基于嵌入式数字光电日照计关键技术研究

论文摘要

日照时数观测是地面气象台站观测的基本项目,对太阳能利用、指导农业生产和生态环境保护等具有重要意义。我国气象部门目前主要使用聚焦式和暗筒式日照计观测日照数据,随着日照观测数据在太阳能发电、气候预报业务和农业生产服务等领域需求的增多,传统的观测仪器不能够满足业务观测的需求,因此需要研制低成本、性能稳定、维护方便、观测精度高的嵌入式光电日照计,以实现日照观测设备的自动化和数字化。论文所研究的嵌入式光电日照计是一种户外通过测量太阳总辐射和太阳散射辐射得到太阳直接辐射进而获取日照时数的专用仪器。论文详细阐述了日照计辐射的测量方法和原理,并进行了嵌入式光电日照计的研究和设计,最终采用了基于二分天空法的结构设计。文中设计了以STM32F4为核心的控制电路、光电信号转换电路、低温加热电路、时钟电路、数据存储电路等硬件部分并给出了相应部分的软件及辐照度补偿程序。通过设计基于Labview的上位机程序实现了嵌入式光电日照计的远程初始化参数设置及日照辐射的监控功能。论文针对目前光电日照计需要定期人工调整俯仰角以及正午辐照度测量误差大的技术难题,展开对太阳辐射测量、天球坐标系建立和余弦响应特性等关键技术的研究,通过分析发现光电传感器的余弦响应误差和散射传感器的散射辐射误差为最主要的误差来源,为修正这部分误差提出一种基于太阳高度角和太阳方位角修正余弦响应误差和散射辐射误差的新方法,应用该方法能够使总辐射嵌入式光电日照计日照时数测量精度提高近一倍,满足气象部门日照时数优于10%的测量要求。最后,将本文设计的嵌入式光电日照计放在外场进行了为期半年的户外检测,测试结果表明其各项指标均满足要求。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 崔贺

导师: 王凌云,郑茹

关键词: 日照时数,太阳辐射,天球坐标系,余弦响应特性

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,仪器仪表工业

单位: 长春理工大学

分类号: TH765.22

总页数: 67

文件大小: 5827K

下载量: 77

相关论文文献

• [1].遵义西北部日照时数变化特征[J]. 甘肃冶金 2018(06)
• [2].1961—2017年石河子市日照时数变化特征[J]. 现代农业科技 2018(24)
• [3].菏泽市日照时数时空变化特征分析[J]. 青海气象 2019(02)
• [4].1965—2015年广东省日照时数时空变化特征[J]. 广东气象 2019(03)
• [5].1963—2016年久治地区日照时数变化特征分析[J]. 现代农业科技 2017(21)
• [6].淮河上中游流域日照时数时空分布特征[J]. 南水北调与水利科技 2017(06)
• [7].1970—2017年乌审旗日照时数变化分析[J]. 农业灾害研究 2018(02)
• [8].1957—2016年陕西省日照时数时空变化特征研究[J]. 河南科学 2018(11)
• [9].1960—2014年祁连山日照时数时空变化特征[J]. 山地学报 2018(05)
• [10].为什么“日照时数”应为“日照时间”[J]. 成都工业学院学报 2017(01)
• [11].1961—2010年庄河地区日照时数变化特征分析[J]. 现代农业科技 2017(20)
• [12].1987—2017年白城市日照时数变化特征分析[J]. 现代农业科技 2019(02)
• [13].黑龙江省日照时数时空变化特征的分析[J]. 林业勘查设计 2018(04)
• [14].1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析[J]. 气象科技 2019(03)
• [15].内蒙古通辽市60年日照时数变化特征及其与气温、降水、风速的关系[J]. 畜牧与饲料科学 2017(11)
• [16].乌鲁木齐市北部农区近53 a日照时数变化分析[J]. 沙漠与绿洲气象 2017(06)
• [17].连城县日照时数空间分布模拟及分析[J]. 海峡科学 2017(12)
• [18].1951-2014年河南省不同季节日照时数时空变化特征及突变分析[J]. 河南大学学报(自然科学版) 2018(01)
• [19].1968—2017年玉树市日照时数变化特征[J]. 现代农业科技 2018(19)
• [20].河南省旬日照时数的标度不变性分析[J]. 应用生态学报 2015(02)
• [21].石河子地区近50年日照时数变化特征[J]. 青海气象 2013(02)
• [22].基于小波变换的黑龙江省西部生长季日照时数序列多时间尺度分析[J]. 沈阳农业大学学报 2011(04)
• [23].青藏高原年日照时数变化的时空特征[J]. 山地学报 2010(01)
• [24].1965～2005年河北日照时数时空分布特征及影响因子[J]. 干旱气象 2010(03)
• [25].青藏高原年日照时数的年代际变化趋势[J]. 长江流域资源与环境 2009(12)
• [26].芮城县日照时数变化特征及其对苹果花期的影响[J]. 现代农业科技 2019(09)
• [27].1964—2017年黔南州日照时数气候特征及其变化规律[J]. 现代农业科技 2019(19)
• [28].1964～2015年辽宁省日照时数演变特征及归因分析[J]. 水电能源科学 2018(02)
• [29].兰州市日照时数气候变化特征分析[J]. 青海气象 2018(03)
• [30].新疆天山地区日照时数的气候特征[J]. 农家参谋 2018(20)

标签：日照时数论文;  太阳辐射论文;  天球坐标系论文;  余弦响应特性论文;