地面智能集成气象站技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马启明 编

图书标签:

• 气象站
• 地面气象
• 智能气象
• 气象观测
• 环境监测
• 物联网
• 数据采集
• 传感器技术
• 气象数据处理
• 边缘计算

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502961602

版次：1

商品编码：11775260

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：282

内容简介

　　《地面智能集成气象站技术》全面介绍了智能气象站设计理论、系统方案、整体结构与技术实现手段，并针对智能气象站的供电、智能传感器、传感器控制核心，无线组网、数据库及应用终端等系统各组成部分的技术实现方法进行了详细的说明。以温度、湿度、雨量、气压、风向、风速、地温、能见度为参数，在江西南昌、云南西双版纳和黑龙江漠河开展了与传统自动气象站的对比观测实验。
　　本书为智能气象站设计的专业书籍，可供相关专业师生、气象单位工作人员及相关管理人员参考。

目录

前言
第一编 理论部分
第1章 自动气象站与智能传感器
1.1 自动气象站
1.2 智能传感器概述
第2章 物联网技术的发展和应用
2.1 物联网技术简介
2.2 物联网技术的发展
2.3 物联网技术的应用
2.4 大数据
2.5 基于物联网技术的云处理平台
第3章 智能气象站的设计
3.1 智能气象站整体结构
3.2 数据格式与测控命令

第二编 技术实现部分
第4章 智能传感器的控制核心
4.1 MSP430简介
4.2 MSP430在智能传感器应用中的优势
4.3 MSP430时钟模块
4.4 MSP430基本资源介绍
4.5 MSP430软件开发环境
第5章 供电电路设计
5.1 太阳能供电
5.2 太阳能充放电管理
5.3 系统供电管理
第6章 智能传感器设计
6.1 智能温湿度传感器
6.2 智能风传感器
6.3 智能气压传感器
6.4 智能雨量传感器
6.5 智能地温传感器
6.6 智能温度传感器
6.7 大气电场仪和能见度仪
6.8 外围电路设计
第7章 无线组网技术
7.1 ZigBee简介
7.2 程序设计与硬件实现
7.3 数据传输
7.4中心站处理软件
第8章 数据库
8.1 功能需求及系统概况
8.2 系统设计及功能研发
8.3 数据存储管理
8.4 质量控制模块设计说明
8.5 支持环境
第9章 应用终端
9.1 范围
9.2 系统功能
9.3 系统研发情况
9.4 系统环境配置
9.5 程序系统的结构
9.6 软件功能模块

第三编 实验部分
第10章 测试环境要求
10.1 外围设备
10.2 实验工作环境
1O.3 电磁兼容性
第11章 系统静态测试
11.1 系统测试
11.2 传感器数据测试
11.3 标准文档
第12章 台站运行实验
12.1 江西南昌站点
12.2 云南西双版纳站点
12.3 黑龙江漠河站点
参考文献

