CN110579623A - 风参数测量装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种风参数测量装置、方法和系统，涉及测量技术领域。风参数测量装置通过第一温度检测单元实时采集环境温度信息及测量主体的测量温度信息，并将测量温度信息及环境温度信息传输至可调放大单元；主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令；可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值；主控模块当放大温度差值在预设量程范围内时，根据放大温度差值获得实时风速。本发明的实施例提供的风参数测量装置能够调节风速的测量量程，进而实现更高的精度和更宽的量程。

Description

风参数测量装置、方法和系统

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种风参数测量装置、方法和系统。

背景技术

随着时代的发展，风速测量广泛应用于科学实验和工业生产之中，特别在气象领域，高精度风速测量更是有着不可忽视的作用。目前，风速测量方法主要采用传统的风杯和风向标结构、超声波测风仪和热敏风速计等。

由于热敏风速计具有体积小、价格低、产品一致性好和安装方便等优点，热敏风速计得到越来越广泛的应用。但是现目前采用的热敏风速计只有一固定的量程范围，使得热敏风速计的测量范围有限，且测量精度也不是很高。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种风参数测量装置、方法和系统，其能够调节风速的测量量程，进而实现更高的精度和更宽的量程。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，实施例提供一种风参数测量装置，用于安装在测量主体上，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；所述第一温度检测单元用于实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息，并将所述测量温度信息及所述环境温度信息传输至所述可调放大单元；所述主控模块用于向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；所述可调放大单元用于根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；所述主控模块用于当所述放大温度差值在预设量程范围内时，根据所述放大温度差值获得实时风速。

第二方面，实施例提供一种风参数测量方法，应用于风参数测量装置，所述风参数测量装置用于安装在测量主体上，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；所述第一温度检测单元实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息；所述主控模块向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；所述可调放大单元根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；当所述放大温度差值在预设量程范围内时，所述主控模块根据所述放大温度差值获得实时风速。

第三方面，实施例提供一种风参数测量系统，包括测量主体和前述实施方式任意一项所述的风参数测量装置，所述风参数测量装置安装在所述测量主体上。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

通过主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令，使得可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值，当放大温度差值在预设量程范围内时，主控模块根据放大温度差值获得实时风速。如此，工作人员在进行风速测量时，可以根据地理位置、季节等因素或经验值设置可调放大单元的放大倍数。当该地理位置近期的风速比较低时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较小，为了使放大温度差值易于测量且精度更高，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较大；当该地理位置近期的风速比较大时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较大，为了避免放大温度差值超过预设量程范围，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较小。可见，通过主控模块可以对可调放大单元的放大倍数进行调节，使得风参数测量装置的测量范围并不固定，可以根据实际情况设置量程，进而可实现更高的精度和更宽的量程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的风参数测量系统的一种应用环境示意图；

图2为本发明实施例提供的风参数测量系统的一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的风参数测量装置的一种结构框图；

图4为本发明实施例提供的风参数测量装置的另一种结构框图；

图5为本发明实施例提供的风参数测量装置的风速测量模块的一种电路原理图；

图6为本发明实施例提供的风参数测量装置的第一加热模块和第二加热模块的一种电路原理图；

图7为本发明实施例提供的风参数测量装置的风向测量模块的一种电路原理图；

图8为本发明实施例提供的风参数测量装置的风向校准模块的一种电路原理图；

图9为本发明实施例提供的风参数测量装置的通信模块的一种电路原理图；

图10为本发明实施例提供的风参数测量装置的电源的一种电路原理图；

图11为本发明实施例提供的风参数测量装置的主控模块的一种电路原理图；

图12为本发明实施例提供的风参数测量方法的一种流程示意图；

图13为本发明实施例提供的风参数测量方法的另一种流程示意图；

图14为本发明实施例提供的风参数测量方法的又一种流程示意图。

图标：1-风参数测量系统；2-主机；3-太阳能供电设备；10-风参数测量装置；11-主控模块；12-第一加热模块；121-第一开关电路；122-第一加热电阻组；13-风速测量模块；131-第一温度检测单元；132-可调放大单元；14-第二加热模块；141-第二开关电路；142-第二加热电阻组；15-风向测量模块；151-第一风向测量单元；152-第二风向测量单元；153-第二温度检测电路；154-第一放大电路；155-第三温度检测电路；156-第二放大电路；157-第一反相衰减电路；158-第二反相衰减电路；16-风向校准模块；17-通信模块；18-电源；181-第一转换单元；182-第二转换单元；183-第三转换单元；184-第四转换单元；185-第五转换单元；20-测量主体；21-测量探头；22-防护罩；23-安装座；r-通道电阻；RH-恒温差电阻；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；R13-第十三电阻；R14-第十四电阻；R15-第十五电阻；R16-第十六电阻；R18-第十八电阻；R19-第十九电阻；R20-第二十电阻；R21-第二十一电阻；R22-第二十二电阻；R23-第二十三电阻；U1-多通道数字模拟开关；U2-第一运算放大器；U3-第二运算放大器；U4-第三运算放大器；U5-第四运算放大器；U6-第五运算放大器；U7-第六运算放大器；U8-风向校准芯片；U9-通信芯片；U10-第一转换芯片；U11-第二转换芯片；U12-第三转换芯片；U13-主控芯片；PT1-第一温度传感器；PT2-第二温度传感器；PT3-第三温度传感器；PT4-第四温度传感器；PT5-第五温度传感器；PT6-第六温度传感器；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；Q3-第三开关管；Q4-第四开关管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，为本实施例提供的风参数测量系统1的一种可实施的应用环境示意图，本实施例以风参数测量系统1应用于户外气象站为例进行说明，在其它实施例中风参数测量系统1还可以应用于科学实验和工业生产中，在此不作限制。风参数测量系统1与气象站的主机2通信连接，风参数测量系统1用于将测量得到的实时风速和实时风向传输至气象站的主机2。风参数测量系统1与气象站的太阳能供电设备3电连接，太阳能供电设备3为风参数测量系统1供电。

