CN106643914B - 一种户外环境监测站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外环境监测站,包括有箱体,箱体上方开口、底部设有排水通道,还包括有一旋转板,箱体内壁上设有一驱动电机,用于驱动旋转板旋转;所述旋转板一面设有太阳能电池板,另一面设有装在有通信电路的容纳腔;通信电路包括有CPU、与CPU信号连接的通信单元和监测单元;还包括有为通信电路供电的电池电源;通过旋转板的旋转,当测量时,旋转板竖直设置,不仅可以将监测单元等暴露在外,实现提高测量准确度,还能将通信天线部分抬高,实现远程传输信息的质量;当不用时,旋转板横向设置,太阳能板朝外,实现充电,下雨时,旋转板也横向设置,实现挡雨的功能,设计巧妙。

Description

一种户外环境监测站
技术领域
本发明涉及一种户外环境监测站。
背景技术
目前,户外监测站一般是含有温度、湿度、PM2.5装置的监测机构,但是户外一般的要求是防止这些设备雨淋,而且还要有一个太阳能板来供电;一般的户外监测站设计笨拙,将这些部件藏于箱体内,导致测量准确性下降。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点,提供一种户外环境监测站。
为实现上述目的,本发明的具体方案如下:一种户外环境监测站,包括有箱体,箱体上方开口、底部设有排水通道,还包括有一旋转板,箱体内壁上设有一驱动电机,用于驱动旋转板旋转;所述旋转板一面设有太阳能电池板,另一面设有装载有通信电路的容纳腔;通信电路包括有CPU、与CPU信号连接的通信单元和监测单元;还包括有为通信电路供电的电池电源;
通信单元包括有通信芯片以及天线;所述天线包括有反射板,反射板上设有微带形式的两个呈上下对称的辐射单元;每个辐射单元包括有一个第一横臂,第一横臂的两侧均向下延伸出有第一波片,两个第一波片与第一横臂之间形成第一空腔;第一空腔内设有馈电臂,馈电臂与第一横臂之间通过第一连接段连接;第一横臂向上延伸出有四个等距设置的门臂,门臂的横臂向下延伸有第二波片;第一横臂的两侧向上延伸出有第一纵臂,两个第一纵臂的自由端连接形成第二横臂;两个第一纵臂之间还连接形成有第三横臂;第一纵臂均向内延伸出有L形辐射摆臂;辐射摆臂的横臂通过第二连接段向下延伸出有第三波片;第三波片向下延伸出有T形杆;第二横臂中间向下延伸出有多个等距设置的第二纵臂;第三横臂向上延伸出有两个第三纵臂;第二纵臂在两个第三纵臂之间的区域;辐射摆臂的纵臂向相邻第三纵臂一侧延伸出有多个第一耦合臂,第三纵臂向辐射摆臂一侧延伸出有多个与第一耦合臂对应的第二耦合臂。
其中,所述箱体外表面涂有防腐涂层。
其中,所述通信电路还包括有GPS定位模块,GPS定位模块与CPU信号连接,用于实时定位监测站位置。
其中,监测单元设于箱体内底面,所述监测单元包括有空气监测器以及温度监测器。
其中,所述旋转板一侧设有雨水感应器,雨水感应器与CPU信号连接;
本发明的有益效果为:通过旋转板的旋转,当测量时,旋转板竖直设置,不仅可以将监测单元等暴露在外,实现提高测量准确度,还能将通信天线部分抬高,实现远程 传输信息的质量;当不用时,旋转板横向设置,太阳能板朝外,实现充电,下雨时,旋转板也横向设置,实现挡雨的功能,设计巧妙。
附图说明
图1是本发明的俯视图;
图2是本发明的截面以及翻折演示图;
图3是本发明的通信天线的俯视图;
图4是图3的局部放大图;
图5是抗电辐射天线具体实施例的S11参数的仿真和测试曲线图。
图6是抗电辐射天线具体实施例的增益仿真测试曲线图和效率测试曲线图;
图7是抗电辐射天线具体实施例在5GHz的归一化辐射方向图;
图1至图7中的附图标记说明:
1-箱体;2-旋转板;3-驱动电机;4-监测单元;5-排水通道;6-容纳腔;7-雨水感应器;
