CN105629332A - 一种风力监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力监测系统，包括风力监测模块、远程监控模块、存储模块、报警模块，所述风力监测模块包括气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块、电源模块，控制模块对风速传感器的信号进行处理，并将处理结果通过显示模块进行显示，所述远程监控模块用于设置风力监测模块的工作状态，并控制风力监测模块的工作，所述存储模块用于存储系统工作状态信息及当前监测到的数据，并对历史监测数据以及工作程序做远程备份。采用存储模块对历史数据进行备份，并对运行程序进行备份，避免数据丢失，造成没有参考的问题，并且在系统出现问题时候能够尽快恢复。
Description
技术领域
本发明属于气象仪器领域，具体涉及一种风力监测系统。
背景技术
风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小。一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力的大小分为18个等级，最小是0级，最大为17级。
风速是风的前进速度。相邻两地间的气压差愈大，空气流动越快，风速越大，风的力量自然也就大。所以通常都是以风力来表示风的大小。风速的单位用每秒多少米或每小时多少公里来表示。而发布天气预报时，大都用得是风力等级。
为了更准确的测量风力大小，人们在野外常用轻便风速表测风。这种轻便风速表，一般由感应部分和计数器所组成。感应部分由三个风杯(也有四个风杯)装于十字架上，风杯在轴承上可以自由转动，外用小框保护风杯。中轴下部与计数器相接，风杯转动，也使计数器随之转动。所以计数器是记录风杯转动的转数的。计数器通常有两个或三个记数盘，大指针指示个位和十位数，两个小记数盘上的指针分别指示百位数和个位数。仪器的下部有一开关(启动杆)，将它推上去，可使计数器与感应部分接合，计数器开始工作。把启动杆拉下来计数器则与感应部分离开，计数器停止工作。当仪器置于高处，用手直接开动不便时，可用小绳连接开关。观测时拉动小绳即可启闭。轻便风速表一般安置在四周开阔、无高大障碍物的地方，表身垂直。观测前关闭开关，记下指针的示数。等一两分钟后，打开开关，同时开动秒表记录时间。此时，风速风向仪观测员迅速离开风速表，站在仪器的下风方向。开动仪器后将近100秒钟时，观测员迅速走近仪器，在正100秒时关闭开关，记下第二次指针示数。根据前后两次读数算出其差数，此差数表示风速表指针在观测时间内所走的刻度数，记入记录表内。将此差数除以观测时间，就得出风速表每秒钟内所走的刻度数，取一位小数。再根据每秒所走的刻度数，从该风速表的检定证上查出平均风速(单位:米/秒)，取一位小数。最好连续观测两次，取其平均值，以减少仪器本身及人为的误差。
有些轻便的测风器，除具有上面讲的风速表的构造性能外，还在轴上装有风向标，用以指示风向，称为风速风向仪。
现有技术中风力监测装置的结构比较简单，尤其是现场测风力的仪器，测量误差比较大，监测过程复杂，而且现有的监测系统，也缺少必要的备份功能，经常造成数据丢失，没有参考数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种风力监测系统，解决了现有技术中现场风力监测装置缺少备份功能造成数据丢失的问题。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种风力监测系统，包括风力监测模块、远程监控模块、存储模块、报警模块，所述风力监测模块包括气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块、电源模块，所述气流获取模块用于获取气流，所述气流转换模块用于将气流获取模块获取的气流转换成标准气流，风洞测试模块用于对标准气流进行风洞测试，所述风速传感器用于获取风洞测试模块的输出气流，并将获取的气流信息输出至控制模块，控制模块对风速传感器的信号进行处理，并将处理结果通过显示模块进行显示，所述电源模块用于为气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块提供电源，所述远程监控模块用于设置风力监测模块的工作状态，并控制风力监测模块的工作，所述存储模块用于存储系统工作状态信息及当前监测到的数据，并对历史监测数据以及工作程序做远程备份。
所述控制模块的中央处理器采用单片机、FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
所述控制模块的中央处理器采用FPGA芯片中的一种。
所述控制模块的中央处理器采用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
所述风速传感器为风杯式传感器。
所述显示模块采用LED显示屏、LCD显示屏、手机、PC机、电脑显示器、平板电脑中的至少一种。
所述控制模块与显示模块之间采用无线Zigbee通信的方式传输数据。
相比现有技术，本发明所具有的有益效果为：
1、采用存储模块对历史数据进行备份，并对运行程序进行备份，避免数据丢失，造成没有参考的问题，并且在系统出现问题时候能够尽快恢复。
2、采用风洞测试模块，首先将采集到的风速转化为标准风速，然后进行风洞测试，再进行采集处理，有效提高了测量的准确率，不需要反复操作。
具体实施方式
下面对发明的技术方案进行详细说明：
