CN104316130A - 基于电容式传感器的风量大小测量方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电容式传感器的风量大小测量方法，通过配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。本发明进一步公开了一种基于电容式传感器的风量大小测量装置。本发明提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，通过设置电容式传感器的方式，从而获取风向风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。

Description

基于电容式传感器的风量大小测量方法和装置
技术领域
本发明涉及风量测量领域，尤其涉及基于电容式传感器的风量大小测量方法和装置。
背景技术
天气预报与国计民生息息相关，现有的风量大小方向测量普通采用的方法：转动的风叶和转轮置于空中，风叶的指向与风向有关,转轮的速度与风的大小有关。缺点是机构传动装置体积大，寿命短。因此，如何解决机构传动装置体积大，寿命短，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于电容式传感器的风量大小测量方法和装置，旨在解决机构传动装置体积大，寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于电容式传感器的风量大小测量方法，包括以下步骤：
配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；
将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；
根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
优选地，所述配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量的步骤具体包括：
通过获取电极之间的正对面积和距离，计算出所述电极的电电容变化量。
优选地，所述将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出的步骤具体包括：
利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号；
通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
优选地，所述利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号的步骤具体包括：
将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
优选地，所述根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小的步骤包括：
如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
为了解决上述的技术问题，本发明还提供一种基于电容式传感器的风量大小测量装置，所述基于电容式传感器的风量大小测量装置包括：
获取模块，用于配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；
转换模块，用于将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；
状态模块，用于根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
优选地，所述获取模块，具体用于通过获取电极之间的正对面积和距离，计算出所述电极的电电容变化量。
优选地，所述转换模块包括：
转换单元，用于利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号；
输出单元，用于通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
优选地，所述转换单元，具体用于将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
优选地，所述状态模块，具体用于如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。。
本发明提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，通过配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。本发明提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，通过设置电容式传感器的方式，从而获取风向风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。
附图说明
图1为本发明基于电容式传感器的风量大小测量方法第一实施例的流程示意图；
图2为图1中所述将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出的步骤的细化流程示意图；
图3为触摸IC的连接线路图；
图4为MCU的连接线路图；
图5为图2中所述利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号的步骤的细化流程示意图；
图6为本发明基于电容式传感器的风量大小测量方法第二实施例的流程示意图；
图7为本发明基于电容式传感器的风量大小测量装置一实施例的功能模块示意图；
图8为图7中转换模块的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于电容式传感器的风量大小测量方法，参照图1，在一实施例中，基于电容式传感器的风量大小测量方法，包括以下步骤：
步骤S100、配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量。
基于电容式传感器的风量大小测量装置在各个风向上设置电极，所述电极数量为四个以上，分别为东南西北四个方向，依风向按序相对排列，当液体水位发生变化时，对应电极上的电容会发生变化，基于电容式传感器的风量大小测量装置，根据ε＝εοεγsε介质介电常数,ε0为真空介电常数,εr为介质相对介电常数，d为两极板的距离,S为两级板的正对面积，计算出相应的电容值，获取对应风向的风量大小。
步骤S200、将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出。
基于电容式传感器的风量大小测量装置将获取的电容变化量转换为的数字信号，存储在寄存器内，并把转换后的数字信号进行输出。
步骤S300、根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
基于电容式传感器的风量大小测量装置，根据输出的数字信号，从而获取对应风向的风量大小，如果对应电极的输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时即可获取对应风向的风量大小对应液压水位高度。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，通过设置电容式传感器的风量大小测量方式，从而获取风向风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。
进一步参见图2，本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，步骤S200具体包括：
步骤S210、利用触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号。
基于电容式传感器的风量大小测量装置利用触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号，如图3所示，触控IC的型号为APT6012，APT6012提供了多个触控引脚，将电极与APT6012多个触控引脚的对应引脚相连，将其中一个电极与APT6012的地相连，基于电容式传感器的风量大小测量装置通过多个电极获取不同风向的电容的变化量，并经由触控IC APT6012将电容的变化量转换为数字信号。
步骤S220、通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
基于电容式传感器的风量大小测量装置通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出，如图4所示，所述MCU型号为单片机LPC1114，单片机LPC1114的数据引脚SDA、时钟信号引脚SCL、中断信号引脚INT分别与触控IC的对应引脚相连，通过MCU，对触控IC传输过来的数字信号进行控制和换算后，进行波形输出。
进一步参见图5，本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，步骤S210具体包括：
步骤S210A、将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
基于电容式传感器的风量大小测量装置将获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，并将比较后的两个电容差值的信号进行放大，转化为对应高低电平变化。如果电容的差值变化较小时，对应显示低电平，当电容的差值较大时，对应显示为高电平，用户只需要获取对应电极的高低电平的变化情况即可获知对应风向风量大小。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，利用触控IC和MCU的结合，通过快速获取电容变化量，并将电容变化量转换为对应的高低电平的变化，从而获取对应风向风量大小，实时方便。
