[實用新型]一種高動態范圍無線智能風速風向傳感器

有效

• 申請號: 201420138712.5
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN203838168U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 潘冬寧;王新全;武斌;蘭尚錄
• 申請（專利權）人: 青島市光電工程技術研究院
• 主分類號: G01P5/02
• 分類號: G01P5/02;G01P13/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種風速風向傳感器，具體涉及一種高動態范圍無線智能風速風向傳感器，屬于氣象觀測領域。

背景技術

目前，各氣象站采用的風速風向傳感器大多都是基于單一的風杯、風向標式風速風向感應器，當風速由高到低時，單一式傳感器獲得的數據可信度很差；現有的傳感器的處理器對各個部件不具備狀態監控和數據質量控制的能力，不能檢測各個部件是否工作正常，也就不能保證測量的可靠性和準確性；再者，現有的數據通信一般采用RS485等有線傳輸方式，布線復雜，不利于擴展。

發明內容

為了克服現有自動氣象計量中風速風向測量技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種高動態范圍智能風速風向傳感器，可根據風速大小自動切換到不同量程的感應器，從而避免造成測量誤差；傳感器具備對各部件的進行狀態監控的能力，可通過無線通信方式將狀態及風速風向數據信息實時的發送到主機端，保證測量的可靠性和準確性。

基于上述見解，本實用新型是這樣實現的：

一種高動態范圍智能風速風向傳感器，由電源裝置、風向標、風杯式風速風向感應器、螺旋槳式聯合風速風向感應器和三通道無線智能控制器組成，其特征在于，所述風向標、風杯式風速風向感應器和螺旋槳式聯合風速風向感應器位于支架的水平桿上，分別通過風向標數據線、風杯式感應器數據線和螺旋槳感應器數據線與三通道無線智能控制器相連；三通道無線智能控制器固定于支架的垂直桿上，與電源裝置相連。

上述的電源裝置由充電線和太陽能電池板組成，太陽能電池板通過充電線與三通道無線智能控制器相連，太陽能電池板固定于支架的垂直桿上、三通道無線智能控制器下方。

上述的三通道無線智能雨量控制器由信號轉換接口、微處理器單元、Zigbee無線通信單元和電源管理單元組成。

上述的信號轉換接口由位于其內部的光耦隔離器、濾波器、電壓偏置器和脈沖整形器組成。

上述的Zigbee無線通信單元由微處理器接口、Zigbee內核和天線組成。

上述的電源管理單元由鋰電池、充放電保護裝置、AC/DC模塊和DC/DC模塊組成。

本實用新型高動態范圍智能風速風向傳感器，采用兩種風速風向感應器，可根據風速大小自動切換感應器，減小測量誤差；大大提高在大風、微風情況下風速風向的準確性，增加了風速風向數據采集的動態范圍。信號轉換接口具有狀態反饋功能，發生故障時，可隨時定位故障點；微處理器單元可實時監控各個部件的運行狀態保證測量的可靠性同時易于及時定位排除故障，并進行數據采集及數據質量控制；Zigbee無線通信方式，具有低功耗，易施工，易擴展的優點；此傳感器的各個部件均采用低功耗的設計，以太陽能電池板為鋰電池充電，可實現長期無人值守。

附圖說明

圖1：本實用新型整體結構示意圖；

圖2：本實用新型三通道無線智能控制器的簡易圖；

其中，1、風向標，2、風杯式風速風向感應器，3、螺旋槳式聯合風速風向感應器，4、風向標數據線，5、風杯式感應器數據線，6、螺旋槳式感應器數據線，7、之間，8、三通道無線智能雨量控制器，9、充電線，10、太陽能電池板，11、信號轉換接口，12、微處理器單元，13、Zigbee無線通信單元，14、電源管理單元；箭頭表示電路及狀態監控圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型高動態范圍智能風速風向傳感器做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種高動態范圍智能風速風向傳感器，由電源裝置、風向標1、風杯式風速風向感應器2和螺旋槳式聯合風速風向感應器3組成；其中風向標1、風杯式風速風向感應器2和螺旋槳式聯合風速風向感應器3位于支架7的水平桿上，分別通過風向標數據線4、風杯式感應器數據線5和螺旋槳感應器數據線6與三通道無線智能控制器8相連；三通道無線智能控制器8固定于支架7的垂直桿上，與電源裝置相連。電源裝置由充電線9和太陽能電池板10組成，太陽能電池板10固定于支架7的垂直桿上、三通道無線智能控制器8的下方、通過充電線9與三通道無線智能控制器8相連。

如圖2所示，三通道無線智能控制器8由信號轉換接口11、微處理器單元12、Zigbee無線通信單元13和電源管理單元14組成。