其中，风参数测量系统1包括风参数测量装置和测量主体，风参数测量装置安装在测量主体上。请参考图2，为本实施例提供的风参数测量系统1的一种可实施的结构示意图，测量主体20包括测量探头21、防护罩22和安装座23，测量探头21设置在安装座23的底部，可以避免雨水对测量探头21的影响。防护罩22设置在安装座23的顶部，且防护罩22可以采用百叶窗结构，可以遮挡雨水、沙尘和积雪等。测量探头21可以设置为底部封闭，中间和顶部挖空的凹槽结构，测量探头21的可以采用金属材质，且测量探头21的侧壁和底部的厚度可以设置为0.1-0.2mm，使得测量探头21具有导热性高的效果。

请参照图3，为本实施例提供的风参数测量装置10的一种可实施的结构框图，该风参数测量装置10包括主控模块11、第一加热模块12及风速测量模块13，风速测量模块13包括第一温度检测单元131和可调放大单元132，主控模块11与可调放大单元132电连接，第一温度检测单元131分别与可调放大单元132和第一加热模块12电连接，第一加热模块12用于对测量主体20进行加热，以使得测量主体20的温度与环境温度不同。

在本实施例中，第一温度检测单元131用于实时采集环境温度信息及测量主体20的测量温度信息，并将测量温度信息及环境温度信息分别传输至可调放大单元132；主控模块11用于向可调放大单元132发送放大倍数选择指令；可调放大单元132用于根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值；主控模块11用于当放大温度差值在预设量程范围内时，根据放大温度差值获得实时风速。

可以理解，主控模块11初次向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令为工作人员根据测量的地理位置、季节以及个人经验等因素设置的经验值。当该地理位置近期的风速比较低时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较小，为了使放大温度差值易于测量且精度更高，可以设置主控模块11的放大倍数选择指令对应可调放大单元132较大的放大倍数；当该地理位置近期的风速比较大时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较大，为了避免放大温度差值超过预设量程范围，可以设置主控模块11的放大倍数选择指令对应可调放大单元132较小的放大倍数。可见，通过主控模块11可以对可调放大单元132的放大倍数进行调节，使得风参数测量装置10的测量范围并不固定，可以根据实际情况设置量程，进而可实现更高的精度和更宽的量程。

当出现特殊天气情况或工作人员的估计有误时，使得放大温度差值不在预设量程范围内时(即通过初次的放大倍数选择指令获得的放大温度差值超量程时)，主控模块11可以用于向可调放大单元132发送新的放大倍数选择指令；可调放大单元132用于根据新的放大倍数选择指令确定新的放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照新的放大倍数进行放大得到新的放大温度差值；主控模块11用于将新的放大温度差值与预设量程范围进行比较，若新的放大温度差值不在预设量程范围内，则重复上述步骤直至新的放大温度差值在预设量程范围内，根据最终新的放大温度差值获得实时风速。

可以理解，当获得的放大温度差值超过风参数测量装置10的初始量程时，主控模块11则会自动调整放大倍数选择指令，进而调节可调放大单元132的放大倍数，放大温度差值则会对应的调高或调低，使得最终的放大温度差值在预设量程范围内，主控模块11根据最终的放大温度差值获得实时风速。

例如，若主控模块11初次向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令对应的放大倍数为可调放大单元132的最大放大倍数，当经过最大放大倍数放大得到的初次放大温度差值在预设量程范围内时，则表示获得的初次放大温度差值并未超最小量程，主控模块11根据初次放大温度差值能够得到精准的实时风速。当经过最大放大倍数放大得到的初次放大温度差值不在预设量程范围内时，则表示获得的初次放大温度差值超过了最小量程，主控模块11根据初次放大温度差值获得的实时风速并不是一个正确值，故主控模块11会更新放大倍数选择指令，使得可调放大单元132的放大倍数减小，得到一个比初次放大温度差值更小的新放大温度差值，若新放大温度差值在预设量程范围内，则表示新放大温度差值未超次小量程，主控模块11根据新放大温度差值能够得到精准的实时风速。若新放大温度差值不在预设量程范围内，则表示新放大温度差值超过了次小量程，主控模块11根据新放大温度差值获得的实时风速并不是一个正确值，故主控模块11会再次更新放大倍数选择指令，重复上述操作，直至调节到合适的量程，即获得最终的新放大温度差值在预设量程范围内，主控模块11根据最终的新放大温度差值获得精确的实时风速。

当然，主控模块11初次向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令对应的放大倍数还可以为可调放大单元132的最小放大倍数，即从风参数测量装置10的最大量程开始进行调节，通过对放大倍数选择指令的更新，对可调放大单元132的放大倍数进行调大处理，进而得到合适的量程，使得最终的放大温度差值易于测量，得到高精度的实时风速。在其它实施方式中，主控模块11初次向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令对应的放大倍数也可以为可调放大单元132的其它放大倍数，工作人员可以根据实际情况进行设置，在此并不作限制。

请参考图4，为本发明实施例提供的风参数测量装置10的另一种结构框图，图4所示的风参数测量装置10在图3所示的风参数测量装置10的基础上还包括至少一个第二加热模块14，每个第二加热模块14均与主控模块11电连接。

在本实施例中，主控模块11用于在放大温度差值不在预设量程范围内时，对至少一个第二加热模块14中的一个或多个第二加热模块14发送控制指令，使得接收控制指令的第二加热模块14对测量主体20进行加热。

可以理解，当风速较大时，即使主控模块11向可调放大单元132发送的新的放大倍数选择指令对应的放大倍数为最小放大倍数，经过最小放大倍数放大得到的新的放大温度差值也不在预设范围内，则表明通过调节可调放大单元132的放大倍数的方式获得的最大量程也无法测量得到当前的风速。主控模块11则可以向第二加热模块14发送控制指令，以增加加热功率的方式，使得测量温度信息与环境温度信息的温度差值该变量减小的方式来增大量程。例如，当无风速且只有第一加热模块12工作时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值为30℃；当风速为10m/s且只有第一加热模块12工作时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值为25℃；当风速为10m/s时，若第一加热模块12和一个第二加热模块14均工作，测量温度信息与环境温度信息的温度差值为27.5℃。可见，当加热功率不同时，处于相同风速的情况获得的测量温度信息与环境温度信息的温度差值是不同的，加热功率越大获得的测量温度信息与环境温度信息的温度差值与无风情况获得的测量温度信息与环境温度信息的温度差值相比，改变量较小；加热功率越小获得的测量温度信息与环境温度信息的温度差值与无风情况获得的测量温度信息与环境温度信息的温度差值相比，改变量较大。

