CN115525080A - 一种基于温度监测的防结冰控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法及系统，方法包括：基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。有效保障气象传感器的工作正常。

Description

一种基于温度监测的防结冰控制方法及系统

技术领域

本发明涉及监测控制技术领域，特别涉及一种基于温度监测的防结冰控制方法及系统。

背景技术

目前，在环境监测、气象监测领域风速、风向传感器已经广泛安装使用，数量庞大，由于天气等原因导致气象传感器故障较为常见，大多数以雨雪天气导致气象传感器无法正常运行，在雨雪天气气象传感器的主轴转动帽容易结冰，传感器主轴转动部位无法转动致使传感器监测失效。为了防止传感器结冰，在风杯和风标的轴承以及风向风速传感器与风杆之间的连接处采用绝缘棉包裹以防止结冰，或者可以使用防冻油或防冻剂来防止传感器结冰。此外，有些厂家增加加热丝等对轴承进行加热，使轴承保持在一定的温度范围内，不易结冰。上述方式有一定的作用，同时也存在一些弊端，对传感器的维护量较大，达不到预期效果，无法防止雨雪天气对风速、风向传感器的影响。

本发明基于环境温度监测的同时，采用光学结冰检测技术监测气象传感器（风速、风向传感器）联动部位是否结冰，并依据监测结果通过陶瓷辐射加热器对传感器主轴转动帽进行除冰，达到气象传感器（风速、风向传感器）自动防结冰的目的，有效保障风速、风向传感器工作正常，监测软件平台通过传感器监测数据和传感器工作状态数据，为用户全面展示传感器工作状况，保障监测系统正常运行。

发明内容

本发明提供一种基于温度监测的防结冰控制方法及系统，用以基于环境温度监测的同时，采用光学结冰检测技术监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并依据监测结果通过陶瓷辐射加热器对传感器主轴转动帽进行除冰，达到气象传感器自动防结冰的目的，有效保障气象传感器的工作正常。

本发明提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，包括：

步骤1：基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

步骤2：当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

步骤3：当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件，包括：

所述动态环境温度集基于时间序列进行采集，且所述目标环境温度为动态环境温度集中最后时刻所对应的环境温度值；

将目标环境温度与预设温度阈值进行比较，判断目标环境温度是否满足第一预设条件；

其中，当目标环境温度小于或等于预设温度阈值时，则判定目标环境温度满足第一预设条件。

否则，则判定目标环境温度不满足第一预设条件。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，步骤2中，当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监测结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，包括：

当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，基于中央处理端触发第二控制指令驱动红外光源将红外光信号经过同轴光纤照射到目标气象传感器的主轴转动帽上的结冰检测板上；

在主轴转动帽上的结冰检测板上反射出反射光信号；

基于光电池对反射光信号进行接收，并根据接收结果输出目标电压值；

对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态，包括：

将目标电压值与第一预设电压区间、第二预设电压区间以及第三电压预设区间进行比较，确定目标气象传感器的主轴转动帽所处的目标状态，其中，第一预设电压区间<第二预设电压区间<第三预设电压区间；

当目标电压值在第一预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上没有雨水；

当目标电压值在第二预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上存在雨水或雨雪；

当目标电压值在第三预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上结冰。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，判断第二监测结果是否满足第二预设条件，包括：

基于第二监测结果确定目标气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并基于确定结果，判断是否满足第二预设条件；

其中，当第二监测结果中目标气象传感器的主轴转动帽结冰，则判定满足第二预设条件；

否则，则判定不满足第二预设条件。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，还包括，基于中央处理端对目标气象传感器的监测进行数据管理，具体过程为：

获取远程终端对目标气象传感器的监测进行数据管理的管理项目，并基于管理项目在软件平台搭建操作管理界面，且基于操作管理界面对目标气象传感器的监测进行数据管理，其中，管理项目为多个，同时，操作管理界面为多个，且管理项目与操作管理界面一一对应；

管理项目包括：定位管理项目、设备管理项目、数据采集项目以及数据分析项目；

其中，定位管理项目用于对目标气象传感器进行定位，并基于定位信息调取目标气象传感器所在目标区域地图，同时，在目标区域地图中对目标气象传感器的位置进行位置标注；

设备管理项目，用于对每个目标气象传感器设备进行管理，包括：气象传感器设备添加、气象传感器设备删除以及气象传感器设备维护；

数据采集项目，用于采集每个目标气象传感器的监测数据；

数据分析项目，用于基于每个目标气象传感器的监测数据对每个目标气象传感器的工作状态进行诊断，并基于判断结果对气象传感器的使用寿命进行评估。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，对目标气象传感器进行定位，包括：

确定目标气象传感器的多个定位参考点，且获取多个定位参考节点对应的第一位置坐标集；

在目标气象传感器上设定定位信号发射节点，同时，基于定位信号发射节点发射定位信号，并基于多个定位参考节点对定位信号进行接收，同时，确定多个定位参考点接收到定位信号的信号强度以及接收到定位信号的信号方向；

