地麵智能集成氣象站技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬啓明 編

圖書標籤:

• 氣象站
• 地麵氣象
• 智能氣象
• 氣象觀測
• 環境監測
• 物聯網
• 數據采集
• 傳感器技術
• 氣象數據處理
• 邊緣計算

齣版社： 氣象齣版社

ISBN：9787502961602

版次：1

商品編碼：11775260

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-07-01

用紙：膠版紙

頁數：282

內容簡介

　　《地麵智能集成氣象站技術》全麵介紹瞭智能氣象站設計理論、係統方案、整體結構與技術實現手段，並針對智能氣象站的供電、智能傳感器、傳感器控製核心，無綫組網、數據庫及應用終端等係統各組成部分的技術實現方法進行瞭詳細的說明。以溫度、濕度、雨量、氣壓、風嚮、風速、地溫、能見度為參數，在江西南昌、雲南西雙版納和黑龍江漠河開展瞭與傳統自動氣象站的對比觀測實驗。
　　本書為智能氣象站設計的專業書籍，可供相關專業師生、氣象單位工作人員及相關管理人員參考。

目錄

前言
第一編 理論部分
第1章 自動氣象站與智能傳感器
1.1 自動氣象站
1.2 智能傳感器概述
第2章 物聯網技術的發展和應用
2.1 物聯網技術簡介
2.2 物聯網技術的發展
2.3 物聯網技術的應用
2.4 大數據
2.5 基於物聯網技術的雲處理平颱
第3章 智能氣象站的設計
3.1 智能氣象站整體結構
3.2 數據格式與測控命令

第二編 技術實現部分
第4章 智能傳感器的控製核心
4.1 MSP430簡介
4.2 MSP430在智能傳感器應用中的優勢
4.3 MSP430時鍾模塊
4.4 MSP430基本資源介紹
4.5 MSP430軟件開發環境
第5章 供電電路設計
5.1 太陽能供電
5.2 太陽能充放電管理
5.3 係統供電管理
第6章 智能傳感器設計
6.1 智能溫濕度傳感器
6.2 智能風傳感器
6.3 智能氣壓傳感器
6.4 智能雨量傳感器
6.5 智能地溫傳感器
6.6 智能溫度傳感器
6.7 大氣電場儀和能見度儀
6.8 外圍電路設計
第7章 無綫組網技術
7.1 ZigBee簡介
7.2 程序設計與硬件實現
7.3 數據傳輸
7.4中心站處理軟件
第8章 數據庫
8.1 功能需求及係統概況
8.2 係統設計及功能研發
8.3 數據存儲管理
8.4 質量控製模塊設計說明
8.5 支持環境
第9章 應用終端
9.1 範圍
9.2 係統功能
9.3 係統研發情況
9.4 係統環境配置
9.5 程序係統的結構
9.6 軟件功能模塊

第三編 實驗部分
第10章 測試環境要求
10.1 外圍設備
10.2 實驗工作環境
1O.3 電磁兼容性
第11章 係統靜態測試
11.1 係統測試
11.2 傳感器數據測試
11.3 標準文檔
第12章 颱站運行實驗
12.1 江西南昌站點
12.2 雲南西雙版納站點
12.3 黑龍江漠河站點
參考文獻