请参考图5，为本发明实施例提供的风速测量模块13的一种可实施的电路原理图，可调放大单元132包括多个通道电阻r、第一电阻R1、第二电阻R2、多通道数字模拟开关U1和第一运算放大器U2，第一温度检测单元131通过多个通道电阻r与多通道数字模拟开关U1电连接，每个通道电阻r分别与多通道数字模拟开关U1的多个输入端一一对应电连接，多通道数字模拟开关U1的第一输出端与第一运算放大器U2的同相输入端电连接，第一电阻R1的一端电连接于第一输出端与第一运算放大器U2的同相输入端之间，第一电阻R1的另一端接地，多通道数字模拟开关U1的第二输出端与第一运算放大器U2的反相输入端电连接，多通道数字模拟开关U1的控制端与主控模块11电连接，第二电阻R2的一端电连接于第二输出端与第一运算放大器U2的反相输入端之间，第一运算放大器U2的输出端与主控模块11电连接，第二电阻R2的另一端电连接于第一运算放大器U2的输出端与主控模块11之间。

第一温度检测单元131包括第一温度传感器PT1、第二温度传感器PT2、恒温差电阻RH、第三电阻R3和第四电阻R4，第一温度传感器PT1和第三电阻R3串联于电源18和地之间，第二温度传感器PT2、恒温差电阻RH和第四电阻R4依次串联于电源18和地之间，第一加热模块12和可调放大单元132均电连接于第一温度传感器PT1与第三电阻R3之间，第一加热模块12和可调放大单元132均电连接于恒温差电阻RH与第四电阻R4之间；第一温度传感器PT1用于实时采集测量温度信息；第二温度传感器PT2用于实时采集环境温度信息。

可以理解，当多通道数字模拟开关U1为双通道数字模拟开关时，多个通道电阻r对应设置为4个，4个通道电阻r包括第一通道电阻r、第二通道电阻r、第三通道电阻r和第四通道电阻r，其中，第一通道电阻r和第三通道电阻r的阻值均为aR，第二通道电阻r和第四通道电阻r的阻值均为bR。第一温度传感器PT1与第三电阻R3电连接的一端通过第一通道电阻r和第二通道电阻r与双通道数字模拟开关的第一输出端电连接，双通道数字模拟开关的第一输出端与第一运算放大器U2的同相输入端电连接，恒温差电阻RH与第四电阻R4电连接的一端通过第三通道电阻r和第四通道电阻r与双通道数字模拟开关的第二输出端电连接，双通道数字模拟开关的第二输出端与第一运算放大器U2的反相输入端电连接。若第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为R，当主控模块11向双通道数字模拟开关的控制端发送的放大倍数选择指令为1时(即为高电平时，例如3.3V)，第一通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第一输出端为导通状态，第二通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第一输出端为断开状态，第三通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第二输出端为导通状态，第四通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第二输出端为断开状态，可调放大单元132的放大倍数为a倍。当主控模块11向双通道数字模拟开关的控制端发送的放大倍数选择指令为0时(即为低电平时，例如0V)，第一通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第一输出端为断开状态，第二通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第一输出端为导通状态，第三通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第二输出端为断开状态，第四通道电阻r对应的双通道数字模拟开关的输入端与双通道数字模拟开关的第二输出端为导通状态，可调放大单元132的放大倍数为b倍。

可见，通过选择多通道模拟开关的不同导通通道，可以实现调节第一运算放大器U2的放大倍数。

在本实施例中，第一温度传感器PT1获得的测量温度信息会转换为第三电阻R3分压得到的第一电压V1，第二温度传感器PT2获得的环境温度信息会转换为第四电压分压得到的第二电压V2。测量温度信息与环境温度信息的温度差值可以理解为第一电压V1与第二电压V2相减获得的电压差值，放大温度差值对应为第一运算放大器U2的输出电压Vo2，第一运算放大器U2对第一电压V1与第二电压V2相减获得的电压差值进行放大得到输出电压Vo2。

在本实施例中，恒温差电阻RH为一设定电阻，与第一温度传感器PT1、第二温度传感器PT2、第三电阻R3和第四电阻R4组成惠斯通电桥。在第一加热模块12工作的情况下，通过设置恒温差电阻RH的阻值大小可以设置测量主体20的温度与环境温度的恒定温度差值。当无风时，测量主体20的温度与环境温度的差值为恒定温度差值；当有风时，测量主体20的温度与环境温度的差值小于恒定温度差值，且风越大，测量主体20的温度与环境温度的差值与恒定温度差值的差距越大。

在本实施例中，第一温度传感器PT1安装在测量探头21的底部中心位置，第二温度传感器PT2安装在防护罩22处。且第一温度传感器PT1和第二温度传感器PT2均可以采用PT1000铂热电阻，也可以采用PT100铂热电阻；第一运算放大器U2可以采用LM321MF运放；多通道数字模拟开关U1可以采用CD4052数字模拟开关。

请参照图6，为本发明实施例提供的第一加热模块12和一个第二加热模块14的一种可实施的电路原理图，第一加热模块12包括第一开关电路121和第一加热电阻组122，第一温度检测单元131通过第一开关电路121与第一加热电阻组122电连接。第一开关电路121用于根据测量温度信息和环境温度信息确定第一加热电阻组122是否对测量主体20进行加热。

在本实施例中，第一开关电路121包括第二运算放大器U3、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，第二运算放大器U3的输入端与第一温度检测单元131电连接，第二运算放大器U3的输出端通过第五电阻R5与第一开关管Q1的第一引脚电连接，第一开关管Q1的第二引脚接地，第一开关管Q1的第三引脚通过第六电阻R6与电源18电连接，第七电阻R7的一端电连接于第六电阻R6与第一开关管Q1的第三引脚之间，第七电阻R7的另一端与第二开关管Q2的第一引脚电连接，第二开关管Q2的第二引脚与电源18电连接，第二开关管Q2的第三引脚与第一加热电阻组122电连接。