k1-反射板;k11-第一横臂;k12-第二横臂;k13-第三横臂;k2-馈电臂;k21-第一纵臂;k22-第二纵臂;k23-第三纵臂;k31-第一波片;k32-第二波片;k33-第三波片;k4-T形杆;k5-辐射摆臂;k61-第一耦合臂;k62-第二耦合臂;k7-门臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明,并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图7所示,本实施例所述的一种户外环境监测站,包括有箱体1,箱体1上方开口、底部设有排水通道5,还包括有一旋转板2,箱体1内壁上设有一驱动电机3,用于驱动旋转板2旋转;所述旋转板2一面设有太阳能电池板,另一面设有装载有通信电路的容纳腔6;通信电路包括有CPU、与CPU信号连接的通信单元和监测单元4;还包括有为通信电路供电的电池电源;通过旋转板2的旋转,当测量时,旋转板2竖直设置,不仅可以将监测单元4等暴露在外,实现提高测量准确度,还能将通信天线部分抬高,实现远程 传输信息的质量;当不用时,旋转板2横向设置,太阳能板朝外,实现充电,下雨时,旋转板2也横向设置,实现挡雨的功能,设计巧妙。当箱内存水时,排水通道5可以进行排水。
通信单元包括有通信芯片以及天线;所述天线包括有反射板k1,反射板k1上设有微带形式的两个呈上下对称的辐射单元;每个辐射单元包括有一个第一横臂k11,第一横臂k11的两侧均向下延伸出有第一波片k31,两个第一波片k31与第一横臂k11之间形成第一空腔;第一空腔内设有馈电臂k2,馈电臂k2与第一横臂k11之间通过第一连接段连接;第一横臂k11向上延伸出有四个等距设置的门臂k7,门臂k7的横臂向下延伸有第二波片k32;第一横臂k11的两侧向上延伸出有第一纵臂k21,两个第一纵臂k21的自由端连接形成第二横臂k12;两个第一纵臂k21之间还连接形成有第三横臂k13;第一纵臂k21均向内延伸出有L形辐射摆臂k5;辐射摆臂k5的横臂通过第二连接段向下延伸出有第三波片k33;第三波片k33向下延伸出有T形杆K4;第二横臂k12中间向下延伸出有多个等距设置的第二纵臂k22;第三横臂k13向上延伸出有两个第三纵臂k23;第二纵臂k22在两个第三纵臂k23之间的区域;辐射摆臂k5的纵臂向相邻第三纵臂k23一侧延伸出有多个第一耦合臂k61,第三纵臂k23向辐射摆臂k5一侧延伸出有多个与第一耦合臂k61对应的第二耦合臂k62。馈电时,通过馈电杆进行馈电。为达到较优的抗电磁场特性,且又要满足远距离通信的辐射要求,设计的通信天线经过不下2000次的调整和修改设计出该天线,具体的测试结果如下:如图5,本天线的仿真与测试的|S11|参数标准一致,测试的10-11dB阻抗带宽是28.5%,阻带|S11|接近于0。如图6,本天线的增益曲线比较吻合,测试通带内平均增益8.2dBi,并且在通带边沿有很高的滚降度,在很宽的阻带内带外抑制超过20dBi,0~10GHz范围内有较好的滤波效果,因此可以得到其具备较强的抗电磁场能力;本发明实施例的带内效率高达95%。参阅图7,中心频率5GHz的归一化方向图;最大辐射方向在辐射体的正上方,主极化比交叉极化大25dBi以上。通带内其他频率的方向图与5GHz的方向图类似,整个通带内方向图稳定,证明其通信性能较高;上述天线为非尺寸要求天线,只要在弯折方向上、设置的孔、洞的方式上达到上述要求,均可达到上述实验结果;
