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无线天气预报警报器的研制
作 者: 杭丽娜
导 师: 唐慧强
学 校: 南京信息工程大学
专 业: 系统分析与集成
关键词: ARM11 C4.5算法 天气预报 天气警报
分类号: P45
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 23次
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内容摘要
气象对农业、林业、工业、交通、军事等有较大的影响,人们通过手机短信、电视、网络等媒介获知天气信息。为满足天气信息的及时性和有效性需求,本文设计了一种无线天气预报警报器,为公共场所及时提供气象预报及警报专用信息。无线天气预报警报器主要由S3C6410主控制板、3G模块和软件系统组成,完成对温度、湿度、风向风力等气象数据的无线接收和处理。本文主要介绍了S3C6410控制板的硬件电路、系统软件设计,以及C4.5决策树算法在天气警报分类评估中的应用。为了优化系统,主控制板选用三星S3C6410微处理器进行硬件定制,由AC97音频、LCD液晶触摸屏和USB接口等外围设备组成,用于无线接收Web服务的天气数据,并将天气数据显示在LCD液晶触摸屏上。在完成S3C6410主控制板硬件定制的基础上,对U-boot, Android系统进行移植。通过对项目进行需求分析,完成对软件系统的构建。软件设计主要包括Android用户界面、数据处理和数据通信三个模块,采用Java编程语言,根据SOAP协议解析接收到的天气数据,运用C4.5决策树算法解决警报分类的问题,实现了无线天气预报警报器的实时天气数据接收,未来三天的天气预报和异常天气警报的功能。根据历史天气数据,利用K-折交叉验证方法对警报分类决策树模型进行评估验证,其正确率达92.5926%。本文对无线天气预报警报器进行软硬件测试,结果表明达到了系统设计的目的,天气警报分类算法也具有良好的可行性。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-8 第一章 绪论 8-12 1.1 研究目的和意义 8 1.2 国内外研究现状 8-10 1.3 Android平台发展现状 10-11 1.4 本文研究内容 11-12 第二章 系统总体设计方案 12-15 2.1 系统概述 12 2.2 系统需求分析 12-13 2.3 总体设计 13-14 2.3.1 系统的硬件组成 13-14 2.3.2 S3C6410控制板的功能设计 14 2.4 本章小结 14-15 第三章 系统硬件设计 15-26 3.1 S3C6410核心板硬件电路设计 15-20 3.1.1 S3C6410微处理器概述 15-16 3.1.2 时钟与复位电路 16-17 3.1.3 电源电路 17-18 3.1.4 SDRAM电路设计 18-19 3.1.5 NAND Flash电路设计 19-20 3.1.6 JTAG接口电路 20 3.2 系统主要外设接口电路 20-25 3.2.1 有线网络接口电路设计 20-21 3.2.2 USB和串行通信电路 21-23 3.2.3 AC97音频原理图设计 23-24 3.2.4 液晶显示触摸屏电路设计 24-25 3.3 3G通信模块 25 3.4 本章小结 25-26 第四章 天气警报分类算法研究及实现 26-37 4.1 决策树算法 26-27 4.1.1 决策树分类算法简介 26 4.1.2 决策树算法的生成 26-27 4.1.3 剪枝概述 27 4.2 典型决策树算法 27-29 4.2.1 ID3算法 27-28 4.2.2 C4.5算法 28-29 4.2.3 CRAT算法 29 4.2.4 决策树典型算法分析 29 4.3 天气警报决策树分类模型的建立 29-32 4.3.1 C4.5算法在天气警报中的实现方法 29-30 4.3.2 C4.5算法在警报分类中的应用 30-32 4.4 天气警报决策树的剪枝 32-36 4.4.1 常用剪枝方法介绍 32-35 4.4.2 天气警报决策树的规则后剪枝 35-36 4.5 本章小结 36-37 第五章 系统软件设计 37-53 5.1 系统软件平台搭建 37-45 5.1.1 Android操作系统 37-39 5.1.2 Android应用开发环境及开发工具 39-40 5.1.3 Android编译环境 40-41 5.1.4 Android系统移植 41-45 5.1.4.1 U-boot引导程序移植 41-42 5.1.4.2 配置内核 42-43 5.1.4.3 基本驱动移植 43-44 5.1.4.4 从源码创建Android 44 5.1.4.5 移植yaffs2文件系统 44-45 5.2 软件设计方案 45-46 5.3 用户界面(UI)的设计 46-47 5.4 数据处理模块的实现 47-51 5.4.1 Web数据解析 49-50 5.4.2 警报分类模块 50-51 5.5 数据通信模块 51-52 5.6 本章总结 52-53 第六章 数据分析验证与系统测试 53-60 6.1 数据分析验证 53-57 6.1.1 数据准备 53-54 6.1.2 数据处理 54-56 6.1.3 对警报分类决策树评估验证 56-57 6.2 城市选择用户界面 57 6.3 天气预报用户界面 57-58 6.4 天气警报测试 58-59 6.5 本章小结 59-60 第七章 总结与展望 60-62 7.1 本文总结 60 7.2 研究展望 60-62 致谢 62-63 参考文献 63-66 发表论文清单 66
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学(气象学) > 天气预报
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