简易气象监测系统软件系统设计
随着科技发展和人民生活水平进步，气象信息获取的需要愈演愈烈。由于计算机技术和大规模集成电路的普及，自动化监测气象的系统就应运而生。温度、湿度、降雨量和风速等数据都需要在气象监测系统里进行实时采集。本文主要介绍基于单片机89C51的简易气象监测系统的软件系统设计。该系统里程序主要由C51语言设计，主要分为两个模块：发射端模块和接收端模块，并且有DHT11温湿度模块、风速模块、时钟模块、液晶显示模块等功能模块。通过软硬件结合，实现了数据采集、数据接收、数据显示等功能。关键词 单片机，自动化，功能模块，软硬件结合目 录
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 气象信息监测技术发展现状 1
1.3 课题研究意义 2
2 C51语言及相关元器件介绍 2
2.1 C51语言2
2.2 元器件介绍 5
3 流程图 13
3.1 总体设计 13
3.2 发射端程序设计 13
3.3 接收端主程序设计16
4 开发环境介绍20
4.1 KEIL 20
4.2 开发环境 21
4.3 调试方法 30
5 软硬件联调 33
5.1 调试功能 34
5.2 调试现象 34
结论36
致谢37
参考文献38
附录A 发射端程序39
附录B 接收端程序52
绪论
1.1 引言
现如今人类文明和科学技术的进步以及人民生活水平的提高，人们对于气象数据的需求无论从量还是质都有了显著的提升。气象综合观测资料[1]是气象工作部门通过地面观测、自动气象站、大气成分站等设备观测收集到的，能反映天气状况的数据和资料。我国气象部门大力发展公共气象服务业务，气象信息已经涉及到了社会的每一个角落，气象数据采集技术也迅速的发展了起来。
气象是一种对各种物理状态和物理现象的统称，如冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、霜、闪电等[2]。在某一地区一定时刻或者一定时期内，气象条件指的是气象要素和天气现象的
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料[1]是气象工作部门通过地面观测、自动气象站、大气成分站等设备观测收集到的，能反映天气状况的数据和资料。我国气象部门大力发展公共气象服务业务，气象信息已经涉及到了社会的每一个角落，气象数据采集技术也迅速的发展了起来。
气象是一种对各种物理状态和物理现象的统称，如冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、霜、闪电等[2]。在某一地区一定时刻或者一定时期内，气象条件指的是气象要素和天气现象的综合[3]。温度、湿度、降雨量和风速等数据都需要在气象监测系统中进行实时采集[4]。
气象监测工作与国家的生产和人民的生活密不可分。我国地大物博，气候变化比较大，恶劣的灾害性天气出现频率也比较高，受到的影响也越来越广泛，造成的损失也呈现上升趋势[5]。最近一些年来，由于国民经济发展快速、社会文明进步的显著，人们对于生活的质量要求愈发高了起来，对于气象信息的获取需求也变得多了起来。总而言之，国家及百姓对与气象信息的即时获取，特别是对于气象信息为防灾减灾服务的要求与日俱增。
获取气象信息不可缺少的手段仍旧需要传统的人工观察和记录。但是，这样的方法有先天的限制和约束，比如环境的约束，时间的限制，可靠性和稳定性等，已无法满足快速响应气象监测的需求[6]。
从计算机技术发展的飞速以及大规模集成电路应用的普及来看，自动化的气象监测设备的诞生是必然的。能够自动化的对气象信息进行观测、存储和发送数据，并且根据需要将观测数据转换为地面气象观测系统就是自动化气象监测设备[7]。气象信息的获取具有准确度高、实时性强、数据采集量大、数据安全可靠、监测的时间和空间密度较大等优点[8]，能够节省大量的人力、物力，很大程度上弥补了人工观测记录的不足。
1.2 气象信息监测技术发展现状
进入21世纪，国内外各型号的气息监测系统[9]不断更新，基本上形成了以自动电子监测设备为主，以有线、无线网络为传输模式，以自动气象站[10]、气象监测站、气象数据采集处理系统、电子气象数据传感器为终端的气象监测系统[11]。
