[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速的方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910082094.0
• 申請(qǐng)日: 2009-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101871947A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟學(xué)兵;路英杰;彭勃;朱麗春;高龍;張志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)
• 主分類號(hào): G01P5/00
• 分類號(hào): G01P5/00;G01P5/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 梁愛(ài)榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)速測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速的方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著先進(jìn)制造和自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，精密測(cè)量技術(shù)也有了很大的提高，相應(yīng)的各種測(cè)量設(shè)備也不斷的更新?lián)Q代，現(xiàn)代風(fēng)速測(cè)量設(shè)備、技術(shù)也是多種多樣。針對(duì)一些長(zhǎng)期進(jìn)行的野外精密工作來(lái)說(shuō)，環(huán)境比較惡劣，對(duì)風(fēng)速測(cè)量的要求比較高，有很多情況需要風(fēng)速測(cè)量具有實(shí)時(shí)性，并且這些測(cè)量數(shù)據(jù)共享性要好，這就給滿足這些需求的風(fēng)速測(cè)量提出了以下幾項(xiàng)要求：

1.野外風(fēng)速采集部分要簡(jiǎn)單、耐用、安全，可以長(zhǎng)期在各種不同的環(huán)境下工作。

2.風(fēng)速測(cè)量具有實(shí)時(shí)性。

3.風(fēng)速值共享性要好，能夠方便、安全地傳輸給其他需求用戶。

現(xiàn)有市場(chǎng)擁有的可以長(zhǎng)期進(jìn)行野外風(fēng)速采集，且比較經(jīng)久耐用的測(cè)量產(chǎn)品總結(jié)起來(lái)大體為兩類：一是風(fēng)杯風(fēng)向測(cè)量?jī)x，此類產(chǎn)品大都比較經(jīng)久耐用，但是風(fēng)速測(cè)量數(shù)據(jù)采樣率低，不具有實(shí)時(shí)性，且風(fēng)速數(shù)據(jù)與需求用戶實(shí)時(shí)共享能力差；二是小型的綜合氣象站，此類產(chǎn)品的測(cè)量參數(shù)眾多，風(fēng)速測(cè)量數(shù)據(jù)采樣也不具有實(shí)時(shí)性，而且長(zhǎng)期暴露在野外，容易被干擾損壞，比如雷電。這種綜合氣象站參數(shù)比較多，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，為了滿足對(duì)風(fēng)速測(cè)量的技術(shù)要求，本發(fā)明目的是提出一種能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)量風(fēng)速值，并且將這些值通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地傳輸給其他多臺(tái)有風(fēng)速需要的用戶計(jì)算機(jī)，它成本低，可以長(zhǎng)期在戶外各種條件下可靠工作，易于維護(hù)的實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速的方法。

為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的一方面是提出一種實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速裝置，其包含有：

風(fēng)速傳感器，采集風(fēng)速信息，輸出風(fēng)速脈沖信號(hào)；

采集卡與風(fēng)速傳感器連接，采集卡通過(guò)信號(hào)線接收風(fēng)速脈沖信號(hào)，將風(fēng)速脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為風(fēng)速數(shù)字信號(hào)，同時(shí)采集卡還接收采集卡復(fù)位模塊發(fā)送來(lái)的復(fù)位設(shè)置參數(shù)；

計(jì)算機(jī)與采集卡連接，接收風(fēng)速數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)風(fēng)速數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理得到風(fēng)速值；

用戶計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，用戶計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收風(fēng)速值；

所述計(jì)算機(jī)含有：

定時(shí)模塊與采集卡連接，接收風(fēng)速數(shù)字信號(hào)，并輸出時(shí)間控制信號(hào)；

采集風(fēng)信息及風(fēng)速計(jì)算模塊分別與采集卡和定時(shí)模塊連接，負(fù)責(zé)采集風(fēng)速數(shù)字信號(hào)和定時(shí)模塊的時(shí)間控制信號(hào)，使采集風(fēng)信息及風(fēng)速計(jì)算模塊在時(shí)間控制信號(hào)內(nèi)定時(shí)的計(jì)算處理風(fēng)速數(shù)字信號(hào)，并輸出風(fēng)速值；

操作參數(shù)判斷模塊與采集風(fēng)信息及風(fēng)速計(jì)算模塊連接，操作參數(shù)判斷模塊接收風(fēng)速值，并根據(jù)用戶需求生成具有操作標(biāo)志風(fēng)速值；

風(fēng)速值記錄保存模塊與操作參數(shù)判斷模塊連接，風(fēng)速值記錄保存模塊接收具有操作標(biāo)志風(fēng)速值，將所述具有操作標(biāo)志風(fēng)速值記錄保存為帶有系統(tǒng)時(shí)間信息的風(fēng)速值；

發(fā)送風(fēng)速值模塊與操作參數(shù)判斷模塊連接，發(fā)送風(fēng)速值模塊接收具有操作標(biāo)志風(fēng)速值，并將接收到的風(fēng)速值數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)時(shí)地輸出給用戶計(jì)算機(jī)；

采集卡復(fù)位模塊與采集風(fēng)信息及風(fēng)速計(jì)算模塊連接，采集卡復(fù)位模塊接收風(fēng)速值，在接收到風(fēng)速值后對(duì)采集卡進(jìn)行復(fù)位設(shè)置，并將復(fù)位設(shè)置參數(shù)輸出給采集卡，為下一次采集信號(hào)以及計(jì)算風(fēng)速值做準(zhǔn)備。

優(yōu)選地，所述采集卡是PCI-8554采集卡，由各自的獨(dú)立計(jì)數(shù)器和級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器組成；所述獨(dú)立計(jì)數(shù)器接收某一頻率的風(fēng)速脈沖信號(hào)WT和開(kāi)關(guān)控制信號(hào)S，并在某段時(shí)間內(nèi)將風(fēng)速脈沖信號(hào)WT生成并輸出風(fēng)速脈沖數(shù)OUT1；所述級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器接收系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)T1和開(kāi)關(guān)信號(hào)VCC，生成并輸出具有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)OUT2。

優(yōu)選地，所述級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器由第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器默認(rèn)級(jí)聯(lián)組成，所述第一計(jì)數(shù)器設(shè)置為分頻器模式，第一計(jì)數(shù)器將接收系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)T1和開(kāi)關(guān)信號(hào)VCC，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)T1經(jīng)過(guò)分頻處理后，生成標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)BT；第二計(jì)數(shù)器的輸入端與第一計(jì)數(shù)器的輸出端連接，第二計(jì)數(shù)器將接收開(kāi)關(guān)信號(hào)VCC和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)BT，在某段時(shí)間內(nèi)生成具有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的脈沖數(shù)OUT2。

優(yōu)選地，所述采集風(fēng)信息及風(fēng)速計(jì)算模塊接收獨(dú)立計(jì)數(shù)器在某段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速脈沖數(shù)OUT1、級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器在該段時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的脈沖數(shù)OUT2和定時(shí)模塊的時(shí)間控制信號(hào)，計(jì)算出風(fēng)速脈沖的頻率，然后根據(jù)風(fēng)速傳感器的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速脈沖頻率f_s與標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值v_s的對(duì)照關(guān)系進(jìn)行線性計(jì)算得到實(shí)測(cè)風(fēng)速值v_w，最后通過(guò)安全的網(wǎng)絡(luò)傳輸給需要風(fēng)速信息的用戶計(jì)算機(jī)。

為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的另一方面是提出一種實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速的方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下：