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基于ARM11的高精度超声波风速测量仪的设计的开题报告
标题：基于ARM11的高精度超声波风速测量仪的设计开题报告
一、研究背景
随着气候变化的不断加剧，大气环境监测已经成为公共管理的重要方面。其中，风速的测量是大气环境监测的重要组成部分，也是试验室、环保局等部门监测的重要参数。目前市面上的风速传感器多是利用机械式感应器，其精度和稳定性较差，且易受外界干扰。
因此，本课题希望通过开发一款基于ARM11的高精度超声波风速测量仪，来提高风速测量的精度和稳定性，实现长期、实时、高精度的风速测量。
二、研究内容
1.风速测量原理研究：以声速和超声波传播时间差的方法，研究风速测量所需的物理原理。
2.超声波发射与接收控制研究：设计超声波传感器，进行超声波发射和接收控制的研究，保证测量结果的准确性。
3.信号处理算法研究：通过处理超声波的发射和接收信号，提取超声波传播时间差信息，从而计算出风速，并进行数据滤波和校正。
4.系统集成实现：将物理原理、传感器设计、算法等模块进行系统集成，进行风速测量。
三、研究方法
1.文献调研：查阅相关文献，研究风速测量原理和相关算法。
2.硬件设计：基于ARM11芯片的开发板，设计超声波发射和接收模块，以及嵌入式系统的控制电路。
3.软件设计：利用C语言编写微处理器内核程序，进行超声波发射和接收控制，并进行数据采集和处理算法的实现。
4.实验验证：对设计的系统进行实验验证，测试相关性能指标，分析系统稳定性和精度。
四、研究意义
本课题旨在通过开发一款基于ARM11的高精度超声波风速测量仪，提高风速测量的精度和稳定性，并实现长期、实时、高精度的风速测量。其意义在于为大气环境监测、试验室、环保局等部门监测提供了精确、有效、经济的手段，同时也对风动力学等学科的研究产生积极影响。
五、预期成果
通过本课题的研究，预期达到以下成果：
1.设计出一款基于ARM11的高精度超声波风速测量仪。
2.实现声速和超声波传播时间差的方法，提高风速测量的精度和稳定性。
3.实现高精度风速测量算法，从而实现长期、实时、高精度的风速测量。
4.对所设计的系统进行实验验证，分析各项性能指标，验证系统稳定性和精度。
六、研究进度安排
本课题的研究进度如下：
第一年：进行文献调研和风速测量原理研究，设计超声波发射和接收模块，并实现超声波发射和接收控制。
第二年：设计算法，建立风速测量数学模型，编写微处理器内核程序，进行数据采集和处理算法的实现。
第三年：将硬件和软件进行系统集成，进行实验验证，分析各项性能指标，优化算法和控制电路。
七、参考文献
[1]ZHANGWJ,XINGQ,SUNF.Windspeedmeasurementbasedonultrasonicmethod[J].JournalofHubeiUniversity(NaturalScienceEdition),2012(5):857-860.
[2]LIUJ,YUX,ZHAOL,etal.Experimentalresearchonwindspeedmeasurementofultrasonicanemometerandcalibrationmethod[J].MeteorologyandDisasterReductionResearch,2016,39(4):37-40.
[3]WUW,LIUJ,ZHUY,etal.Researchanddevelopmentofultrasonicwindspeedsensor[J].ChineseJournalofSensorsandActuators,2015,28(11):1551-1555.