在国外，气象数据采集系统发展的比较早，精度比较高，重配置性能好，灵活性高。有很多的优点[12]，如：
（1）使用串行总线技术实行多样化的输出接口功能；
（2）软件的功能和实时性强大；
（3）自身带有运算程序，可以自我检测、订正。
在国内，气象研究发展的比较晚，与国外先进技术相比存在了很大差距[13]。因为多方面原因限制，尤其是技术方面，现阶段，国内自动化气象站依旧还在追赶国外先进技术的现状。风速、风向及湿度等气象数据对生产安全有较高的参考意义[14]。
课题研究意义
气象信息监测的发展与国家的建设和人民的切身利益息息相关。因此，先进无线通信技术的充分利用，气象信息和天气预报信息技术的发展研究，气象服务质量的提高，对于国民的经济发展和人民的生活进步方面具有重大的意义。
由于我国的经济、军事、政治蓬勃发展，气象信息也被人们越来越重视起来。对于采集数据要求具有准确性、实时性，对气象监测技术的研究与发展提出了更高的要求[15]。并且在计算机技术、传感器技术、数字电子技术、网络通信技术的飞速发展和应用下，推动了智能探测技术和自动化在气象领域的发展，实现了从传统到现代的转变[16]。
2 C51语言及相关元器件介绍
2.1 C51语言
C语言是一种面向过程的高级编程语言。C语言的语言版本有很多，在80C51单片机上进行硬件操作的C语言就是C51语言，允许其直接访问物理地址。然而，C语言的语法限制并不严格，所以从实用方面讲，C语言比较其他语言更易于掌握，尤其Keil C51是其编译速度更快，代码的实行效率更高，并且配有开发环境和仿真调试方法。
2.1.1 C51语言的特点
（1） 语法简洁紧凑，语言灵活方便；
（2） 可移植性好；
（3） 减少底层硬件寄存器的操作；
（4） 程序结构清晰明了；
（5） 数据类型和运算符丰富；
（6） C51表达方式实用，易于理解，便于代码共享。
2.1.2 编程
C语言是一种编译型高级编程语言，它提供了一种非常完整和规范的结构以便过程控制。其结构化的程序设计方法能够使整个系统程序代码格式清楚、层次分明、易于理解，让程序的执行效率和生成代码质量比其他的编程语言更高。
若干源程序文件构成了一个C程序；若干预编译命令和函数构成了一个源文件；数据定
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 气象信息监测技术发展现状 1
1.3 课题研究意义 2
2 C51语言及相关元器件介绍 2
2.1 C51语言2
2.2 元器件介绍 5
3 流程图 13
3.1 总体设计 13
3.2 发射端程序设计 13
3.3 接收端主程序设计16
4 开发环境介绍20
4.1 KEIL 20
4.2 开发环境 21
4.3 调试方法 30
5 软硬件联调 33
5.1 调试功能 34
5.2 调试现象 34
结论36
致谢37
参考文献38
附录A 发射端程序39
附录B 接收端程序52
绪论
1.1 引言
现如今人类文明和科学技术的进步以及人民生活水平的提高，人们对于气象数据的需求无论从量还是质都有了显著的提升。气象综合观测资料[1]是气象工作部门通过地面观测、自动气象站、大气成分站等设备观测收集到的，能反映天气状况的数据和资料。我国气象部门大力发展公共气象服务业务，气象信息已经涉及到了社会的每一个角落，气象数据采集技术也迅速的发展了起来。
气象是一种对各种物理状态和物理现象的统称，如冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、霜、闪电等[2]。在某一地区一定时刻或者一定时期内，气象条件指的是气象要素和天气现象的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
料[1]是气象工作部门通过地面观测、自动气象站、大气成分站等设备观测收集到的，能反映天气状况的数据和资料。我国气象部门大力发展公共气象服务业务，气象信息已经涉及到了社会的每一个角落，气象数据采集技术也迅速的发展了起来。
