摘 要

在信息技术高速发展的今天，人们与信息的获取有着不可分割的紧密的联系，信息技术对气象学科和气象业务是起着决定性推动作用的，气象服务在人民群众的生活中也占有很关键的一部分，政府以及人民对气象监测的技术也提出越来越高的要求。为了能够满足这种亟待的需求，我国的自动气象观测技术也在不断改进技术，飞速发展。然而在气象数据采集器的研究方面，却还有很多需要改进的部分。鉴于我国目前的现状，本文基于嵌入式系统，提出一种气象数据采集系统的设计方案并介绍了其软件设计的方法。通过分析了嵌入式实时操作系统的特点，提供软件设计思路，并修改了其与处理器相关部分的源代码，实现μC/OS-II在ARM上的移植。并对系统不同任务的优先级以及消息队列进行设置，为应用该系统的准备。该系统充分利用了ARM微处理器高性能、低功耗、低成本的优势以及USB芯片智能、节省资源的方便，有效的发挥了μC/OS- II耗资少、移植性好的优点，为自动气象的数据采集提供了一个科学经济又适用的解决方案。

关键词：气象数据采集；嵌入式系统；μC/OS-II；系统移植

Abstract

With the rapid development of information and technology and the progress of the society, people demand for information in terms of quantity and quality is undergoing a profound change, government and social masses of meteorological service requirements also further expand, enhance mutual puts higher requirements on meteorological monitoring. In order to adapt to the needs of society as soon as possible, China's automatic meteorological observation technology is also developing rapidly. But it is not so satisfactory in the research of the key technology of meteorological data collector. In view of the present situation of our country, this paper puts forward a design scheme of meteorological data acquisition system based on embedded system, and introdμCes the method of software design. By analyzing the characteristics of embedded real-time operating system, providing the software design ideas, and modifying the source code of the relevant parts of the processor to achieve the μC/OS-II in ARM. And the system of different tasks of priority and message queue settings for the application of the system to prepare. The system makes full use of the ARM microprocessor high performance, low power consumption, low cost advantages and USB smart chip, save resources of convenient, play II μC/OS- portability is good, the advantages of low development cost, the collector with automatic weather station data acquisition provides an economical and practical solution.

Keywords：Meteorological data collection；Embedded system；μC/OS-II；Transplant system

目 录

第1章绪论 1

1.1课题研究的背景、目的及意义 1

1.2相关领域国内外研究现状 1

1.3本文主要研究内容及结构 1

第2章 μC/OS-Ⅱ操作系统介绍 3

2.1 嵌入式操作系统简介 3

2.1.1嵌入式系统的定义 3

2.1.2嵌入式系统的发展趋势 3

2.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的特点和功能 4

第3章嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植的实现 6

3.1 μC/OS-Ⅱ的移植系统分析 6

3.2 μC/OS-Ⅱ任务分析 6

3.3 移植过程中与处理器相关代码的改写 7

3.3.1 OS_CPU.H的编写 7

3.3.2OS_CPU_C.C的编写 8

3.3.3 OS_CPU_A.ASM的编写 9

第4章数据采集软件设计 10

4.1软件总体设计 10

4.2数据采集器系统任务定义 11

4.2.1 任务内容 11

4.2.2任务优先级 12

4.2.3 任务堆栈空间 12

4.3主任务的设计 12

4.4数据采集任务的设计 13

4.4.1 降雨量的采集 13

4.4.2气温的采集 13

4.5 数据传输任务的设计 14

4.6 显示任务设计 15

4.7数据采集系统测试 17

第5章总结与展望 19

5.1论文总结 19

5.2 前景与展望 19

参考文献 20

致谢 21

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景、目的及意义

当今社会，大气问题与人类的生产生活密切相关，地表的气候条件等因素对人类的健康有着重要的影响。在人类社会的发展过程中，人类社会的进步很大程度上受到气候条件的制约，各种灾害性天气曾经给社会各行业以及人们的生命财产安全造成了严重的危害和损失。由于人们忽视了环境保护的重要性以及随着社会生产工业化的加速，大气环境受到了不同程度的破坏，严重阻碍了社会的进步和科学的发展。因此，环境保护问题需要引起大家的重视与关注。怎样有效地监测气象信息并对天气状况进行预测，从而能够减少灾害的发生，就成为了现在人们重点关注的问题。想要达到准确进行天气状况的预报、提供气象服务和预防灾害的目的，就必须能够对气象各要素数据进行长期有效的采集与处理，获得海量的基本气象资料，并对这些资料进行专业的分析以及处理工作。

如今，自动气象检测采集系统已经能够比较全面的进行气象数据的处理采集能力，并且已经广泛应用于各个领域，为人们提供气象服务。我国的气象检测技术目前较以前已经有了很大的发展，不过由于起步较晚，仍然存在亟待改进的技术缺陷，落后于一些发达国家，而国外自动气象站技术己经相当成熟。如何不断改进技术达到领先行列需要大家一起努力。