如需获得上述稳定性能,本天线的尺寸具体可以优化为:以图4为参考,反射板k1为矩形,尺寸不限,应能承载微带单元为准;第一横臂k11为矩形,线宽为:1.6mm,长L1为:53mm;第一波片k31为矩形,宽为6.6mm,高为3.3mm;馈电臂k2的线宽为:2.5mm,长为35mm;第一连接段和第二连接段不做要求;两个相邻门臂k7之间距离为:3mm;门臂k7的线宽为1mm,最高处高为2.8mm;第二波片k32也为矩形,其横向宽度为1.2mm,纵向高度为:0.6mm;第一纵臂k21的线宽为:2.8mm,高L2的距离为:20mm;第二横臂k12的线宽为1.6mm,长为:47mm;第三横臂k13的线宽为1mm;辐射摆臂k5的线宽为2mm,其横臂的长:8.6mm ,纵臂的高为:5mm;第三波片k33为矩形,其长和高分别为:5mm和2.5mm;T形杆K4的线宽为:0.5mm;纵杆的高不超过1mm,横杆的长为5mm;第二纵臂k22数量为7个,相邻第二纵臂k22的距离为:0.5mm, 第二纵臂k22线宽为0.5mm,高为:5.6mm;第三纵臂k23的线宽为0.8mm,高为9.6mm;第一耦合臂k61的数量为四个,且相邻第一耦合臂k61的距离为0.35mm;第一耦合臂k61的线宽为:0.5mm,横向长为:2.7mm;第二耦合臂k62的数量也为四个,且相邻第二耦合臂k62距离为0.7mm;第二耦合臂k62为正方形,边长0.3mm。
本实施例所述的一种户外环境监测站,所述箱体1外表面涂有防腐涂层。用于户外防腐。
本实施例所述的一种户外环境监测站,所述通信电路还包括有GPS定位模块,GPS定位模块与CPU信号连接,用于实时定位监测站位置。
本实施例所述的一种户外环境监测站,监测单元4设于箱体1内底面,所述监测单元4包括有空气监测器以及温度监测器。
本实施例所述的一种户外环境监测站,所述旋转板2一侧设有雨水感应器7,雨水感应器7与CPU信号连接;用于感应雨水,当有雨水的时候,自动翻转旋转板2。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种户外环境监测站,其特征在于:包括有箱体(1),箱体(1)上方开口、底部设有排水通道(5),还包括有一旋转板(2),箱体(1)内壁上设有一驱动电机(3),用于驱动旋转板(2)旋转;所述旋转板(2)一面设有太阳能电池板,另一面设有装载有通信电路的容纳腔(6);通信电路包括有CPU、与CPU信号连接的通信单元和监测单元(4);还包括有为通信电路供电的电池电源;通信单元包括有通信芯片以及天线;所述天线包括有反射板(k1),反射板(k1)上设有微带形式的两个呈上下对称的辐射单元;每个辐射单元包括有一个第一横臂(k11),第一横臂(k11)的两侧均向下延伸出有第一波片(k31),两个第一波片(k31)与第一横臂(k11)之间形成第一空腔;第一空腔内设有馈电臂(k2),馈电臂(k2)与第一横臂(k11)之间通过第一连接段连接;第一横臂(k11)向上延伸出有四个等距设置的门臂(k7),门臂(k7)的横臂向下延伸有第二波片(k32);第一横臂(k11)的两侧向上延伸出有第一纵臂(k21),两个第一纵臂(k21)的自由端连接形成第二横臂(k12);两个第一纵臂(k21)之间还连接形成有第三横臂(k13);第一纵臂(k21)均向内延伸出有L形辐射摆臂(k5);辐射摆臂(k5)的横臂通过第二连接段向下延伸出有第三波片(k33);第三波片(k33)向下延伸出有T形杆(K4);第二横臂(k12)中间向下延伸出有多个等距设置的第二纵臂(k22);第三横臂(k13)向上延伸出有两个第三纵臂(k23);第二纵臂(k22)在两个第三纵臂(k23)之间的区域;辐射摆臂(k5)的纵臂向相邻第三纵臂(k23)一侧延伸出有多个第一耦合臂(k61),第三纵臂(k23)向辐射摆臂(k5)一侧延伸出有多个与第一耦合臂(k61)对应的第二耦合臂(k62)。
2.根据权利要求1所述的一种户外环境监测站,其特征在于:所述箱体(1)外表面涂有防腐涂层。
3.根据权利要求1所述的一种户外环境监测站,其特征在于:所述通信电路还包括有GPS定位模块,GPS定位模块与CPU信号连接,用于实时定位监测站位置。
4.根据权利要求1所述的一种户外环境监测站,其特征在于:监测单元(4)设于箱体(1)内底面,所述监测单元(4)包括有空气监测器以及温度监测器。
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