3軟件設計

　　3.1軟件流程氣象儀的軟件設計

　　包括系統的初始化、溫度數據采集、濕度數據采集、氣壓數據采集、風速數據采集、風向數據采集、時鐘、液晶顯示、儲存、按鍵等10大模塊，主要流程如圖7，圖8所示。

　　系統初始化以后，各個傳感器開始采集數據、時鐘芯片開始計時、單片機開始處理數據、液晶開始實時顯示數據。當觸發不同的功能按鍵，系統進入按鍵中斷，執行儲存、查詢數據等功能。

　　傳感器采集的數據受外界因素的干擾，有可能采集到存在誤差較大的數據，為了保證測量的精確性，對采集到的數據每10個做平均值，其平均值作為最終的測量數據，進行顯示、儲存，以減小測量誤差。

　　3.2低功耗設計

　　MSP430單片機最大優勢在于它的低功耗特性，本系統程序按照低功耗方式設計。除了必要的設備初始化以外，其余程序（鍵盤觸發、定時器、A/D轉換）均在中斷中完成。單片機大部分時間處于LPM1低功耗模式中，只有中斷被觸發時，才被喚醒，這一設計方案大大降低了系統功耗。為了進一步降低功耗，當不觀測測量數據時，可以使系統進入自動測量模式，單片機控制液晶，關閉其背光，減少功耗。

　　4實驗結果對比與分析

　　經過軟、硬件調試后，系統成功實現了溫度、濕度、氣壓、風速、風向的測量、顯示、存儲、查詢功能。為了測試本氣象儀測量的精確度，分別將系統在2013年 1月21日18時45分和2013年1月22日14時45分于南京室外讀到的數據與中央氣象臺同一時間發布的南京天氣實況進行對比，測試結果如表1所示。

　　從對比結果可以看出，本文設計的氣象儀和中央氣象臺發布的溫度、濕度、氣壓基本一致，風向完全一樣，風速差別略大，由于天氣預報范圍很廣，而本氣象儀測量的是小區域內的氣候，所以測量值存在微小差異很正常，更可以說明在小范圍區域，本設計測量值更精確。而對比中風速差異稍大，一是由于本氣象儀測量的范圍與天氣預報測量范圍差異造成的，二是由于風速較低，小磁鋼所轉圈數較少，風杯與支柱間的摩擦力等因素造成速度分辨率低，若風速較大，則測量更精確些。總之，實驗對比表明本文設計的氣象儀精度達到普通氣象測量要求，穩定性好，適用于小區域內的氣候測量。

　　5結語

　　針對天氣預報范圍太廣，無法精確到小范圍區域；氣象臺成本太高；便攜式氣象儀匱乏的現狀，設計了基于MSP430低功耗單片機的便攜式氣象儀。該氣象儀集成了多種氣象傳感器，可系統地測量溫度、濕度、氣壓、風速、風向等氣象參數，精確度達到了普通氣象參數的測量要求，具有數據儲存和回溯查詢的功能。同時功耗很低，可用電池供電，普通5 V鋰電池大約可以持續工作2天左右，攜帶方便，可適應于各種小區域環境的氣侯預報，具有較強的實用性。