前言/序言

书名：天空之眼：大气探测技术的演进与未来 内容简介： 本书深入剖析了大气探测技术的历史沿革、当前主流方法及其在现代社会中的广泛应用。我们并非专注于地面气象站的集成技术，而是将视野投向更广阔的天空，探索从早期人工观测到尖端卫星遥感的全景图。 第一部分：大气探测的基石——历史的回响 本部分追溯了人类理解大气现象的漫长历程。从古代的简易观测工具，如测风绳和雨量筒，到伽利略和托里拆利在科学革命中的贡献，我们详述了气压、温度和湿度测量方法如何逐步标准化。重点阐述了十九世纪气象学的科学化过程，包括国际气象组织的建立，以及探空气球和无线电探空的出现如何首次提供了垂直大气剖面的数据。这部分内容旨在描绘一个清晰的脉络：技术是如何从经验主义走向精确测量的科学体系。 第二部分：高空对话——遥感技术的革命 本章是本书的核心，详细探讨了非接触式大气探测技术，特别是遥感技术如何彻底改变了我们获取气象信息的方式。 2.1 卫星气象学：从极轨到地球同步 我们系统性地介绍了气象卫星的分类、轨道特性（如极地轨道和地球同步轨道）及其对天气预报的决定性影响。书中详尽分析了不同类型的遥感仪器，包括： 可见光和红外扫描仪： 它们如何捕捉云的结构、温度和水汽分布。我们探讨了云顶高度、云相识别以及夜间红外观测的原理与挑战。 微波辐射计： 深入解析了主动与被动微波探测的原理，尤其侧重于如何利用微波探测雨滴的大小、降水强度，以及穿透云层获取大气温度和湿度廓线的能力。 激光雷达（LiDAR）的应用： 阐述了激光雷达在边界层研究中的关键作用，包括探测气溶胶层、湍流结构以及风场剖面的精确测量。 2.2 多普勒雷达与风场监测 本节聚焦于多普勒气象雷达系统的工作机制。我们详细解释了多普勒效应在气象中的应用，如何区分径向速度，从而实现对风暴内部结构、龙卷风的识别与预警。书中包含了对不同波段雷达（S波段、C波段、X波段）的优缺点比较，以及双偏振技术在区分雨、雪、冰雹等水凝物方面的突破性进展。 第三部分：环境监测与大气成分分析 本部分关注非传统气象要素的精密测量，这些要素对气候变化和空气质量至关重要。 3.1 气溶胶与痕量气体测量 本书深入探讨了用于测量大气中悬浮颗粒物（PM2.5、PM10）的先进光学计数器和质量传感器。对于痕量气体，我们着重介绍了基于吸收光谱技术的测量方法，如差分光学吸收光谱（DOAS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR），它们如何精确监测臭氧、二氧化硫、氮氧化物以及温室气体（如甲烷和二氧化碳）的浓度廓线。 3.2 探空技术的前沿进展 尽管遥感技术飞速发展，传统探空技术仍是获取高精度垂直廓线的关键。本章更新了现代探空仪的设计，包括基于GPS/GNSS掩星技术（GNSS-RO）的原理，该技术利用卫星接收到的信号穿过大气层时的延迟变化，反演出高分辨率的温度和湿度数据，为数值预报模型提供了重要的初始条件校正。 第四部分：数据融合与智能预报 最终，本书探讨了如何将来自地面、探空、雷达和卫星等不同来源的异构数据进行有效整合，以提高气象预报的准确性和时效性。 4.1 数据同化：连接观测与模型 详细阐述了四维变分同化（4D-Var）和集合卡尔曼滤波（EnKF）等现代数据同化技术，它们如何将观测数据嵌入到复杂的大气环流数值模型中。我们分析了不同观测系统对模型初始场的贡献权重分配问题。 4.2 人工智能在气象分析中的角色 本章讨论了机器学习和深度学习在气象数据处理中的新兴应用，包括利用神经网络进行短临预报（Nowcasting）、自动识别天气现象以及优化模式输出的偏差订正。这部分强调了算法如何从海量数据中提取出传统物理模型难以捕捉的非线性关系。 总结： 《天空之眼：大气探测技术的演进与未来》旨在为大气科学、遥感工程及环境科学领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本内容详实、技术前沿的参考书。它全面覆盖了从地面到太空的各种观测手段，重点突出了现代信息技术如何驱动大气探测向更高精度、更高时效和更广覆盖范围迈进，为理解和预测复杂的大气系统提供了坚实的理论和技术基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常巧妙，它不是简单地罗列技术点，而更像是一部关于“智慧化升级”的史诗。开篇从传统气象观测的痛点切入，引发读者的共鸣——那种人工记录、数据滞后带来的局限性。随后，笔锋一转，进入到“智能化”的构建蓝图，从硬件选型到嵌入式软件设计，层次分明，步步深入。最让我震撼的是关于“边缘计算”在气象数据预处理中的应用那一节。作者用极其精炼的语言阐述了如何利用本地算力进行初步的异常检测和数据清洗，极大地减轻了云端压力，同时也加快了灾害预警的速度。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是教会你“如何做到”，它提供的不仅仅是知识，更是一种系统性解决问题的思维模型。读完后，我感觉自己对整个物联网在环境监测领域的应用前景，都有了全新的、更为立体的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是视觉的盛宴，那种深邃的蓝色背景，配上极具现代感的线条勾勒出的气象模型图，让人一眼就能感受到其中蕴含的科技力量。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，但翻开后，发现作者的文笔出奇地流畅，即便涉及到复杂的传感器原理和数据处理算法，也能用通俗易懂的语言娓娓道来。尤其是关于风场模拟的那几个章节，作者没有停留在理论层面，而是结合了大量实际案例和图表，清晰地展示了不同地形对微气候的影响。阅读的过程中，我仿佛置身于一个设计精密的实验室，亲手调试着每一个模块，感受着数据流动的脉搏。虽然我对气象学并非科班出身，但读完这些章节后，对于现代气象监测站的构建逻辑已经有了非常扎实的框架认知，那种从零开始构建智能系统的成就感是其他书籍难以比拟的。特别是作者对“集成”二字的深度诠释，让人明白这不仅仅是各种仪器的堆砌，而是一个相互协作、自我优化的有机整体。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我是一个对细节有强迫症的读者，尤其在技术书籍中，如果图注不清或者参数缺失，我会立刻失去兴趣。但这本书在这方面做得极为出色。它对于每一个关键部件，无论是超声波风速仪还是温湿度探头，都进行了详尽的规格说明和误差分析。更令人称道的是，书中附带的几个软件接口示例，代码清晰、注释详尽，即便是像我这样主要从事系统集成的工程师，也能迅速理解如何将这些硬件采集到的原始数据，无缝地接入我们现有的数据中台。我特别欣赏作者在探讨数据可靠性时所采取的审慎态度，他没有一味地鼓吹技术的“完美”，而是坦诚地指出了现有技术在极端天气下的局限性，并提出了基于冗余和机器学习的潜在优化方向。这种基于现实的探讨，远比空泛的赞美来得更有价值，让人感觉作者不仅是技术专家，更是一位经验丰富的实践者。