第一加热电阻组122包括多个第一加热电阻RT1，多个第一加热电阻RT1相互串联于第二开关管Q2的第三引脚与地之间。多个第一加热电阻RT1均匀的分布在测量探头21的底部和侧壁的内侧。

在本实施例中，当有风时，测量主体20的温度会降低，环境温度保持不变，第一温度传感器PT1在检测到测量主体20的温度降低时，第一温度传感器PT1的阻值会减小，故第三电阻R3分压得到的第一电压V1会升高，而第四电压分压得到的第二电压V2保持不变。当第一电压V1大于第二电压V2时，第二运算放大器U3输出高电平，第一开关管Q1和第二开关管Q2均处于导通状态，电源18向第一加热电阻组122供电，第一加热电阻组122对测量主体20加热，直到第一电压V1等于第二电压V2时，停止加热。

在本实施例中，第二运算放大器U3可以采用LM321MF运放，第一开关管Q1可以采用三极管，第二开关管Q2可以采用MOS管。第一开关管Q1的第一引脚可以为三极管的基极，第一开关管Q1的第二引脚可以为三极管的发射极，第一开关管Q1的第三引脚可以为三极管的集电极。第二开关管Q2的第一引脚可以为MOS管的栅极，第二开关管Q2的第二引脚为MOS管的源极，第二开关管Q2的第三引脚为MOS管的漏极。

如图6所示，每个第二加热模块14均包括第二开关电路141和第二加热电阻组142，主控模块11通过第二开关电路141与第二加热电阻组142电连接。第二开关电路141用于在控制指令的控制下，使得第二加热电阻组142对测量主体20进行加热。

其中，第二开关电路141包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，主控模块11通过第八电阻R8与第三开关管Q3的第一引脚电连接，第三开关管Q3的第二引脚接地，第三开关管Q3的第三引脚通过第九电阻R9与第一加热模块12电连接，第十电阻R10的一端电连接于第九电阻R9与第三开关管Q3的第三引脚之间，第十电阻R10的另一端与第四开关管Q4的第一引脚电连接，第四开关管Q4的第二引脚与第一加热模块12电连接，第四开关管Q4的第三引脚与第二加热电阻组142电连接。

第二加热电阻组142包括多个第二加热电阻RT2，多个第二加热电阻RT2相互串联于第四开关管Q4的第三引脚与地之间。多个第二加热电阻RT2均匀的分布在测量探头21的底部和侧壁的内侧。

在本实施例中，第四开关管Q4的第二引脚和第九电阻R9的一端均与第二开关管Q2的第三引脚电连接。当风速较大时，测量探头21的散热太快，测量探头21的温度很快降到环境温度附近，即使主控模块11向可调放大单元132发送的新的放大倍数选择指令对应的放大倍数为最小放大倍数，经过最小放大倍数放大得到的新的放大温度差值也不在预设量程范围内，主控模块11则可先向一个第二加热模块14发送控制指令，接到控制指令的第二加热模块14的第三开关管Q3和第四开关管Q4均处于导通状态，电源18则会向第二加热电阻组142供电，第二加热电阻组142会向测量探头21加热，进而提高加热功率，以提高测量探头21的温度来实现提高风速的量程。若风速过大，增加一个第二加热模块14工作提高的加热功率，使得放大温度差值还是不在预设量程范围内，控制模块可以增加第二加热模块14工作的个数，进一步的提高加热功率，使得风速的量程进一步的提高。

在本实施例中，第三开关管Q3可以采用三极管，第四开关管Q4可以采用MOS管。第三开关管Q3的第一引脚可以为三极管的基极，第三开关管Q3的第二引脚可以为三极管的发射极，第三开关管Q3的第三引脚可以为三极管的集电极。第四开关管Q4的第一引脚可以为MOS管的栅极，第四开关管Q4的第二引脚为MOS管的源极，第四开关管Q4的第三引脚为MOS管的漏极。

在本实施例中，以可调放大单元132具有a倍放大倍数和b被放大倍数，以及设置一个第一加热模块12和一个第二加热模块14为例进行说明。其中，放大倍数a高于放大倍数b。如表一所示：

表一

其中，风速S1<S2<S3<S4<S5，WL为只有第一加热模块12工作时产生的加热功率，WH为第一加热模块12和第二加热模块14均工作时产生的加热功率。可以理解，风速为0-S1为第一档风速量程，即最小风速量程；风速为S1-S2为第二档风速量程；风速为S2-S3为第三档风速量程；风速为S4-S5为第五档风速量程；风速为S5-∞为超量程。主控模块11预先存储有每个档位的风速量程的预设量程范围与该档位所处的风速范围的一一标定关系表格。

例如，当处于第一档风速量程时，若主控模块11获得的放大温度差值为0V，则表示实时风速为0m/s，若主控模块11获得的放大温度差值为1.65V，则表示实时风速为S1/2。当处于第二档风速量程时，若主控模块11获得的放大温度差值为0V则表示实时风速为S1，若主控模块11获得的放大温度差值为1.65V，则表示实时风速为S2/2。

其中，主控模块11根据放大倍数选择指令和控制指令可以确定目前处于哪一档风速量程。例如，向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令为高电平，且未向第二加热模块14发送控制指令，则表示目前处于第一档风速量程。向可调放大单元132发送的放大倍数选择指令为高电平，且向第二加热模块14发送控制指令，则表示目前处于第三档风速量程。

在本实施例中，风参数测量装置10还可以测量实时风向，如图4所示，风参数测量装置10还包括风向测量模块15，风向测量模块15与主控模块11电连接。风向测量模块15用于采集测量主体20多个方向的温度信息，并根据多个方向的温度信息获得第一温差值和第二温差值，将第一温差值和第二温差值发送至主控模块11；主控模块11用于根据第一温差值和第二温差值得到实时风向。