前言/序言

書名：天空之眼：大氣探測技術的演進與未來 內容簡介： 本書深入剖析瞭大氣探測技術的曆史沿革、當前主流方法及其在現代社會中的廣泛應用。我們並非專注於地麵氣象站的集成技術，而是將視野投嚮更廣闊的天空，探索從早期人工觀測到尖端衛星遙感的全景圖。 第一部分：大氣探測的基石——曆史的迴響 本部分追溯瞭人類理解大氣現象的漫長曆程。從古代的簡易觀測工具，如測風繩和雨量筒，到伽利略和托裏拆利在科學革命中的貢獻，我們詳述瞭氣壓、溫度和濕度測量方法如何逐步標準化。重點闡述瞭十九世紀氣象學的科學化過程，包括國際氣象組織的建立，以及探空氣球和無綫電探空的齣現如何首次提供瞭垂直大氣剖麵的數據。這部分內容旨在描繪一個清晰的脈絡：技術是如何從經驗主義走嚮精確測量的科學體係。 第二部分：高空對話——遙感技術的革命 本章是本書的核心，詳細探討瞭非接觸式大氣探測技術，特彆是遙感技術如何徹底改變瞭我們獲取氣象信息的方式。 2.1 衛星氣象學：從極軌到地球同步 我們係統性地介紹瞭氣象衛星的分類、軌道特性（如極地軌道和地球同步軌道）及其對天氣預報的決定性影響。書中詳盡分析瞭不同類型的遙感儀器，包括： 可見光和紅外掃描儀： 它們如何捕捉雲的結構、溫度和水汽分布。我們探討瞭雲頂高度、雲相識彆以及夜間紅外觀測的原理與挑戰。 微波輻射計： 深入解析瞭主動與被動微波探測的原理，尤其側重於如何利用微波探測雨滴的大小、降水強度，以及穿透雲層獲取大氣溫度和濕度廓綫的能力。 激光雷達（LiDAR）的應用： 闡述瞭激光雷達在邊界層研究中的關鍵作用，包括探測氣溶膠層、湍流結構以及風場剖麵的精確測量。 2.2 多普勒雷達與風場監測 本節聚焦於多普勒氣象雷達係統的工作機製。我們詳細解釋瞭多普勒效應在氣象中的應用，如何區分徑嚮速度，從而實現對風暴內部結構、龍捲風的識彆與預警。書中包含瞭對不同波段雷達（S波段、C波段、X波段）的優缺點比較，以及雙偏振技術在區分雨、雪、冰雹等水凝物方麵的突破性進展。 第三部分：環境監測與大氣成分分析 本部分關注非傳統氣象要素的精密測量，這些要素對氣候變化和空氣質量至關重要。 3.1 氣溶膠與痕量氣體測量 本書深入探討瞭用於測量大氣中懸浮顆粒物（PM2.5、PM10）的先進光學計數器和質量傳感器。對於痕量氣體，我們著重介紹瞭基於吸收光譜技術的測量方法，如差分光學吸收光譜（DOAS）和傅裏葉變換紅外光譜（FTIR），它們如何精確監測臭氧、二氧化硫、氮氧化物以及溫室氣體（如甲烷和二氧化碳）的濃度廓綫。 3.2 探空技術的前沿進展 盡管遙感技術飛速發展，傳統探空技術仍是獲取高精度垂直廓綫的關鍵。本章更新瞭現代探空儀的設計，包括基於GPS/GNSS掩星技術（GNSS-RO）的原理，該技術利用衛星接收到的信號穿過大氣層時的延遲變化，反演齣高分辨率的溫度和濕度數據，為數值預報模型提供瞭重要的初始條件校正。 第四部分：數據融閤與智能預報 最終，本書探討瞭如何將來自地麵、探空、雷達和衛星等不同來源的異構數據進行有效整閤，以提高氣象預報的準確性和時效性。 4.1 數據同化：連接觀測與模型 詳細闡述瞭四維變分同化（4D-Var）和集閤卡爾曼濾波（EnKF）等現代數據同化技術，它們如何將觀測數據嵌入到復雜的大氣環流數值模型中。我們分析瞭不同觀測係統對模型初始場的貢獻權重分配問題。 4.2 人工智能在氣象分析中的角色 本章討論瞭機器學習和深度學習在氣象數據處理中的新興應用，包括利用神經網絡進行短臨預報（Nowcasting）、自動識彆天氣現象以及優化模式輸齣的偏差訂正。這部分強調瞭算法如何從海量數據中提取齣傳統物理模型難以捕捉的非綫性關係。 總結： 《天空之眼：大氣探測技術的演進與未來》旨在為大氣科學、遙感工程及環境科學領域的研究人員、工程師和高級學生提供一本內容詳實、技術前沿的參考書。它全麵覆蓋瞭從地麵到太空的各種觀測手段，重點突齣瞭現代信息技術如何驅動大氣探測嚮更高精度、更高時效和更廣覆蓋範圍邁進，為理解和預測復雜的大氣係統提供瞭堅實的理論和技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得非常巧妙，它不是簡單地羅列技術點，而更像是一部關於“智慧化升級”的史詩。開篇從傳統氣象觀測的痛點切入，引發讀者的共鳴——那種人工記錄、數據滯後帶來的局限性。隨後，筆鋒一轉，進入到“智能化”的構建藍圖，從硬件選型到嵌入式軟件設計，層次分明，步步深入。最讓我震撼的是關於“邊緣計算”在氣象數據預處理中的應用那一節。作者用極其精煉的語言闡述瞭如何利用本地算力進行初步的異常檢測和數據清洗，極大地減輕瞭雲端壓力，同時也加快瞭災害預警的速度。這本書的價值在於，它不僅告訴你“是什麼”，更重要的是教會你“如何做到”，它提供的不僅僅是知識，更是一種係統性解決問題的思維模型。讀完後，我感覺自己對整個物聯網在環境監測領域的應用前景，都有瞭全新的、更為立體的認識。

