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几乎所有气象学问题都与辐射能的收支有直接或间接的关系,而对太阳辐射的测量可用于研究地球-大气系统中的能量转换及随时间和空间的变化;研究净辐射、出射以及放射的分布变化。因而对太阳辐射的测量是气象观测的重要组成部分。
太阳辐射计是用来测量太阳辐射强度的仪器。本文旨在研究一种便于携带、低成本、高精度的新型太阳辐射计。目前,国内对太阳辐照度等此类气象数据的传输主要采用有线通信的模式,甚至有些地区仍依靠人工观测来采集数据,其观测时效慢,观测密度小。此外,无论是国内还是国外生产的太阳辐射计,都存在价格较高,功耗较高的问题。为了解决上述问题,本论文主要工作是将Zigbee无线通信技术以及一款高精度的A/D转换器运用在太阳辐射计检测电路中,为太阳辐射计的低成本、高精度以及数据采集网络化传输奠定基础。
本文首先介绍了太阳辐射计的测量方法,然后根据对国内外辐射测量仪器性能的分析,对太阳辐射计进行了总体结构的设计。
本文中的太阳辐射计作为无线传感网络中的传感器节点,硬件部分以Jennic5121芯片为微控制器,对太阳总辐射值和环境温度值进行采集、处理,并通过Zigbee无线网络将数据发送到主节点,由上位机对采集到的数据进行分析、存储。软件部分主要是包括了传感器节点数据采集、传感器节点初始化、传感器节点数据发送、传感器节点数据接收等部分。