如图7所示，为风向测量模块15的一种可实施的电路原理图，风向测量模块15包括第一风向测量单元151和第二风向测量单元152，第一风向测量单元151和第二风向测量单元152均与主控模块11电连接；第一风向测量单元151用于采集测量主体20两个相对方向的温度信息，并根据两个相对方向的温度信息获得第一温差值；第二风向测量单元152用于采集测量主体20另外两个相对方向的温度信息，并根据另外两个相对方向的温度信息获得第二温差值。

其中，第一风向测量单元151包括第二温度检测电路153和第一放大电路154，第二风向测量单元152包括第三温度检测电路155和第二放大电路156，第二温度检测电路153通过第一放大电路154与主控模块11电连接，第三温度检测电路155通过第二放大电路156与主控模块11电连接；第二温度检测电路153用于采集测量主体20两个相对方向的温度信息；第一放大电路154用于根据两个相对方向的温度信息获得第一温差值；第三温度检测电路155用于采集测量主体20另外两个相对方向的温度信息；第二放大电路156用于根据另外两个相对方向的温度信息获得第二温差值。

可以理解，第二温度检测电路153包括第三温度传感器PT3和第四温度传感器PT4，第三温度传感器PT3和第四温度传感器PT4串联于正电源与负电源之间。第一放大电路154包括第三运算放大器U4、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14，第三运算放大器U4的正相输入端通过第十一电阻R11电连接于第三温度传感器PT3可第四温度传感器PT4之间，第十二电阻R12电连接于第三运算放大器U4的反相输入端与电源18之间，第十三电阻R13电连接于第三运算放大器U4的正相输入端与地之间，第十四电阻R14电连接于第三运算放大器U4的反相输入端与输出端之间。

第三温度检测电路155包括第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6，第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6串联于正电源与负电源之间。第二放大电路156包括第四运算放大器U5、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20和第二十一电阻R21，第四运算放大器U5的正相输入端通过第十八电阻R18电连接于第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6之间，第十九电阻R19电连接于第四运算放大器U5的反相输入端与电源18之间，第二十电阻R20电连接于第是运算放大器的正相输入端与弟地之间，第二十一电阻R21电连接于第四运算放大器U5的反相输入端与输出端之间。

在本实施例中，正电源可以提供+3.3V电压，负电源可以提供-3.3V电压，电源18向第十二电阻R12和第十九电阻R19提供的参考电压Vref可以为0V。第三温度传感器PT3可以安装在测量探头21的正东方向，第四温度传感器PT4可以安装在测量探头21的正西方向，第五温度传感器PT5可以安装在测量探头21的正南方向，第六温度传感器PT6可以安装在测量探头21的正北方向。第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十八电阻R18和第十九电阻R19的阻值均为R，第十三电阻R13、第十四电阻R14、第二十电阻R20和第二十一电阻R21的阻值均为cR。

可以理解，第三温度传感器PT3和第四温度传感器PT4之间的电压可以根据以下公式计算得到：

V3＝(6.6*pt4)/(pt3+pt4)-3.3。

其中，pt3表示第三温度传感器PT3的阻值，pt4表示第四温度传感器PT4的阻值，对应的第三运算放大器U4的输出电压Vo3＝c*V3(即第一温差值)。

同理可得，第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6之间的电压可以根据以下公式计算得到：

V4＝(6.6*pt6)/(pt5+pt6)-3.3。

其中，pt5为第五温度传感器PT5的阻值，pt6为第六温度传感器PT6的阻值，对应的第四运算放大器U5的输出电压Vo4＝c*V4(即第二温差值)。

当无风时，第三温度传感器PT3的电阻与第四温度传感器PT4的电阻相等，第五温度传感器PT5的电阻与第六温度传感器PT6的电阻相等，故V3和V4均等于0，对应的Vo3和Vo4也均为0，那么主控模块11根据第三运算放大器U4的输出电压Vo3和第四运算放大器U5的输出电压Vo4均为0，可以判断得到此时处于无风状态。当有风时，第三温度传感器PT3的电阻与第四温度传感器PT4的电阻不相等，第五温度传感器PT5的电阻与第六温度传感器PT6的电阻也不相等，故V3和V4均不等于0，对应的Vo3和Vo4也均不为0，那么主控模块11根据第三运算放大器U4的输出电压Vo3和第四运算放大器U5的输出电压Vo4均不为0，可以判断得到此时的风向。且风越大，V3和V4的值越大。

进一步地，如图7所示，由于第三运算放大器U4的输出电压Vo3和第四运算放大器U5的输出电压Vo4存在负值，为了便于主控模块11的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换)测量。第一风向测量单元151还包括第一反相衰减电路157，第二风向测量单元152还包括第二反相衰减电路158，第一放大电路154通过第一反相衰减电路157与主控模块11电连接，第二放大电路156通过第二反相衰减电路158与主控模块11电连接；第一反相衰减电路157用于对第一温差值进行调节，得到调节后的第一温差值；第二反相衰减电路158用于对第二温差值进行调节，得到调节后的第二温差值。

其中，第一反相衰减电路157包括第五运算放大器U6、第十五电阻R15和第十六电阻R16，第三运算放大器U4的输出端通过第十五电阻R15与第五运算放大器U6的反相输入端电连接，第五运算放大器U6的正相输入端与电源18电连接，第十六电阻R16电连接于第五运算放大器U6的反相输入端与输出端之间，第五运算放大器U6的输出端与主控模块11电连接。

第二反相衰减电路158包括第六运算放大器U7、第二十二电阻R22和第二十三电阻R23，第四运算放大器U5的输出端通过第二十二电阻R22与第六运算放大器U7的反相输入端电连接，第六运算放大器U7的正相输入端与电源18电连接，第二十三电阻R23电连接于第六运算放大器U7的反相输入端与输出端之间，第六运算放大器U7的输出端与主控模块11电连接。

可以理解，第十六电阻R16的阻值是第十五电阻R15的阻值的两倍，第二十三电阻R23的阻值是第二十二电阻R22的阻值的两倍，电源18向第五运算放大器U6的正相输入端和第六运算放大器U7的正相输入端均提供1.65V电压。那么第一反相衰减电路157和第二反相衰减电路158的衰减系数为0.5，直流偏置电压为1.65V，故第五运算放大器U6的输出电压Vo5＝1.65-Vo3/2，第六运算放大器U7的输出电压Vo6＝1.65-Vo4/2。进而会将Vo3和Vo4的值由-3.3V～3.3，转换为0～3.3V。

