CN104103163B - 风速感测器的信息推送装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种风速感测器的信息推送装置，包括：依次连接的信号输入接口、信号调理模块、数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块；所述数据处理模块用于根据经信号输入接口、信号调理模块和数据采集模块依次接收、调理和采样得到的风速值确定出所要推送的提示信息，并通过数据传输模块进行包含所述提示信息的消息推送。还相应的提供了推送方法。使用本发明，可以实现实时采集、传输和处理并推送相关风速信息。

Description

风速感测器的信息推送装置和方法

技术领域

本发明涉及一种风速感测器的信息推送技术，特别是指一种用于微电网的风速感测器的信息推送装置和方法。

背景技术

微电网是相对于传统大电网的概念，它是一种新型的网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统。微电网在智能家庭中起着非常重要的作用，它可以作为智能家庭的后备电源。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。微电网系统中包括风力发电设备、太阳能发电设备等

其中，家用小型的风力发电机组是微电网中很重要的组成部分，当风力很小时采用风力发电的效率是很低的，此时应该关闭风力发电设备，以减小设备运行的磨损和老化；当风力达到一定数值时再打开风力发电设备发电。为了便于根据风力对风力发电机组进行控制，需要设置室外风力感测器，以能够测量室外的风速，并提供所测量的室外风力信息，如风力强度等信息，以对风力发电机组的控制提供指导信息。

现有的成熟的风力感测器多为专门的气象学领域所用，例如风杯风速计，螺旋桨式风速计，规模大，体积大，维护成本高，不适合家庭使用。而一些小型的风速感测器，如热线风速计、超声波式风速风向仪，只是一些风速计，只是实现了简单的风速测量，通过表盘读数的方式来实现对所采集数据的展示，不能将实时采集的数据传输至智能家庭网络，无法满足智能家庭中对风力感测器的功能需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种风速感测器的信息推送装置和方法，以实现可实时采集、传输和处理并推送相关风速信息。

本发明提供的风速感测器的信息推送装置，包括：

依次连接的信号输入接口、信号调理模块、数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块；

所述数据处理模块用于根据经信号输入接口、信号调理模块和数据采集模块依次接收、调理和采样得到的风速值确定出所要推送的提示信息，并通过数据传输模块进行包含所述提示信息的消息推送。

由上，可以实施采集、处理并判断后推送相关消息至用户，给予用户指导意见，便于用户对家庭风力发电机的控制。

且本发明作为独立的模块来设计，独立于风速感测器、家庭网络的控制设备，便于扩展及部署。

其中，还包括：时钟模块，与数据采集模块连接，用于提供数据采集模块进行采样的频率。

其中，还包括：电源模块，用于向风速感测器的信息推送装置的其他各个模块供电。

其中，所述信号调理模块包括至少以下之一：信号放大电路、信号检波电路、滤波电路。

可选的，所述数据传输模块包括无线传输模块。

由上，采用数据的无线传输方式，实现了感测器与智能家庭的通过无线方式进行信息交互，使部署位置更为灵活。

较佳的，无线传输模块包括采用ZigBee标准的无线传输模块。

由上，ZigBee标准具有低功耗的特点，且组网方便。

本发明还提供了一种风速感测器的信息推送方法，包括步骤：

A、以第一时间为周期，对接收并调理后的风速值进行采样并存储；

B、以第二时间为周期，计算该周期内各个第一时间周期所采用的风速值的平均值；所述第二时间周期大于第一时间周期；

C、根据该次所述风速值的平均值与前次风速值的平均值的大小执行返回步骤A、或推送开启或关闭风力发电设备的消息。

由上，可以实施采集、处理并判断后推送相关消息至用户，给予用户指导意见，便于用户对家庭风力发电机的控制。

其中，步骤C包括：

当本次所述风速值的平均值大于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则推送开启风力发电设备消息，否则返回步骤A；

当本次所述风速值的平均值小于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则返回步骤A，否则推送关闭风力发电设备的消息。

