可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。

低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

3.实物调试结果

由于风速风向传感器价格昂贵，这里采用滑动变阻器替代风向传感器，而风速传感器是频率输出，不便找替代物，因此这里只进行软件编写。将滑动变阻器从阻值为0依次调到最大阻值。[科]

【参考文献】

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