进一步参见图6，图6为本发明基于电容式传感器的风量大小测量方法第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300具体包括：
步骤S300A、如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
基于电容式传感器的风量大小测量装置从输出的数字信号就可以对应获取风向的风量大小，如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量方法，利用输出的数字信号就可以获取对应风向的风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。
进一步参见图7，图7为本发明基于电容式传感器的风量大小测量装置一实施例的功能模块示意图；在一实施例中，所述基于电容式传感器的风量大小测量装置包括：
获取模块10，用于配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；
转换模块20，用于将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；
状态模块30，用于根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的获取模块10在各个风向上设置电极，所述电极数量为四个以上，分别为东南西北四个方向，依风向按序相对排列，当液体水位发生变化时，对应电极上的电容会发生变化，基于电容式传感器的风量大小测量装置，根据ε＝εοεγsε介质介电常数,ε0为真空介电常数,εr为介质相对介电常数，d为两极板的距离,S为两级板的正对面积，计算出相应的电容值，获取对应风向的风量大小。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的转换模块20将获取的电容变化量转换为的数字信号，存储在寄存器内，并把转换后的数字信号进行输出。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的状态模块30，根据输出的数字信号，从而获取对应风向的风量大小，如果对应电极的输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时即可获取对应风向的风量大小对应液压水位高度。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，通过设置电容式传感器的风量大小测量方式，从而获取风向风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。
进一步参见图8，本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，所述转换模块包括：
转换单元21，用于利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号；
输出单元22，用于通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的转换单元21利用触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号，如图3所示，触控IC的型号为APT6012，APT6012提供了多个触控引脚，将电极与APT6012多个触控引脚的对应引脚相连，将其中一个电极与APT6012的地相连，基于电容式传感器的风量大小测量装置通过多个电极获取不同风向的电容的变化量，并经由触控ICAPT6012将电容的变化量转换为数字信号。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的输出单元22通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出，如图4所示，所述MCU型号为单片机LPC1114，单片机LPC1114的数据引脚SDA、时钟信号引脚SCL、中断信号引脚INT分别与触控IC的对应引脚相连，通过MCU，对触控IC传输过来的数字信号进行控制和换算后，进行波形输出。
进一步参见图8，本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，所述转换单元21，具体用于将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的转换单元21将获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，并将比较后的两个电容差值的信号进行放大，转化为对应高低电平变化。如果电容的差值变化较小时，对应显示低电平，当电容的差值较大时，对应显示为高电平，用户只需要获取对应电极的高低电平的变化情况即可获知对应风向的风量大小。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，利用触控IC和MCU的结合，通过快速获取电容变化量，并将电容变化量转换为对应的高低电平的变化，从而获取对应风向风量大小，实时方便。
进一步参见图7，本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，所述状态模块30，具体用于如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
基于电容式传感器的风量大小测量装置的状态模块30从输出的数字信号就可以对应获取风向的风量大小，如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
本实施例提供的基于电容式传感器的风量大小测量装置，利用输出的数字信号就可以获取对应风向的风量大小，解决了机构传动装置体积大，寿命短的问题，取得了安装方便、精确度高、使用寿命长的有益效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于电容式传感器的风量大小测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；
将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；
根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
2.如权利要求1所述的基于电容式传感器的风量大小测量方法，其特征在于，所述配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量的步骤具体包括：
通过获取电极之间的正对面积和距离，计算出所述电极的电电容变化量。
3.如权利要求1或2所述的基于电容式传感器的风量大小测量方法，其特征在于，所述将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出的步骤具体包括：
利用触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号；
通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
4.如权利要求3所述的基于电容式传感器的风量大小测量方法，其特征在于，所述利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号的步骤具体包括：
将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
5.如权利要求4所述的基于电容式传感器的风量大小测量方法，其特征在于，所述根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小的步骤包括：
如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
6.一种基于电容式传感器的风量大小测量装置，其特征在于，所述基于电容式传感器的风量大小测量装置包括：
获取模块，用于配置电极与风向对应关系并获取设置于所述风向上的电极的电容变化量；
转换模块，用于将获取的电容变化量转换为数字信号进行输出；
状态模块，用于根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小根据所述输出的数字信号，获取对应风向的风量大小。
7.如权利要求1所述的基于电容式传感器的风量大小测量装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于通过获取电极之间的正对面积和距离，计算出所述电极的电电容变化量。
8.如权利要求6或7所述的基于电容式传感器的风量大小测量装置，其特征在于，所述转换模块包括：
转换单元，用于利用电容触控IC将获取的电容变化量转换为数字信号；
输出单元，用于通过MCU控制所述数字信号并进行波形输出。
9.如权利要求8所述的基于电容式传感器的风量大小测量装置，其特征在于，
所述转换单元，具体用于将所述获取的电容变化量与预设的基准电容值进行比较，将比较后的差值进行放大后转化为高低电平变化。
10.如权利要求9所述的基于电容式传感器的风量大小测量装置，其特征在于，所述状态模块，具体用于如果所述电极输出的数字信号呈现高电平或高低电平起伏变化时，则通过所述电极获取对应风向的风量大小。
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