A Signal Processing Method for Field Solar Radiation Measuring Instrument
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摘要: 在农业生产、气象与环境等领域,测量太阳辐射有着很强的现实意义。主要介绍了一种面向野外环境下太阳辐射测量仪的信号处理方法。该辐射测量仪使用太阳能供电和无线通讯的方式以解决野外环境下无市电、上下位机通讯距离远的问题。信号处理过程主要包括对传感器的输出信号进行信号调制、对信号进行放大、带通滤波滤除噪声以及信号解调。最后使用辐射测量仪进行试验,通过测量数据证明了该信号处理方式的合理性。Abstract: It is of great practical significance to measure solar radiation in agricultural production, meteorology, and the environment. This paper mainly introduces a signal processing method of solar radiation measuring instrument suitable for the field environment. The radiation measuring instrument uses solar power to solve the problem of no mains electricity in the field environment and uses wireless communication to solve the problem of long communication distance between the upper and lower computers. Signal processing mainly includes signal modulation, signal amplification, bandpass filtering, and signal demodulation. Finally, the radiation measuring instrument is used to test the signal processing method, and the rationality of the signal processing method is proved by the measured data.
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Key words:
- solar radiation measurement /
- signal processing /
- solar power /
- field environment
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表 2 红外辐射照度测量结果分析
Table 2. Analysis of infrared irradiance measurement results
序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%1 446 449 0.67 13 396 398 0.51 25 390 392 0.51 2 444 446 0.45 14 400 403 0.75 26 378 381 0.79 3 436 438 0.46 15 400 403 0.75 27 406 408 0.49 4 426 429 0.70 16 437 439 0.46 28 425 428 0.71 5 413 415 0.48 17 445 447 0.45 29 440 443 0.68 6 391 393 0.51 18 442 445 0.68 30 440 443 0.68 7 391 393 0.51 19 436 438 0.46 31 459 462 0.65 8 393 395 0.51 20 433 436 0.69 32 461 463 0.43 9 430 433 0.70 21 441 444 0.68 33 458 460 0.44 10 439 442 0.68 22 432 434 0.46 34 425 429 0.94 11 443 445 0.45 23 420 423 0.71 35 425 429 0.94 12 432 435 0.69 24 418 420 0.48 36 390 393 0.77 表 3 紫外辐射照度测量结果分析
Table 3. Analysis of ultraviolet irradiance measurement results
序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%1 104 104 0.00 13 88 89 1.14 25 93 94 1.08 2 104 103 −0.96 14 92 91 −1.09 26 84 82 −2.38 3 102 103 0.98 15 92 92 0.00 27 102 103 0.98 4 100 101 1.00 16 106 105 −0.94 28 104 104 0.00 5 96 95 −1.04 17 106 106 0.00 29 105 106 0.95 6 91 90 −1.10 18 106 105 −0.94 30 105 105 0.00 7 92 92 0.00 19 100 100 0.00 31 106 105 −0.94 8 92 93 1.09 20 102 101 −0.98 32 106 106 0.00 9 103 102 −0.97 21 106 107 0.94 33 106 107 0.94 10 105 104 −0.95 22 103 103 0.00 34 101 100 −0.99 11 105 105 0.00 23 97 98 1.03 35 96 96 0.00 12 102 103 0.98 24 104 105 0.96 36 93 93 0.00 13 88 89 1.14 25 93 94 1.08 37 88 87 −1.14 表 1 总辐射照度测量结果分析
Table 1. Analysis of total irradiance measurement results
序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%序号 标准值/
(W·m−2)测量值/
(W·m−2)相对误
差%1 938 940 0.21 13 838 840 0.24 25 887 889 0.23 2 933 936 0.32 14 838 840 0.24 26 838 841 0.36 3 932 935 0.32 15 811 813 0.25 27 852 854 0.23 4 916 918 0.22 16 878 880 0.23 28 892 895 0.34 5 865 868 0.35 17 913 916 0.33 29 892 895 0.34 6 821 823 0.24 18 932 935 0.32 30 922 924 0.22 7 821 823 0.24 19 931 933 0.21 31 943 947 0.42 8 803 806 0.37 20 906 910 0.44 32 959 962 0.31 9 860 863 0.35 21 923 926 0.33 33 957 960 0.31 10 901 903 0.22 22 918 920 0.22 34 931 934 0.32 11 923 925 0.22 23 918 920 0.22 35 886 888 0.23 12 921 924 0.33 24 878 881 0.34 36 844 847 0.36 13 838 840 0.24 25 887 889 0.23 37 811 815 0.49 -
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