在本实施例中，第三温度传感器PT3、第四温度传感器PT4、第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6均可以采用PT1000铂热电阻，也可以采用PT100铂热电阻；第三运算放大器U4、第四运算放大器U5、第五运算放大器U6和第六运算放大器U7可以采用LM321MF运放。

在本实施例中，以八个方位为例进行具体说明。当然，可以根据实际情况通过更多的分组和更细致的数据对比，可以得到更多的方位。请参照表二，现对风向测量的具体原理进行阐述：

表二

其中，表二中所示的Va、Vb和Vs为主控模块11预先设置的风向范围值，0V<Vs<<3.3V，0V<Vb<3.3V，0V<Va≦3.3V，Vo5＝1.65-Vo3/2，Vo6＝1.65-Vo4/2，Vs的值小于Va的值和Vb的值。

在本实施例中，以顺时针方向为准，可以设置从东偏北22.5°至东偏南22.5°之间吹来的风为东风，从西偏南22.5°至西偏北22.5°之间吹来的风为西风，从南偏东22.5°至南偏西22.5°之间吹来的风为南风，从北偏西22.5°至北偏东22.5°之间吹来的风为北风，从东偏北67.5°至东偏北22.5°之间吹来的风为东北风，从西偏北22.5°至西偏北67.5°之间吹来的风为西北风，从南偏西22.5°至南偏西67.5°之间吹来的风为西南风，从东偏南22.5°至东偏南67.5°之间吹来的风为东南风。

当无风时，因为测量探头21加热过程和散热过程不可能理论上一样，故第三温度传感器PT3的电阻值、第四温度传感器PT4的电阻值、第五温度传感器PT5的电阻值与第六温度传感器PT6的电阻值会有一点差距。因此当Vo3和Vo4的绝对值小于Vs时，主控模块11则会判断此时为无风会风很小。

当风为东风时，东方的温度散热的速度最快，而南方和北方的温度散热差别不大且慢与东方的散热，西方的温度散热最慢。故第三温度传感器PT3的电阻值最小，第四温度传感器PT4的电阻值最大，第五温度传感器PT5和第六温度传感器PT6的电阻值差不多，且介于第三温度传感器PT3的电阻值和第四温度传感器PT4的电阻值之间。那么对应获得的Vo3的值介于Va～3.3V之间，对应获得的Vo4的值介于-Vb～Vb之间，Vo5的值介于0～1.65-Va/2之间，Vo6的值介于1.65-Vb/2～1.65+Vb/2之间，主控模块11根据调节后的第一温差值Vo5和第二温差值Vo6可以判断此时的风向为东风。

具体地，当风为正东方向吹来时，获得的Vo3的值对应为3.3V，获得的Vo4的值对应为0V。当风为东偏北25°时，获得的Vo3的值对应为Va，获得的Vo4的值对应为-Vb。当风为东偏南25°时，获得的Vo3的值对应为Va，获得的Vo4的值对应为Vb。当风从正东方向至东偏北25°改变方向时，获得的Vo3的值从3.3V依次降低至Va；获得的Vo4的值从0V依次降低至-Vb。当风从正东方向至东偏南25°改变方向时，获得的Vo3的值从3.3V依次降低至Va；获得的Vo4的值从0V依次增加至Vb。同理可以获得测量西风、南风、北风、东北风、西北风、西南风和东南风的工作原理，再此不作累述。

请参照图4，风参数测量装置10还包括风向校准模块16，风向校准模块16与主控模块11电连接；风向校准模块16用于对实时风向进行校准。

具体地，如图8所示，为风向校准模块16的一种可实施的电路原理图，该风向校准模块16包括风向校准芯片U8，风向校准芯片U8与主控模块11电连接。其中，风向校准模块16可以为电子罗盘，当电子罗盘检测到正南方向偏差0°时，主控模块11得到的实时风向也为地球物理上的正南方向。故通过风向校准模块16可以校准风向。

请参照图4，风参数测量装置10还包括通信模块17，主控模块11通过通信模块17与电子设备通信连接；主控模块11用于通过通信模块17将实时风速传输至电子设备。

具体地，如图9所示，为通信模块17的一种可实施的电路原理图，该通信模块17包括通信芯片U9，主控模块11通过通信芯片U9与电子设备进行通信连接，主控模块11用于通过通信芯片U9将实时风速和实时风向传输至电子设备。

在本实施例中，电子设备可以为上述的气象站主机2，通信芯片U9可以为485驱动芯片。

请参照图4，风参数测量装置10还包括电源18，电源18与主控模块11、第一加热模块12、第二加热模块14、风速测量模块13、风向测量模块15、风向校准模块16和通信模块17均电连接，用于为主控模块11、第一加热模块12、第二加热模块14、风速测量模块13、风向测量模块15、风向校准模块16和通信模块17供电。

请参照图10，为本实施例提供的电源18的一种可实施的电路原理图，该电源18包括第一转换单元181、第二转换单元182、第三转换单元183、第四转换单元184和第五转换单元185，第一转换单元181与气象站的太阳能供电设备3和第二转换单元182均电连接，第一转换单元181用于将太阳能供电设备3提供的12V电压转换为5V电压。第二转换单元182与第三转换单元183、第四转换单元184和第五转换单元185、主控模块11、第一加热模块12、第二加热模块14、风速测量模块13、风向测量模块15、风向校准模块16和通信模块17均电连接，第二转换单元182用于将5V电压转换为3.3V电压，并将3.3V电压提供至第二转换单元182与第三转换单元183、第四转换单元184和第五转换单元185、主控模块11、第一加热模块12、第二加热模块14、风速测量模块13、风向测量模块15、风向校准模块16和通信模块17。第三转换单元183与第四转换单元184和风向测量模块15均电连接，第三转换单元183用于将3.3V的转换为-3.3V，并将-3.3V电压提供至第四转换单元184和风向测量模块15。第四转换单元184与风向测量模块15电连接，第四转换单元184用于根据3.3V和-3.3V电压分压得到0V电压，并将0V电压提供至风向测量模块15。第五转换单元185与风向测量模块15电连接，第五转换单元185用于根据3.3V电压分压得到1.65V电压，并将1.65V电压提供至风向测量模块15。

