為(wei) 結合我國氣象探測事業(ye) 日新月異的發展,滿足氣象類各層次學生實驗實習(xi) 教學需求,在中國氣象局及其相關(guan) 部門的大力支持下,南京信息工程大學於(yu) 2009年1月正式立項建設氣象探測試驗基地。該基地位於(yu) 學校中苑,毗鄰濱江校區,總體(ti) 占地麵積1.3萬(wan) 平方米,2009年10月底完成第一期地麵觀測站工程建設。建成後的基地顯示屏可以發布觀測場實時氣象信息。
觀測場根據教學、科研的實際需要規劃地麵觀測站為(wei) 四大功能區:大氣探測教學實習(xi) 場、標準示範場、氣象儀(yi) 器性能比對試驗場、移動觀測站。觀測項目包括:溫度、濕度、氣壓、風向風速、雨量、輻射、蒸發等常規項目和氣溶膠濃度、雲(yun) 高、含水量、溫濕廓線、湍流通量等科研項目。氣象觀測數據通過路邊電子顯示屏實時發布。2010年4月28日中國氣象局正式下文,命名為(wei) “中國氣象局綜合觀測培訓實習(xi) 基地(南京)”。
目前,學生在基地開展各類氣象觀測業(ye) 務,有些業(ye) 務由於(yu) 行業(ye) 標準的需要,還采用目測和機械鍾自記錄裝置,如溫度的觀測采用水銀溫度計,濕度的觀測采用毛發濕度計或幹濕球濕度表,需要人工觀測並記錄,測量自動化程度低。同時,測試設備發生故障,人工故障判斷和檢修麻煩[1,2]。
學校為(wei) 了更好地服務於(yu) 氣象行業(ye) ,培養(yang) 更全麵的氣象類技術人才,在電子信息類專(zhuan) 業(ye) 開設了氣象特色課程,如氣象儀(yi) 器、大氣探測學、雷達原理和信號處理等,課程教材由學校專(zhuan) 家教授編寫(xie) ,涉及大氣探測的原理及相應的儀(yi) 器設備的使用及維護 。
考慮到觀測場的實際氣候條件,為(wei) 了更好地讓學生理解和掌握大氣探測的常用儀(yi) 器的原理、安裝、測試、維護等知識,結合THETDA-4型電子綜合應用技術實驗/開發平台,設計了一套地麵氣象觀測站,實時顯示觀測場的氣象信息並進行網絡發布,同時測量的氣象信息可以與(yu) 標準觀測場儀(yi) 器進行比對,提高觀測場氣象要素測量的自動化程度。學生通過項目實驗,可以更好地鞏固本專(zhuan) 業(ye) 相關(guan) 基礎知識技能,同時了解學校的行業(ye) 服務特色,更好的拓展就業(ye) 渠道。
1 係統設計及工作原理
2 實驗係統功能及軟件工程流程
3 實驗實現及分析
4 教學實驗的創新
5 結語
由於(yu) 本實驗涉及32位STM32F103單片機平台、涉及A/D轉換編程、單總線和IIC同步串行通訊編程、串行異步Wi-Fi模塊的編程、TFT屏的時序編程、獨立按鍵的中斷響應等相關(guan) 電子技術,學生通過本實驗項目基本能完成基於(yu) STM32F103VET6單片機平台的傳(chuan) 感器信號輸入和輸出顯示,涉及定時/計數器的應用,掌握一種基本的多傳(chuan) 感器的信息傳(chuan) 輸和遠程共享的物聯網解決(jue) 方案。
劉恒 孟瑞麗(li) 徐佳棋 邰凡彬 孫冬嬌 南京信息工程大學 |