可选的，所述第一时间为2秒；第二时间为10分钟；设定风速值为3米/秒。

由上，本发明可处理并判断风速平均值，从而可推送相关消息至用户，便于用户对家庭风力发电机的控制。

附图说明

图1为风速感测器的信息推送装置原理图；

图2为风力信息推送装置的推送流程图；

图3为数据传输流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种作为独立的模块来设计的风速感测器的风力信息的推送装置，其具有面向风速感测器的接口和面向家庭网络的接口，可以实现将风速感测器的数据实时采集、处理并传输至家庭网络。下面对本发明进行详细描述：

如图1示出了本发明提供的风速感测器的信息推送装置，包括：

面向风速感测器的信号输入接口（图中未示出），用于连接风速感测器，以接收风速感测器实时传过来的电信号。本发明所采用的风速感测器直接感受风力，将风力转换为电信号输出，如电压或电流，其大小与风速相对应。

信号调理模块，通过所述信号输入接口与风速感测器连接，用于将风速感测器传输过来的电信号进行放大、检波、滤波等模拟信号处理。可以采用通用的信号放大、信号检波、滤波的电路来实现。

数据采集模块，与信号调理模块连接，用于以一定的采样频率对信号调理模块处理后的信号进行采样，进行模数转换，转换为数字信号；其中本实施例中采样频率为2秒。该模块可以由A/D转换芯片实现。

时钟模块，与数据采集模块连接，用于提供采样处理所需的计时时钟，可由晶振电路实现。

数据处理模块，与数据采集模块连接，用于对数据采集模块采集并转换后得到的数字信号进行分析处理，该分析处理包括一定间隔时间内的风速平均值的计算和存储，并与存储的上一次测算得到的数据进行比对，根据比对结果通过数据传输模块向用户发送携带提示信息的推送消息。例如，可以推送包括是否启动或关闭风力发电设备的消息。

数据传输模块，与数据处理模块连接，用于将数据处理模块所生成的推送消息传输至用户终端。其中，该数据传输模块可以采用无线模块，以通过无线的方式发送所述推送消息。智能终端接收到推送信息后通过其预设或用户手动控制风力发电机的运行。

由于风力探测装置主要是用在室外，数据的传输需要专门的通信模块来实现，主要是采用有线或无线方式向用户发送信息，考虑到传输距离、传输的数据量和电池的功耗问题，本例中采用符合ZigBee技术的传输模块进行数据的无线传输，通信中的数据传送和命令传输按照ZigBee协议的既定规约通信。在数据传输过程中该数据传输模块作为终端设备采用绑定的方式加入网络，智能家庭中的控制终端的通信模块可以作为协调器组建网络。通信模块经过初始化、数据传输、处理任务消息等流程完成数据的传输过程。

电源模块，用于向上述各个模块供电，由于置于室外，因此，除了通常的采用市电外，还可采用与太阳能电池板或与风力发电机的电输出端连接的蓄电池。

本发明将感测器信息推送装置的各部分采用模块化设计，便于快速部署，能够实现实时采集、传输和处理风力数据。

通过本发明连接现有风力感测器后，即可实现将实时测得的风速及相关数据推送到室内的控制终端上，作为风力发电启动运行的指标。本发明的推送装置是作为独立的模块来设计，具有体积小、控制方便、便于快速部署等特点。

下面以一具体实施例进一步阐述本发明的工作原理，该例中，对所获取的信号每隔2秒钟采集一次，每10分钟进行一次平均值计算，并存储信息，若所得风速平均值大于3m/s时，与上一次所测平均值进行比对，若上一次风速平均值也大于3m/s，则继续测量，若上一次风速平均值小于3m/s，向用户发送风力信息，推荐可以启动风力发电；若测得风速平均值小于3m/s，同时上一次测量的风速平均值也小于3m/s，则继续测量，若上一次测量的风速平均值大于3m/s，则向用户发送风力信息，推荐关闭风力发电设备。如图2所示，本发明风力信息推送装置的推送流程包括以下步骤：

首先，上电后，风力信息推送装置启动并进行自检；自检正常之后，进行初始化操作，进行参数配置，当初始化结束后，包括以下步骤：

步骤201：通过时钟电路提供的时钟判断是否到达2秒，若没有达到2秒，则返回本步骤重新判断；若到达2秒，则数据采集模块调用信号采集子程序，对信号调理模块处理后的电信号进行采样并存储；