在本实施例中，第一转换单元181包括第一转换芯片U10，第一转换芯片U10可以采用SY8113BA芯片。第二转换单元182包括第二转换芯片U11，第二转换芯片U11可以采用S-1112B33芯片。第三转换单元183包括第三转换芯片U12，第三转换芯片U12可以采用LM7705芯片。

如图11所示，为本实施例提供的主控模块11的一种可实施的电路原理图，该主控模块11包括主控芯片U13，主控芯片U13与风速测量模块13、第二加热模块14、风向测量模块15、风向校准模块16和通信模块17均电连接。主控芯片U13可以采用SMT32LO11F4P6芯片。

请参照图12，为本实施例提供的风参数测量方法的一种流程示意图。需要说明的是，本申请实施例的风参数测量方法并不以图12以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其他实施例中，本申请实施例的风参数测量方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。还需要说明的是，本实施例提供的风参数测量方法，其基本原理及产生的技术效果与上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中的相应内容。该风参数测量方法可以应用在上述的风参数测量装置10中，下面将对图12所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，第一温度检测单元实时采集环境温度信息及测量主体的测量温度信息。

可以理解，步骤S101可以由上述第一温度检测单元131执行。

步骤S102，主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令。

可以理解，步骤S102可以由上述主控模块11执行。

步骤S103，可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值。

可以理解，步骤S103可以由上述可调放大单元132执行。

步骤S104，当放大温度差值在预设量程范围内时，主控模块根据放大温度差值获得实时风速。

可以理解，步骤S104可以由上述主控模块11执行。

进一步地，如图13所示，为本实施例提供的另一种风参数测量方法的可实施的流程示意图，在图12所示的风参数测量方法的流程示意图的基础，风参数测量方法还包括以下步骤：

步骤S201，当放大温度差值不在预设量程范围内时，主控模块向可调放大单元发送新的放大倍数选择指令。

可以理解，步骤S201可以由上述主控模块11执行。

步骤S202，可调放大单元根据新的放大倍数选择指令确定新的放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照新的放大倍数进行放大得到新的放大温度差值。

可以理解，步骤S202可以由上述可调放大单元132执行。

步骤S203，主控模块将新的放大温度差值与预设量程范围进行比较。

可以理解，步骤S203可以由上述主控模块11执行。

步骤S204，若新的放大温度差值不在预设量程范围内，则重复上述步骤直至新的放大温度差值在预设量程范围内时，主控模块根据最终新的放大温度差值获得实时风速。

可以理解，步骤S204可以由上述主控模块11执行。

如图14所示，为本实施例提供的又一种风参数测量方法的流程示意图，风参数测量方法还包括以下步骤：

步骤S301，风向测量模块采集测量主体多个方向的温度信息，并根据多个方向的温度信息获得第一温差值和第二温差值。

可以理解，步骤S301可以由上述风向测量模块15执行。

步骤S302，主控模块依据第一温差值和第二温差值得到实时风向。

可以理解，步骤S302可以由上述主控模块11执行。

综上所述，本发明实施例提供了一种风参数测量装置、方法和系统，通过主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令，使得可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值，当放大温度差值在预设量程范围内时，主控模块根据放大温度差值获得实时风速。如此，工作人员在进行风速测量时，可以根据地理位置、季节等因素或经验值设置可调放大单元的放大倍数。当该地理位置近期的风速比较低时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较小，为了使放大温度差值易于测量且精度更高，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较大；当该地理位置近期的风速比较大时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较大，为了避免放大温度差值超过预设量程范围，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较小。可见，通过主控模块可以对可调放大单元的放大倍数进行调节，使得风参数测量装置的测量范围并不固定，可以根据实际情况设置量程，进而可实现更高的精度和更宽的量程。同时，通过风向测量模块还可以获得精准的实时风向。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种风参数测量装置，用于安装在测量主体上，其特征在于，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；

所述第一温度检测单元用于实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息，并将所述测量温度信息及所述环境温度信息传输至所述可调放大单元；

所述主控模块用于向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；

所述可调放大单元用于根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；

所述主控模块用于当所述放大温度差值在预设量程范围内时，根据所述放大温度差值获得实时风速。

2.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述主控模块用于当所述放大温度差值不在所述预设量程范围内时，向所述可调放大单元发送新的放大倍数选择指令；

所述可调放大单元用于根据所述新的放大倍数选择指令确定新的放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述新的放大倍数进行放大得到新的放大温度差值；

所述主控模块用于将所述新的放大温度差值与所述预设量程范围进行比较，若所述新的放大温度差值不在所述预设量程范围内，则重复上述步骤直至所述新的放大温度差值在所述预设量程范围内，根据最终新的放大温度差值获得实时风速。

3.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括至少一个第二加热模块，每个所述第二加热模块均与所述主控模块电连接；

所述主控模块用于在所述放大温度差值不在所述预设量程范围内时，对所述至少一个第二加热模块中的一个或多个第二加热模块发送控制指令，使得接收所述控制指令的第二加热模块对所述测量主体进行加热。

4.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括风向测量模块，所述风向测量模块与所述主控模块电连接；

所述风向测量模块用于采集所述测量主体多个方向的温度信息，并根据所述多个方向的温度信息获得第一温差值和第二温差值，将所述第一温差值和所述第二温差值发送至所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述第一温差值和所述第二温差值得到实时风向。

5.根据权利要求4所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风向测量模块包括第一风向测量单元和第二风向测量单元，所述第一风向测量单元和所述第二风向测量单元均与所述主控模块电连接；

所述第一风向测量单元用于采集所述测量主体两个相对方向的温度信息，并根据所述两个相对方向的温度信息获得所述第一温差值；

所述第二风向测量单元用于采集所述测量主体另外两个相对方向的温度信息，并根据所述另外两个相对方向的温度信息获得所述第二温差值。

6.根据权利要求5所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一风向测量单元包括第二温度检测电路和第一放大电路，所述第二风向测量单元包括第三温度检测电路和第二放大电路，所述第二温度检测电路通过所述第一放大电路与所述主控模块电连接，所述第三温度检测电路通过所述第二放大电路与所述主控模块电连接；

