Введение 4

1 Литературный обзор 6

1.1 Сравнительный анализ существующих аналогов 6

1.2. Постановка задачи 13

Из проведенного сравнительного анализа видно следующее.

В настоящее время существуют метеостанции, выполненные в малогабаритном исполнении предназначенные в основном для бытового использования при мониторинге окружающей среды на открытом воздухе, не предназначенные для массового информирования населения.

Все рассмотренные метеостанции производят измерение в узком температурном диапазоне –30 - 70?С или –25 - 60?С, что не подходит для эксплуатации метеостанций в зимний период в отдельных климатических зонах.

Измерительным элементом являются аналоговые датчики.

Во всех метеостанциях присутствует измерение атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, но не у всех метеостанций присутствует датчик для измерения скорости ветра и совместимость с компьютером для вывода данных

Диапазон измерения всех этих величин не является универсальным для отдельных климатических зон.

Измерение скорости ветра производится флюгером, механизм которого засоряется, вследствие чего снижается вращение подвижной части и, следовательно, точность измерения.

Питание всех метеостанций осуществляется от элементов питания АА-типа, следовательно, требует наблюдения за зарядом батарей, для того чтобы метеостанция не вышла из стоя. Солнечные батареи не работают при малом освещении.

Датчики являются выносными. Данные от датчика к базовой станции передаются с помощью радиоканала, следовательно, радиосигнал от датчика может быть искажен или вовсе заглушен помехами.

Измеренные параметры отображаются на небольшом ЖК-дисплее (200х150мм) все одновременно в несколько строк, что существенно затрудняет восприятие информации. Высокая стоимость применяемых дисплеев.

Опрос датчиков производится с интервалом 1 час, что не удовлетворяет требованиям отдельных потребителей, например авиации.

Также следует отметить высокую стоимость рассмотренных метеостанций.

1.3 Обзор средств метеорологических измерений 17

2. Техническое задание 30

2.1 Наименование ИИС 30

2.2 Основание для создания 30

2.3 Назначение и цель 30

2.4 Требования к ИИС. 30

2.5 Требования к составу, содержанию работ по подготовке объекта к вводу ИИС в действие. 34

2.6 Показатели эффективности функционирования 34

2.7 Стадии создания. 34

2.8 Порядок контроля и приемки. 34

2.9 Источники разработки. 34

3 Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем 35

3.1 Разработка структурной схемы 35

3.2 Разработка функциональной схемы 38

3.3 Разработка схемы электрической принципиальной 40

4 Выбор и обоснование технических средств 50

4.1 Обоснование выбора датчика давления 50

4.2. Обоснование выбора датчика температуры воздуха 57

4.3 Обоснование выбора датчика влажности воздуха 61

4.4 Обоснование выбора датчика скорости ветра 66

4.5. Выбор управляющего микроконтроллера 72

4.6 Выбор блока индикации 74

4.7 Выбор интерфейсов для связи устройства управления с табло и ПК. 77

4.8 Выбор микросхемы часов реального времени 78

4.9 Расчет погрешности системы 79

5 Конструкторская часть 81

5.1 Размещение функциональных узлов. 81

5.2 Расчет надежности 82

5.3 Тепловой расчет 85

5.4 Разработка печатного узла 92

6 Создание алгоритма управляющей программы 97

6.1 Создание алгоритма и текста программы сопряжения с ЭВМ 98

7.Безопасность жизнедеятельности 101

Температурный режим, давление, и влажность окружающего воздуха имеют особое значение для состояния здоровья людей. Метеорологические данные, такие как температура воздуха, атмосферное (барометрическое) давление, влажность воздуха и скорость ветра важны в метеорологии не только для информирования населения, но и для авиационной техники и других отраслей народного хозяйства.

В настоящее время при проектировании измерительных систем делается большой акцент на применение в этих системах электронно-цифровых приборов. Высокая скорость измерения параметров, удобная форма представления информации, гибкий интерфейс, сравнительно небольшая погрешность измерения по сравнению с механическими и электромеханическими средствами измерения все эти и многие другие преимущества делаю данную систему перспективной в развитии и в дальнейшем использовании во многих отраслях производства.

Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса.

Использование микроконтроллеров в изделиях не только приводит к повышению технико-экономических показателей (надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров), но и позволяет сократить время разработки изделий и делает их модифицируемыми, адаптивными, а также позволяет уменьшить их стоимость. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение высоких показателей эффективности при низкой стоимости.

1. Internet, « Цифровые метеостанции», www.ecoair.ru

2. Городецкий О.А, Метеорология, методы и технические средства наблюдений., Гидрометеоиздат, 1991

3. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю., Технологические измерения и приборы, М, Высшая школа, 1989

4. Internet, «Датчики влажности» www.Platan.ru

5. Internet, «Датчики атмосферного давления», http://www.elcp.ru

6. Журнал «Электронные компоненты» №2' 2003

7. Internet, «Датчики температуры» http://www.domotica.ru/cat2.shtml

8. Internet, «Термоанемометры» www.kot - devise.ru/an.html

9. Internet www.Isvet.ru

10. Internet, « Табло отображения информации», www.ARANERUS.ru

11. Интерфейсы систем обработки данных: Справочник / А.А. Мячев и др., М.: Радио и связь, 1989

12. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА: Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1983. – 312 с.

13. Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение теплового режима при конструировании РЭА. – М.: Советское радио, 1976. – 232 с.

14. Дульнев Г.Н. Тепло-и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре: Учебник для вузов по спец. ”Конструирование и производство радиоаппаратуры”.-М.: Высш.шк.,1984. – 247 с.

15. Журнал "Радио", №10, 1998г.

16. Журнал Схемотехника №6' 2005г

17. Вайсман Г.М., Верле Ю.С., Л., основы радиотехники и радиосистемы в гидрометеорологии., Гидрометеоиздат, 1970

18. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование.: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1985

19. Измерительнно – информационная техника и технологии: Учебник для вузов //В.И. Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.: Под ред. Г.Г. Раннева, М.: Высшая школа, 2001., 362 с. – с ил.

20. Методы и средства измерений: Учебник для вузов / Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко. – 2-е изд, стереотип. – М.: Издательский центр «Академия»,2004. – 336с.

21. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: 2-е изд. / В.Л. Бройдо. – СПб.: Питер, 2004. – 703с.

22. Князевский Б.А., "Охрана труда" – М.: "Высшая школа", 1977г.

23. "Государственная система стандартизации", сборник–М.: "Издательство стандартов", 1991г.

24. Разработка и оформление конструкторской документации / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликова, Н.Г. Миронова, А.В. Антипов / Под ред. Э.Т. Романычевой. – М.: “Радио и связь”, 1989г.

25. ГОСТ 16962 – 71 «Изделия электронной техники и электротехники. Механические и климатические воздействия. Требования и методы испытаний»

26. ГОСТ 10317 – 79 «Платы печатные. Основные размеры»

27. ГОСТ 10316-78 «Платы печатные»

28. ГОСТ 24683-81 «Изделия электротехнические. Методы контроля стойкости к воздействию специальных сред»

29. ГОСТ 12.2.003-91 Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

30. ГОСТ 12.2.03278 “Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования”.

31. ГОСТ 12.1.005-88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”.

32. ГОСТ 12.1.003-83 “Шум. Общие требования безопасности”.

33. ГОСТ 12.1.03081 “Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление”.

Примечаний нет.