[發明專利]一種風速風向自適應的拋物面天線除雪系統

在審

• 申請號: 201711024696.1
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107834149A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 張瑞勛
• 申請（專利權）人: 合肥因艾信息科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/02
• 分類號: H01Q1/02;H04M1/725
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙)34125
• 代理人: 郭華俊

技術領域

本發明涉及拋物面天線除雪技術領域，涉及一種風速風向自適應的拋物面天線除雪系統。

背景技術

衛星和微波信號的傳輸和接收一般采用拋物面天線。下雪會影響拋物面天線的工作效率，給拋物面天線清除積雪是一項必要工作。下雪時間長，需要連續除雪。人工除雪，費時費力，除雪效果不佳，還容易損壞天線或者使天線發生移位，往往使用自動除雪系統。實際使用中，環境風速和風向是隨時變換的，這就會干擾噴出的風的方向，降低除雪效率。因此，需要一種高效的拋物面天線除雪系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風速風向自適應的拋物面天線除雪系統，以解決現有技術存在的問題。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種風速風向自適應的拋物面天線除雪系統，其特征在于包括：風扇、風道、噴風噴嘴、三維云臺、風速風向傳感器、控制器、電源模塊、網絡模塊、手機APP；

所述風扇連接風道，風道連接噴風噴嘴；

所述風扇、風道和噴風噴嘴安裝在三維云臺上；

所述噴風噴嘴，風扇吹出的風經風道通過噴風噴嘴形成高速氣流噴出，吹到拋物面天線，將積雪吹散；

所述三維云臺，在拋物面天線外側，與拋物面天線反射面中軸線的切面成大于0度且小于90度夾角，控制噴風方向；

所述風速風向傳感器，測量環境風速和風向；

所述風扇、三維云臺、風速風向傳感器、電源模塊、網絡模塊與控制器通過信號線連接，受控制器控制；

所述控制器，是MCU、DSP、FPGA、ARM的一種；

所述電源模塊，是市電或太陽能供電，帶蓄電池，為風扇、三維云臺、風速風向傳感器、控制器、網絡模塊供電；所述網絡模塊，可接入局域網或互聯網，控制器通過網絡模塊與手機APP進行網絡通訊；

所述手機APP，包括網絡檢測模塊、系統狀態模塊、云臺預置位設置模塊、噴風設置模塊、環境風速風向模塊、除雪模塊；

所述網絡檢測模塊，檢測與控制器的網絡連接，中斷則報警；

所述系統狀態模塊，接收并顯示控制器發送的系統狀態信息；所述系統狀態信息，包括風扇狀態、三維云臺狀態、風速風向傳感器狀態、電源模塊狀態、網絡模塊狀態；

所述云臺預置位設置模塊，設置三維云臺的巡航預置位；所述三維云臺的巡航預置位，將整個拋物面天線的反射面劃分為M*N個子區域，每個巡航預置位對應1個子區域；

所述噴風設置模塊，設置噴風檔位與風扇功率的關聯關系，設置當前噴風檔位；所述噴風檔位，將風扇的功率設為3檔，對應3級噴風檔位，1級噴風檔位對應風扇最大功率的60％，2級噴風檔位對應風扇最大功率的80％，3級噴風檔位對應風扇最大功率；

所述環境風速風向模塊，接收并顯示風速風向傳感器測量的環境風速和風向；

所述除雪模塊，通過網絡模塊給控制器發送掃雪指令和停止掃雪指令；

所述控制器的工作過程是：

定時向手機APP發送系統狀態信息；

接收三維云臺的巡航預置位設置指令，設置和更新三維云臺的巡航預置位；

定時向手機APP發送風速風向傳感器測量的環境風向；

接收掃雪指令，啟動風扇，控制三維云臺進入巡航模式，遍歷每個預置位，每個預置位方向直對對應的拋物面天線反射面的子區域，按三維云臺預置位修正及風扇功率調整算法得到三維云臺的在該預置位的預置位修正方向和所需風扇功率P1瓦，于是移動三維云臺到預置位修正方向，調節風扇功率為P1瓦，延時，完成1個預置位的操作，控制三維云臺巡航遍歷每個巡航位，帶動噴風噴嘴轉動，噴風噴嘴噴出的高速氣流覆蓋整個拋物面天線進行除雪，向手機APP發送掃雪進行中狀態信息；

接收停止掃雪指令，關閉風扇、控制三維云臺復位，向手機APP發送掃雪停止狀態信息；

所述三維云臺預置位修正及風扇功率調整算法是：

設噴風噴嘴到拋物面天線的所有子區域的最遠距離為L米，

設噴風噴嘴口的風速為V米每秒，

實驗測得吹散距離噴風噴嘴L米處的積雪所需噴風噴嘴口的風速V至少為V0米每秒，

實驗測得風扇功率P與噴風噴嘴口的風速V的關系函數F，

設環境風矢量的方向值為風速風向傳感器測得的風向值，速度值為風速風向傳感器測得的風速值，

設預置位矢量的方向值為預置位方向，速度值為噴風噴嘴口的風速值V0米每秒，

設預置位修正矢量的方向值為預置位修正方向，速度值為噴風噴嘴口的風速值V1米每秒，