評分☆☆☆☆☆

對於那些希望從理論研究邁嚮實際工程轉化的讀者來說，這本書簡直是一本“武功秘籍”。它大量篇幅集中在係統集成和現場部署的挑戰上，這往往是教科書中最容易被忽略，卻也是最決定項目成敗的關鍵環節。書中詳細討論瞭供電方案的選擇（太陽能與電池備份的權衡）、數據傳輸協議（LoRaWAN與NB-IoT的選擇標準）以及如何設計一個能夠在野外長期穩定運行的防護外殼。我尤其欣賞作者關於“維護便利性”的設計哲學，他強調，一個好的係統不僅要工作得好，還要容易被維護。書中展示的模塊化設計思路，極大地降低瞭未來升級和故障排除的難度。對於負責大型監測網絡部署的管理者而言，這本書提供的不僅僅是技術細節，更是一套全麵的、可復製的工程管理方法論，確保瞭係統從藍圖到落地的每一步都能穩健前行。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，我是一個對細節有強迫癥的讀者，尤其在技術書籍中，如果圖注不清或者參數缺失，我會立刻失去興趣。但這本書在這方麵做得極為齣色。它對於每一個關鍵部件，無論是超聲波風速儀還是溫濕度探頭，都進行瞭詳盡的規格說明和誤差分析。更令人稱道的是，書中附帶的幾個軟件接口示例，代碼清晰、注釋詳盡，即便是像我這樣主要從事係統集成的工程師，也能迅速理解如何將這些硬件采集到的原始數據，無縫地接入我們現有的數據中颱。我特彆欣賞作者在探討數據可靠性時所采取的審慎態度，他沒有一味地鼓吹技術的“完美”，而是坦誠地指齣瞭現有技術在極端天氣下的局限性，並提齣瞭基於冗餘和機器學習的潛在優化方嚮。這種基於現實的探討，遠比空泛的贊美來得更有價值，讓人感覺作者不僅是技術專傢，更是一位經驗豐富的實踐者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是視覺的盛宴，那種深邃的藍色背景，配上極具現代感的綫條勾勒齣的氣象模型圖，讓人一眼就能感受到其中蘊含的科技力量。我原本以為這會是一本枯燥的技術手冊，但翻開後，發現作者的文筆齣奇地流暢，即便涉及到復雜的傳感器原理和數據處理算法，也能用通俗易懂的語言娓娓道來。尤其是關於風場模擬的那幾個章節，作者沒有停留在理論層麵，而是結閤瞭大量實際案例和圖錶，清晰地展示瞭不同地形對微氣候的影響。閱讀的過程中，我仿佛置身於一個設計精密的實驗室，親手調試著每一個模塊，感受著數據流動的脈搏。雖然我對氣象學並非科班齣身，但讀完這些章節後，對於現代氣象監測站的構建邏輯已經有瞭非常紮實的框架認知，那種從零開始構建智能係統的成就感是其他書籍難以比擬的。特彆是作者對“集成”二字的深度詮釋，讓人明白這不僅僅是各種儀器的堆砌，而是一個相互協作、自我優化的有機整體。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術深度是毋庸置疑的，它巧妙地架設瞭基礎物理學與尖端信息技術之間的橋梁。我注意到，作者在講解傳感器信號采集與轉換的部分時，引用瞭相當多涉及傅裏葉分析和數字濾波技術的論述，這使得那些追求高精度測量的專業人士也能從中找到共鳴。但與一般偏重理論的著作不同，這本書的“應用導嚮性”非常強。例如，它會對比分析不同廠商的降雨量傳感器在冰凍環境下性能衰減的麯綫，並給齣校準的數學模型。這種將高深理論迅速“接地氣”的能力，是這本書最寶貴的特質。它不會讓你迷失在純粹的數學推導中，而是始終將讀者的注意力引導迴“如何讓這個設備在真實、復雜的自然環境中，提供最可靠、最準確的測量結果”這一核心目標上。這是一本真正意義上連接瞭實驗室智慧與田野實踐的優秀著作。