气象是一种对各种物理状态和物理现象的统称，如冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、霜、闪电等[2]。在某一地区一定时刻或者一定时期内，气象条件指的是气象要素和天气现象的综合[3]。温度、湿度、降雨量和风速等数据都需要在气象监测系统中进行实时采集[4]。
气象监测工作与国家的生产和人民的生活密不可分。我国地大物博，气候变化比较大，恶劣的灾害性天气出现频率也比较高，受到的影响也越来越广泛，造成的损失也呈现上升趋势[5]。最近一些年来，由于国民经济发展快速、社会文明进步的显著，人们对于生活的质量要求愈发高了起来，对于气象信息的获取需求也变得多了起来。总而言之，国家及百姓对与气象信息的即时获取，特别是对于气象信息为防灾减灾服务的要求与日俱增。
获取气象信息不可缺少的手段仍旧需要传统的人工观察和记录。但是，这样的方法有先天的限制和约束，比如环境的约束，时间的限制，可靠性和稳定性等，已无法满足快速响应气象监测的需求[6]。
从计算机技术发展的飞速以及大规模集成电路应用的普及来看，自动化的气象监测设备的诞生是必然的。能够自动化的对气象信息进行观测、存储和发送数据，并且根据需要将观测数据转换为地面气象观测系统就是自动化气象监测设备[7]。气象信息的获取具有准确度高、实时性强、数据采集量大、数据安全可靠、监测的时间和空间密度较大等优点[8]，能够节省大量的人力、物力，很大程度上弥补了人工观测记录的不足。
1.2 气象信息监测技术发展现状
进入21世纪，国内外各型号的气息监测系统[9]不断更新，基本上形成了以自动电子监测设备为主，以有线、无线网络为传输模式，以自动气象站[10]、气象监测站、气象数据采集处理系统、电子气象数据传感器为终端的气象监测系统[11]。
在国外，气象数据采集系统发展的比较早，精度比较高，重配置性能好，灵活性高。有很多的优点[12]，如：
（1）使用串行总线技术实行多样化的输出接口功能；
（2）软件的功能和实时性强大；
（3）自身带有运算程序，可以自我检测、订正。
在国内，气象研究发展的比较晚，与国外先进技术相比存在了很大差距[13]。因为多方面原因限制，尤其是技术方面，现阶段，国内自动化气象站依旧还在追赶国外先进技术的现状。风速、风向及湿度等气象数据对生产安全有较高的参考意义[14]。
课题研究意义
气象信息监测的发展与国家的建设和人民的切身利益息息相关。因此，先进无线通信技术的充分利用，气象信息和天气预报信息技术的发展研究，气象服务质量的提高，对于国民的经济发展和人民的生活进步方面具有重大的意义。
由于我国的经济、军事、政治蓬勃发展，气象信息也被人们越来越重视起来。对于采集数据要求具有准确性、实时性，对气象监测技术的研究与发展提出了更高的要求[15]。并且在计算机技术、传感器技术、数字电子技术、网络通信技术的飞速发展和应用下，推动了智能探测技术和自动化在气象领域的发展，实现了从传统到现代的转变[16]。
2 C51语言及相关元器件介绍
2.1 C51语言
C语言是一种面向过程的高级编程语言。C语言的语言版本有很多，在80C51单片机上进行硬件操作的C语言就是C51语言，允许其直接访问物理地址。然而，C语言的语法限制并不严格，所以从实用方面讲，C语言比较其他语言更易于掌握，尤其Keil C51是其编译速度更快，代码的实行效率更高，并且配有开发环境和仿真调试方法。
2.1.1 C51语言的特点
（1） 语法简洁紧凑，语言灵活方便；
（2） 可移植性好；
（3） 减少底层硬件寄存器的操作；
（4） 程序结构清晰明了；
（5） 数据类型和运算符丰富；
（6） C51表达方式实用，易于理解，便于代码共享。
2.1.2 编程
C语言是一种编译型高级编程语言，它提供了一种非常完整和规范的结构以便过程控制。其结构化的程序设计方法能够使整个系统程序代码格式清楚、层次分明、易于理解，让程序的执行效率和生成代码质量比其他的编程语言更高。
若干源程序文件构成了一个C程序；若干预编译命令和函数构成了一个源文件；数据定
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