所述第二温度检测电路用于采集所述测量主体两个相对方向的温度信息；

所述第一放大电路用于根据所述两个相对方向的温度信息获得所述第一温差值；

所述第三温度检测电路用于采集所述测量主体另外两个相对方向的温度信息；

所述第二放大电路用于根据所述另外两个相对方向的温度信息获得所述第二温差值。

7.根据权利要求6所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一风向测量单元还包括第一反相衰减电路，所述第二风向测量单元还包括第二反相衰减电路，所述第一放大电路通过所述第一反相衰减电路与所述主控模块电连接，所述第二放大电路通过所述第二反相衰减电路与所述主控模块电连接；

所述第一反相衰减电路用于对所述第一温差值进行调节，得到调节后的第一温差值；

所述第二反相衰减电路用于对所述第二温差值进行调节，得到调节后的第二温差值。

8.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述可调放大单元包括多个通道电阻、第一电阻、第二电阻、多通道数字模拟开关和第一运算放大器，所述第一温度检测单元通过所述多个通道电阻与所述多通道数字模拟开关电连接，每个所述通道电阻分别与所述多通道数字模拟开关的多个输入端一一对应电连接，所述多通道数字模拟开关的第一输出端与所述第一运算放大器的同相输入端电连接，所述第一电阻的一端电连接于所述第一输出端与所述第一运算放大器的同相输入端之间，所述第一电阻的另一端接地，所述多通道数字模拟开关的第二输出端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述多通道数字模拟开关的控制端与所述主控模块电连接，所述第二电阻的一端电连接于所述第二输出端与所述第一运算放大器的反相输入端之间，所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块电连接，所述第二电阻的另一端电连接于所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块之间。

9.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一温度检测单元包括第一温度传感器、第二温度传感器、恒温差电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一温度传感器和所述第三电阻串联于电源和地之间，所述第二温度传感器、所述恒温差电阻和所述第四电阻依次串联于所述电源和地之间，所述第一加热模块和所述可调放大单元均电连接于所述第一温度传感器与所述第三电阻之间，所述第一加热模块和所述可调放大单元均电连接于所述恒温差电阻与所述第四电阻之间；

所述第一温度传感器用于实时采集所述测量温度信息；

所述第二温度传感器用于实时采集所述环境温度信息。

10.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一加热模块包括第一开关电路和第一加热电阻组，所述第一温度检测单元通过所述第一开关电路与所述第一加热电阻组电连接；

所述第一开关电路用于根据所述测量温度信息和所述环境温度信息确定所述第一加热电阻组是否对所述测量主体进行加热。

11.根据权利要求10所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一开关电路包括第二运算放大器、第一开关管、第二开关管、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第二运算放大器的输入端与所述第一温度检测单元电连接，所述第二运算放大器的输出端通过所述第五电阻与所述第一开关管的第一引脚电连接，所述第一开关管的第二引脚接地，所述第一开关管的第三引脚通过所述第六电阻与电源电连接，所述第七电阻的一端电连接于所述第六电阻与所述第一开关管的第三引脚之间，所述第七电阻的另一端与所述第二开关管的第一引脚电连接，所述第二开关管的第二引脚与所述电源电连接，所述第二开关管的第三引脚与所述第一加热电阻组电连接。

12.根据权利要求3所述的风参数测量装置，其特征在于，每个所述第二加热模块均包括第二开关电路和第二加热电阻组，所述主控模块通过所述第二开关电路与所述第二加热电阻组电连接；

所述第二开关电路用于在所述控制指令的控制下，使得所述第二加热电阻组对所述测量主体进行加热。

13.根据权利要求12所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第二开关电路包括第三开关管、第四开关管、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述主控模块通过所述第八电阻与所述第三开关管的第一引脚电连接，所述第三开关管的第二引脚接地，所述第三开关管的第三引脚通过所述第九电阻与所述第一加热模块电连接，所述第十电阻的一端电连接于所述第九电阻与所述第三开关管的第三引脚之间，所述第十电阻的另一端与所述第四开关管的第一引脚电连接，所述第四开关管的第二引脚与所述第一加热模块电连接，所述第四开关管的第三引脚与所述第二加热电阻组电连接。

14.根据权利要求4所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括风向校准模块，所述风向校准模块与所述主控模块电连接；

所述风向校准模块用于对所述实时风向进行校准。

15.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与电子设备通信连接；

所述主控模块用于通过所述通信模块将所述实时风速传输至所述电子设备。

16.一种风参数测量方法，其特征在于，应用于风参数测量装置，所述风参数测量装置用于安装在测量主体上，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；

所述第一温度检测单元实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息；

所述主控模块向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；

所述可调放大单元根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；

当所述放大温度差值在预设量程范围内时，所述主控模块根据所述放大温度差值获得实时风速。

17.根据权利要求16所述的风参数测量方法，其特征在于，所述主控模块向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令的步骤之后，所述方法还包括：

当所述放大温度差值不在所述预设量程范围内时，所述主控模块向所述可调放大单元发送新的放大倍数选择指令；

所述可调放大单元根据所述新的放大倍数选择指令确定新的放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述新的放大倍数进行放大得到新的放大温度差值；

所述主控模块将所述新的放大温度差值与所述预设量程范围进行比较；

若所述新的放大温度差值不在所述预设量程范围内，则重复上述步骤直至所述新的放大温度差值在所述预设量程范围内时，所述主控模块根据最终新的放大温度差值获得实时风速。

18.根据权利要求16所述的风参数测量方法，其特征在于，所述风参数测量装置还包括风向测量模块，所述主控模块与所述风向测量模块电连接；

所述风向测量模块采集所述测量主体多个方向的温度信息，并根据所述多个方向的温度信息获得第一温差值和第二温差值；

所述主控模块依据所述第一温差值和所述第二温差值得到实时风向。

19.一种风参数测量系统，其特征在于，包括测量主体和权利要求1-15任意一项所述的风参数测量装置，所述风参数测量装置安装在所述测量主体上。