短时天气预报系统

2020-2021年安森美和安富利物联网创新设计大赛 一等奖 (作者:ljj3166)

 
设计简介

作者地处坐标对流天气比较多,天气闷热潮湿地区。默默盯了下,一天晾晒的衣物进进出出五六趟,心中万马奔腾,手机app天气预报?气象预警短信?只能算做迟报。基操懒喷,自己动手,丰衣足食,回忆了一下小时候常听到的谚语:燕子低飞要下雨,然后,放狗恶补了一下,习得一句话:高压辐散,低压辐合。大概意思就是,气压下降表示坏天气即将到来。反之则是好天气要到来,气压变化斜率越大,天气变化越剧烈,盘它!然后就出来这么个缝合怪(作品),其实就是想预测一下,周围几公里范围内可能的天气情况。

outDoor端置于室外,定时采集气压湿度数据,通过蓝牙广播四处发射,indoor端置于室内,不断扫描周边蓝牙设备,获得特定设备的广播数据,然后分析预测天气,送屏显示。这里outDoor和inDoor并不进行蓝牙连接,仅通过一定格式的蓝牙广播数据来传递数据。类似一个beacon。

基于RSL10的特性,设计为室外太阳能取电:BQ25570+3v太阳能滴胶板+70F法拉电容的组合,通过反馈电阻的配置,电容充电电压设置为3.8v,后级供电电压为1.8v,正午阳光充足条件下,充电电流大约20mA,每180秒进行一次来自BME280气压、湿度、温度的天气数据采集,然后进行间隔40ms的强力广播,持续6秒,实测平均电流小于12uA,70F锂离子电容器可维持80天以上的续航,只要不是极夜情况,应该可以持续工作到坏。

室内端相对比较简单:1200mAh锂电池+充电及LDO电路+三向按键+eink屏的组合,本来想通过三向按键做一些交互,但是eink的显示速度实在是难以忍受,放弃。indoor装置会配置为间隔100ms扫描,扫描窗口50ms,持续不断,实测平均工作电流大约是1mA,预计续航时间大约一个月。

其实有些特种领域也是比较多用到这种短时小范围的天气预报系统,比方民航机场,不过考虑的气象参数更多,需要比较深入地去理解各种气象参数的含义。
项目作者本人认为Outdoor端感觉勉强堪用,如果能够使用小型的百叶箱,可能气象数据会更加准确,但是Indoor端部分设计有一定的遗憾,譬如eink模组的性能、RSL的待机处理等,应该可以进一步提升待机时间,另外天气的预测,只是完全拍脑瓜的处理,并且是用最基础的气压变化来粗暴预测,还有湿度变化等很多因素没有考虑进来,其实仔细想想,或许搞个MPU,整点机器学习算法,RSL10纯负责数据的采集,广播给MPU去运算,可能效果会更好。

想和设计作品的作者交流,可前往作品发布帖:http://bbs.eeworld.com.cn/thread-1171837-1-1.html

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