评分☆☆☆☆☆

对于那些希望从理论研究迈向实际工程转化的读者来说，这本书简直是一本“武功秘籍”。它大量篇幅集中在系统集成和现场部署的挑战上，这往往是教科书中最容易被忽略，却也是最决定项目成败的关键环节。书中详细讨论了供电方案的选择（太阳能与电池备份的权衡）、数据传输协议（LoRaWAN与NB-IoT的选择标准）以及如何设计一个能够在野外长期稳定运行的防护外壳。我尤其欣赏作者关于“维护便利性”的设计哲学，他强调，一个好的系统不仅要工作得好，还要容易被维护。书中展示的模块化设计思路，极大地降低了未来升级和故障排除的难度。对于负责大型监测网络部署的管理者而言，这本书提供的不仅仅是技术细节，更是一套全面的、可复制的工程管理方法论，确保了系统从蓝图到落地的每一步都能稳健前行。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术深度是毋庸置疑的，它巧妙地架设了基础物理学与尖端信息技术之间的桥梁。我注意到，作者在讲解传感器信号采集与转换的部分时，引用了相当多涉及傅里叶分析和数字滤波技术的论述，这使得那些追求高精度测量的专业人士也能从中找到共鸣。但与一般偏重理论的著作不同，这本书的“应用导向性”非常强。例如，它会对比分析不同厂商的降雨量传感器在冰冻环境下性能衰减的曲线，并给出校准的数学模型。这种将高深理论迅速“接地气”的能力，是这本书最宝贵的特质。它不会让你迷失在纯粹的数学推导中，而是始终将读者的注意力引导回“如何让这个设备在真实、复杂的自然环境中，提供最可靠、最准确的测量结果”这一核心目标上。这是一本真正意义上连接了实验室智慧与田野实践的优秀著作。