查询当地风速风向

仪器科学与电气工程学院

本科生科技学术实践“六个一”工程

调研报告

风速风向测量

——“车载微型气象站”大创项目

学生姓名 *** 班级 ** 学号 **** 指导教师 ***

学 院 *********

专 业 ******

光电编码器测量风速风向

摘要：

由于气象事业已经和人们的民用和工业活动密不可分,在国防建设、社会进步、经济发展中,气象采集技术扮演着重要的角色,同时随着国家可持续发展战略的实施,气象采集技术对我们越来越重要；随着人们对气象信息需求的不断变化,传统的气象观测模式已经无法满足人们的需要,因此,自动气象数据采集技术在我国有了很好的发展；气象数据采集系统的物联性直接影响着数据实用性,从而,如何实现广泛地从全国各地以致世界各地采集数据信息并汇总,今后必然是极其有意义的一个研究方向。

本项目设计目的是研究物联网式、低成本、大范围地对各地风速风向数据进行采集。使用51单片机和光电编码器可以实现要求，故计划设计一套基于51单片机的光电编码

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

4、《风向和风速》练习

一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。

2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。 3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。

5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是 风。

4、《风向和风速》练习 一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。 2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。

3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。 5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是

《风向与风速》教学设计

【教材分析】

《风向和风速》属于小学科学地球与宇宙部分中的“天气”单元，选自教科版科学四年级上册第一单元第四节。本单元以天气为主题，引导学生关注每天天气的变化，对天气的一些基本特征（云量、降水量、风和气温）进行研究，并像气象学家那样观察、记录、分析各种天气现象。

本课内容就是对四种基本特征之一的风进行研究。学生在此之前，刚刚学习了温度和气温，并且能够做简单的天气日历，在天气日历中就需要学生描述风向和风速，通过这一课的学习，能让学生更好地了解天气情况，掌握风向和风速的知识并能记录天气情况。 【学情分析】

本课教学对象是四年级的学生，这个年龄段的学生活泼好动、思维处于感性认识阶段，对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体。他们通过三年级的学习，对科学课的认识得到了一定提高，对身边的自然现象已经有了观察的意识、探究的能力，记录的习惯，为本节课的任务（成立气象小组）做了知识与情感铺垫。 【教学目标】

科学概念：风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。

过程与方法：自制简易风向标。用专业的测风仪和自制的风向标测量风速和风向，并坚持纪录观察结果。

情感、态度、

《风向与风速》教学设计

【教材分析】

《风向和风速》属于小学科学地球与宇宙部分中的“天气”单元，选自教科版科学四年级上册第一单元第四节。本单元以天气为主题，引导学生关注每天天气的变化，对天气的一些基本特征（云量、降水量、风和气温）进行研究，并像气象学家那样观察、记录、分析各种天气现象。

本课内容就是对四种基本特征之一的风进行研究。学生在此之前，刚刚学习了温度和气温，并且能够做简单的天气日历，在天气日历中就需要学生描述风向和风速，通过这一课的学习，能让学生更好地了解天气情况，掌握风向和风速的知识并能记录天气情况。 【学情分析】

本课教学对象是四年级的学生，这个年龄段的学生活泼好动、思维处于感性认识阶段，对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体。他们通过三年级的学习，对科学课的认识得到了一定提高，对身边的自然现象已经有了观察的意识、探究的能力，记录的习惯，为本节课的任务（成立气象小组）做了知识与情感铺垫。 【教学目标】

科学概念：风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。

过程与方法：自制简易风向标。用专业的测风仪和自制的风向标测量风速和风向，并坚持纪录观察结果。

情感、态度、

《风向与风速》教学设计

一、 科学教育理论指导

本课《风向和风速》属于小学科学地球与宇宙部分中的“天气”单元，选自教科版科学四年级上册第一单元第四节。，有关“地球和宇宙”知识的学习，不仅可以满足儿童的好奇心，还可以使儿童了解人类为科学地了解宇宙所做的努力。尤其是天气部分，学生在此课之前，刚刚学习了温度和气温，风的观测对学生来说有一定的难度，因为我们无法看到风，只能借助其他事物来感受风的变化。

二、 教学内容与教学方法梳理： 教学内容：

本课内容主要分为两部分：

第一部分：风向和风向标。风向指的是风吹来的方向，风向可以用八个方位描述。风向可以用风向标来测量。学生用简易材料自制一个风向标来观测风向。

第二部分：风速和风速等级与怎样描述风速。风的速度是以每秒风行进多少米来计算的。风速仪是测量风速的仪器。气象学家把风速记为13个等级，即“蒲福风力等级”。学生可以通过自制小风旗来观测风速。

教学方法：创设情境法、探究式教学法、讲授法、多媒体教学法，小组合作探究法 三、学情分析

本课针对的是四年级的学生，他们有较强的求知欲，对于科学现象也非常感兴趣，他们已经注意到天气在影响我们的生活，但是他们对天气的认识还仅仅停留在感官的感知，对他们来说确定风向和风速

实验项目名称：风速风向记录仪设计与实现指 导 老 师：张腾飞项 目 成 员： 姓名：许 姓名: 姓名：朱惠娟结 题 时 间：

实验报告

彬 学号：B08050613 孙 强 学号：B08050112 学号：B08050107 2010—12-26

风速风向记录仪设计与实现

——项目报告

一：实验名称

风速风向记录仪设计与实现

二：实验目的

通过实验创新环节来巩固和加深对嵌入式单片机系统的理解，具备嵌入式单片机测控系统软硬件调试和系统设计的开发技能。综合利用所学知识提高分析问题、解决问题的实际动手能力和研究能力。

三：实验要求

1.量程范围要求风速0－60m/s，风向0－360度 2.分辨率要求风速0.1m/s，风向0.1度 3.精确度要求风速±0.6m/s，风向±0.6度 4.启动风速≤0.5m/s

5.系统能够记录历史数据信息，记录间隔2秒－24小时连续可调

6.提供与上位机的通讯接口。

四：实验内容

根据风向、风速监测系统的要求，基于嵌入式单片机完成风向、风速记录仪的设计与实现。

五：实物简介

风向风速仪简介

风向、风速仪用于测量瞬时风速风向，具有自动显示功能。主要

由支

&

超声波风速风向仪设计

1.研究背景及意义

风速测量在工业生产和科学实验中都有广泛的应用，尤其在气象领域，风速测量更有着重要的价值。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响因而增减原理制成的超声波风速仪表，与其它各类仪表相比较，其优势在于：安装简单，维护方便；不需要考虑机械磨损，精度较高；不需要人为的参与，可完全智能化。

2.国外研究历史及发展状况

超声波可用于测量，是因为在超声波在传播过程中，会加载流体的流速信息，这些信息经过分离处理，便可以得到流体的流速。７０年代中后期，大规模集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事情，再加上高性能的、动作非常稳定的ＰＬＬ（锁相环路）技术的应用，使得超声波流量计的稳定可靠性得到了初步的保证。同时为了消