步骤202：判断是否到达10分钟，若没有到达10分钟，返回步骤201，若到达10分钟，则由数据处理模块调用服务子程序计算10分钟内的风速平均值，并存储；

步骤203：数据处理模块判断本次计算的风速平均值是否大于3m/s，若大于，则推荐开启风力发电机或保持风力发电设备处于启动状态，否则，保持风力发电设备处于关闭状态或推荐关闭风力发电机。具体本步骤可如下实现：

若本次风速平均值大于3m/s，则判断上一次的风速平均值是否小于3m/s；若上一次的风速平均值小于3m/s，则向用户或控制终端发送信息，推荐开启风力发电设备；若上一次风速平均值大于3m/s，则返回步骤201，即维持风力发电设备处于原已经启动状态；

若本次风速平均值小于等于3m/s，则判断上一次的风速平均值是否小于3m/s；若上次风速平均值小于3m/s，即维持风力发电设备处于原已经关闭状态，则返回步骤201；若上一次风速平均值大于3m/s，则向用户或控制终端发送信息，推荐关闭风力发电设备。

其中，步骤203中，推荐开启风力发电机或推荐关闭风力发电机的消息的发送由数据传输模块实现，本例中，该数据传输模块采用ZigBee标准的模块，从而，其不仅可传输数据处理模块的消息，还可构建ZigBee网络，转发其他符合ZigBee标准的模块的数据。具体来说，当通信模块初始化结束处于准备状态后，数据传输流程包括如下步骤：

步骤301：数据传输模块判断是否收到数据处理模块发来的消息；其中，该消息可为推荐开启风力发电机或推荐关闭风力发电机的消息。

如果收到数据处理模块发来的消息，则执行数据发送过程，如对收到的消息进行加密、打包、发送等处理，以将消息发送到目标节点，目标节点一般为用户终端或控制终端；

若未收到数据处理模块发来的消息，执行数据转发过程，包括：判断是否接收到其它装置发来的ZigBee数据；若没有收到，则结束数据转发过程，返回步骤301；若收到ZigBee数据，则将数据通过接口，如SPI（外围串行接口）向风力发电设备发送数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风速感测器的信息推送装置，其特征在于，包括：

依次连接的信号输入接口、信号调理模块、数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块；

所述数据处理模块用于根据经信号输入接口、信号调理模块和数据采集模块依次接收、调理和采样得到的风速值确定出所要推送的提示信息，并通过数据传输模块进行包含所述提示信息的消息推送；包括：

用于以第一时间为周期，对接收并调理后的风速值进行采样并存储的第一模块；

用于以第二时间为周期，计算该周期内各个第一时间周期所采用的风速值的平均值；所述第二时间周期大于第一时间周期的第二模块；

用于根据该次所述风速值的平均值与前次风速值的平均值的大小的第三模块，分别与第一模块和第二模块连接；

当本次所述风速值的平均值大于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则通过所述数据传输模块推送开启风力发电设备消息，否则通知所述第一模块继续采样并存储；

当本次所述风速值的平均值小于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则通知所述第一模块继续采样并存储，否则通过所述数据传输模块推送关闭风力发电设备的消息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

时钟模块，与数据采集模块连接，用于提供数据采集模块进行采样的频率。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：

电源模块，用于向风速感测器的信息推送装置的其他各个模块供电。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号调理模块包括至少以下之一：信号放大电路、信号检波电路、滤波电路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输模块包括无线传输模块。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线传输模块包括采用ZigBee标准的无线传输模块。

7.一种风速感测器的信息推送方法，其特征在于，包括步骤：

A、以第一时间为周期，对接收并调理后的风速值进行采样并存储；

B、以第二时间为周期，计算该周期内各个第一时间周期所采用的风速值的平均值；所述第二时间周期大于第一时间周期；

C、根据该次所述风速值的平均值与前次风速值的平均值的大小执行返回步骤A、或推送开启或关闭风力发电设备的消息；

步骤C包括：

当本次所述风速值的平均值大于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则推送开启风力发电设备消息，否则返回步骤A；

当本次所述风速值的平均值小于设定风速值时，若前次风速平均值小于设定风速值，则返回步骤A，否则推送关闭风力发电设备的消息。