1、近年來，氣象災(zāi)害頻繁，降水粒子探測方面的研究顯得至關(guān)重要。然而我國在降水粒子探測方面手段落后、設(shè)備匱乏、依懶國外產(chǎn)品，針對這一現(xiàn)狀，在深入了解了“散射法”識別較大降水粒子時誤差較大、無法獲得降水粒子速度的缺點，以及“光強(qiáng)衰減法”對小降水粒子識別率較低、受外界環(huán)境影響較大的不足后，確定了以“圖像法”為理論基礎(chǔ)，以線陣CCD為傳感器，以ARM和FPGA為處理器的降水粒子自動探測系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)通過獲取某個具體降水粒子的邊沿信息，能夠精確

2、地獲得單個降水粒子的尺寸信息，且算法簡單有效。具體工作如下:
　　(1)在硬件設(shè)計方面，CCD驅(qū)動電路以EP4CE6為核心，為CCD提供多路、精準(zhǔn)、并行、邊沿陡峭的驅(qū)動信號。設(shè)計了濾波、放大、電壓匹配、減法電路來滿足ADC電路的輸入要求;設(shè)計了以STM32F407VET6為核心的ADC電路和控制電路，對CCD輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)處理。
　　(2)在軟件設(shè)計方面，完成了CCD的驅(qū)動時序、雙重ADC、DMA和USART

3、的寄存器配置，并對A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行Mallat算法處理。設(shè)計了判斷、識別與提取降水粒子有效信息的算法，以及上位機(jī)軟件。
　　(3)在系統(tǒng)調(diào)試方面，為了檢測探測系統(tǒng)的功能，對各個部分及整體均進(jìn)行了檢驗與調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明探測系統(tǒng)符合預(yù)期設(shè)計，其水平分辨率為95.57μm，采樣區(qū)間大小為28.672mm×150mm。為了測試探測系統(tǒng)的靈敏度和精度進(jìn)行了水滴、小鋼球、碎紙屑、玻璃球模擬降水粒子的實驗。實驗結(jié)果表明光線發(fā)散角對測量影響較