一种风力监测系统，包括风力监测模块、远程监控模块、存储模块、报警模块，所述风力监测模块包括气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块、电源模块，所述气流获取模块用于获取气流，所述气流转换模块用于将气流获取模块获取的气流转换成标准气流，风洞测试模块用于对标准气流进行风洞测试，所述风速传感器用于获取风洞测试模块的输出气流，并将获取的气流信息输出至控制模块，控制模块对风速传感器的信号进行处理，并将处理结果通过显示模块进行显示，所述电源模块用于为气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块提供电源，所述远程监控模块用于设置风力监测模块的工作状态，并控制风力监测模块的工作，所述存储模块用于存储系统工作状态信息及当前监测到的数据，并对历史监测数据以及工作程序做远程备份。
所述控制模块的中央处理器采用单片机、FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
所述控制模块的中央处理器采用FPGA芯片中的一种。
所述控制模块的中央处理器采用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
所述风速传感器为风杯式传感器。
所述显示模块采用LED显示屏、LCD显示屏、手机、PC机、电脑显示器、平板电脑中的至少一种。
所述控制模块与显示模块之间采用无线Zigbee通信的方式传输数据。
本实施例采用Xilinx公司的Spartan-6系列芯片中的XC6SLX16芯片作为主处理器，Spartan-6系列不仅拥有业界领先的系统集成能力，同时还能实现适用于大批量应用的最低总成本。该系列由13个成员组成，可提供的密度从3840个逻辑单元到147443个逻辑单元不等。与上一代Spartan系列相比，该系列功耗仅为其50％，且速度更快、连接功能更丰富全面。Spartan-6系列采用成熟的45nm低功耗铜制程技术制造，实现了性价比与功耗的完美平衡，能够提供全新且更高效的双寄存器6输入查找表(LUT)逻辑和一系列丰富的内置系统级模块，其中包括18Kb(2x9Kb)BlockRAM、第二代DSP48A1Slice、SDRAM存储器控制器、增强型混合模式时钟管理模块、SelectIOTM技术、功率优化的高速串行收发器模块、PCI兼容端点模块、高级系统级电源管理模式、自动检测配置选项，以及通过AES和DeviceDNA保护功能实现的增强型IP安全性。这些优异特性以前所未有的易用性为定制ASIC产品提供了低成本的可编程替代方案。Spartan-6FPGA可为大批量逻辑设计、以消费类为导向的DSP设计以及成本敏感型嵌入式应用提供最佳解决方案。Spartan-6FPGA奠定了坚实的可编程芯片基础，非常适用于可提供集成软硬件组件的目标设计平台，以使设计人员在开发工作启动之初即可将精力集中到创新工作上。
1.Spartan-6FPGA逻辑单元评级充分体现了最新6输入LUT架构所具备的更强大的逻辑单元能力。
2.每个Spartan-6FPGASlice均包含4个LUT和8个触发器。
3.每个DSP48A1Slice内含一个18x18乘法器、一个加法器及一个累加器。
4.BlockRAM大小基本为18Kb。每个模块还可以作为两个独立的9Kb模块使用。
5.每个CMT内含两个DCM和一个PLL。
6.在-3N速度级别下不支持存储器控制器模块。
技术人员可根据涉及输入的需要选择适合项目的具体型号。
本实施例无线传输方式采用Zigbee，Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种风力监测系统，其特征在于：包括风力监测模块、远程监控模块、存储模块、报警模块，所述风力监测模块包括气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块、电源模块，所述气流获取模块用于获取气流，所述气流转换模块用于将气流获取模块获取的气流转换成标准气流，风洞测试模块用于对标准气流进行风洞测试，所述风速传感器用于获取风洞测试模块的输出气流，并将获取的气流信息输出至控制模块，控制模块对风速传感器的信号进行处理，并将处理结果通过显示模块进行显示，所述电源模块用于为气流获取模块、气流转换模块、风洞测试模块、风速传感器、控制模块、显示模块提供电源，所述远程监控模块用于设置风力监测模块的工作状态，并控制风力监测模块的工作，所述存储模块用于存储系统工作状态信息及当前监测到的数据，并对历史监测数据以及工作程序做远程备份。
2.根据权利要求1所述的风力监测系统，其特征在于：所述控制模块的中央处理器采用单片机、FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
3.根据权利要求2所述的风力监测系统，其特征在于：所述控制模块的中央处理器采用FPGA芯片中的一种。
4.根据权利要求3所述的风力监测系统，其特征在于：所述控制模块的中央处理器采用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
5.根据权利要求1所述的风力监测系统，其特征在于：所述风速传感器为风杯式传感器。
6.根据权利要求1所述的风力监测系统，其特征在于：所述显示模块采用LED显示屏、LCD显示屏、手机、PC机、电脑显示器、平板电脑中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的风力监测系统，其特征在于：所述控制模块与显示模块之间采用无线Zigbee通信的方式传输数据。
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| CN202512132U (zh) * | 2012-03-01 | 2012-10-31 | 肖兰 | 便携式风速检测装置 |
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