[實用新型]一種基于MSP430的低功耗數字探空儀

有效

• 申請號: 201720480785.6
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN206960687U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張穎超;胡全輝;張衛國;程恩路;郝曼
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，屬于大氣探測技術領域。

背景技術

探空儀是一種在大氣層中測量大氣壓力、高度、經緯度、溫度、相對濕度和風速風向等氣象參數的儀器。探空儀與地面氣象站、太空氣象衛星一起在三維層面內為人們提供了更加直觀、精確的動態氣象信息，在人類的日常生活、軍事科技、環境改善、防治災害等諸多方面都發揮了巨大作用。近些年來我國工業發展迅速，目前已經成為世界第一大工業國，工業的發展極大改善了人民的物質生活水平，提高了我國綜合國力，但是伴隨著工業發展而來的一系列問題也接踵而至，從2013年開始，每年秋冬季節，我國大部分地區都會遭受了嚴重的霧霾天氣災害，“霧霾”是一種特定氣候條件與人類活動相互作用的結果。高密度人口的經濟及社會活動必然會排放大量細顆粒物(PM 2.5)，一旦排放超過大氣循環能力和承載度，細顆粒物濃度將持續積聚，此時如果受靜穩天氣等影響，極易出現大范圍的霧霾。作為工業化過程中生成的環境問題，已經極大程度上影響了人們日常出行活動，對人身體健康造成嚴重的威脅。因此，在氣象學上，對大氣中霧霾參數做好實時監測與分析，以便于人們及相關部門做好應對就顯得尤為重要。且考慮到探空儀在施放后一般無法回收，所以在設計時要盡量考慮控制成本的問題，以防不必要的浪費。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，具有溫、濕度，空氣質量探測功能，電路精簡，功耗低；進一步地，提供一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，集成化程度高，體積小，重量輕；更進一步地，提供一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，數據傳輸穩定可靠、實時傳送效率高。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，包括處理器和與處理器分別相連的溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、氣體顆粒物傳感器、定位模塊、復位電路、時鐘電路、無線信號發射模塊和電源模塊，所述處理器包括MSP430F149單片機。

所述定位模塊包括UO363D北斗定位模塊。

所述氣體顆粒物傳感器包括DSM501A檢測儀。

所述無線信號發射模塊包括無線射頻模塊nRF401，所述無線射頻模塊nRF401與處 理器之間通過編碼調制模塊進行數據通信。

所述溫度傳感器包括熱敏電阻。

所述濕度傳感器件包括濕敏電容。

所述電源模塊包括風光互補型蓄電池和/或太陽能電池。

所述壓力傳感器包括變容式硅膜盒。

本實用新型所達到的有益效果：

1.溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和氣體顆粒物傳感器實現了常規的大氣探測同時，增加了大氣霧霾探測功能，具有很強實用性；

2.采用MSP430F149單片機作為處理器，該芯片具有功耗低的優點，同時該芯片具有12位的模數轉換器，可以得到很高的精度，省去了在電路設計過程中數據采集時在主控芯片之外另外搭接A/D轉換電路的步驟，大大簡化外圍電路的設計，支持在線系統編程，方便開發和項目升級；同時結合了DPM(動態電源管理)與DVS(可變電壓)技術對系統進行了低功耗處理，大大降低了系統的能量消耗，提升系統的運行效率。

3.通過無線信號發射模塊采用數字轉發方式進行探空儀與地面設備的信息交互，將大量數據處理過程交由地面設備完成，從而有效減少了探空儀電路的復雜程度，減少了由于探空儀不可回收而造成的材料浪費。

進一步地，采用UO363D北斗定位模塊，在定位導航方面兼容北斗和GPS雙系統，支持單系統獨立定位及多系統聯合定位，集成化程度高，體積小，重量輕，便于探空氣球的施放。

更進一步地，采用無線射頻模塊nRF401，與處理器之間通過編碼調制模塊進行數據通信，確保數據傳輸穩定可靠、實時傳送效率高、測量更加精確。

因此，本實用新型所提供的一種基于MSP430的低功耗數字探空儀，具有功耗低、電路精簡、體積小、重量輕等特點，主要測量參數包括大氣溫度、濕度、氣壓、以及PM2.5濃度參數等。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是DSM501A檢測儀的特性曲線；

圖3是無線射頻模塊nRF401電路圖。

具體實施方式