基于定位参考点接收到定位信号的信号强度确定多个定位参考节点与定位信号发射节点对应的第一关联网络；

基于定位参考点接收到定位信号的信号方向在第一关联网络中添加矢量标签，获得多个定位节点与定位信号发射节点对应的第二关联网络；

对第二关联网络进行分析，确定定位信号发射节点相对应于每个定位参考节点的位置信息集；

对位置信息集进行结合，并采用预设算法获取目标气象传感器对应的第二位置坐标，并基于第二位置坐标完成对目标气象传感器的定位。

优选的，一种温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括：

获取对目标气象传感器所处的环境温度进行监测的监测需求，同时，确定环境温度监测设备对应的设备标识；

根据监测需求生成第一控制指令元，同时，基于环境温度监测设备的设备标识生成第二控制指令元；

将第一控制指令元与第二控制指令元进行综合生成第一控制指令，同时，将第一控制指令传输至环境温度监测设备中控制环境温度设备进行动态温度采集。

优选的，一种基于温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括

设定数据记录帧，并确定数据记录帧的记录属性，其中，记录属性包括：时间记录与温度记录，且时间记录与温度记录一一对应；

基于数据记录帧的记录属性建立数据记录表；

基于数据记录帧实时读取环境温度监测设备输出的环境温度值，以及输出环境温度值时对应的目标时间点，同时，将环境温度值以及输出环境温度值时对应的目标时间点在数据记录表中进行记录，生成目标数据记录表；

基于目标数据记录表对应的环境温度值以及目标时间点建立环境温度变化曲线，并对环境温度变化曲线进行读取，确定环境温度变化曲线的变化趋势；

将环境温度变化曲线等间隔划分为三区段，分别为：子曲线首区段、子曲线中区段以及子曲线尾区段；

基于环境温度变化曲线的变化趋势，确定在环境温度变化曲线中不符合变化趋势的目标环境温度数据，同时，确定目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段，并根据目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段对目标环境温度数据进行数据处理；

其中，当目标区段为子曲线首区段时，确定目标环境温度数据在子曲线首区段的目标位置，并根据目标位置将子曲线首区段分为第一曲线与第二曲线，其中，第一曲线对应时间点小于第二曲线对应时间点，同时，将第一曲线进行第一剔除，根据第一剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线中区段时，将目标环境温度数据进行第二剔除，并根据第二剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线尾区段时，将目标环境温度数据在动态环境温度集中进行标记；

基于对目标环境数据进行数据处理，从而完成对动态环境温度集的记录。

本发明提供了一种基于温度监测的防结冰控制系统，包括：

温度监控模块，用于基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

结冰监控模块，用于当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

加热模块，用于当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、基于环境温度监测的同时，采用光学结冰检测技术监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并依据监测结果通过陶瓷辐射加热器对传感器主轴转动帽进行除冰，达到气象传感器自动防结冰的目的，有效保障气象传感器的工作正常。

2、通过目标气象传感器的多个定位参考点，并通过定位信号发射节点发射定位信号，从而便于根据定位参考节点对定位信号的接收强度以及信号方向对目标气象传感器的位置坐标进行准确有效的确认，为实现监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰提供了便利与保障，从而便于确保气象传感器的工作效果。

3、通过确定目标数据记录表，从而可以有效确定环境温度值所时间变化的环境温度变化曲线，进而通过对环境温度变化曲线的变化趋势分析，摘选处目标环境数据，并根据目标环境数据所处的目标区段进行数据处理，进而提高了获得动态环境温度数据集的稳定性、有效性，从而极大的提高了对动态环境温度数据集的分析效率。

4、通过获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰面积，并获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰厚度，同时，根据主轴转动帽的结冰面积以及主轴转动帽的结冰厚度计算主轴转动帽的结冰体积，同时，基于主轴转动帽的结冰体积计算目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间，保障了通过目标装置对主轴转动帽上的结冰融化的效率以及准确度，保障了目标气象传感器的稳定运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于温度监测的防结冰控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中红外监控结构图；

图3为本发明实施例中装置程序流程图；

图4为本发明实施例中央处理端的结构图；

图5为本发明实施例中红外结冰检测原理图；

图6为本发明实施例中软件平台功能框图；

图7为本发明实施例中监测系统整体功能框图；

图8为本发明实施例中一种基于温度监测的防结冰控制系统的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，如图1所示，包括：

步骤1：基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

步骤2：当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

步骤3：当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

该实施例中，第一控制指令可以是基于中央处理端向环境温度监测设备发送的控制指令，并基于环境温度监测设备对目标气象传感设备所处的环境温度进行监测。

该实施例中，目标气象传感器可以是包括风速、风向传感器，即风速光电传感器和风向霍尔传感器，其中，环境温度监测设备（如温度传感器等）以及红外监控结构可同时对风速光电传感器和风向霍尔传感器进行监测。

该实施例中，第一预设条件可以是目标环境温度是否低于5摄氏度，当目标环境温度低于5摄氏度时，则满足第一预设条件。

该实施例中，第二控制指令可以是自动触发的，且用来对红外监控结构进行控制，实现对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行监测。

该实施例中，红外监控结构，如图2所示，包括：红外光源1、两芯同轴光纤2、结冰检测板3、光电池4组成，其工作原理为：光源1、两芯同轴光纤2、结冰检测板3、光电池4组成；红外光源1采用红外光源，经过两芯同轴光纤2的中心光纤6照射到结冰检测板3上，结冰检测板3反射一定光强经两芯同轴光纤侧面光纤5照到光电池4上，通过结冰检测板3反馈的光强度判断结冰检测板3表面是否结冰，结冰厚度与结冰检测板3反射光强度成比例关系，通过计算得出结冰厚度，检测结冰厚度范围为0.5mm～5mm。

该实施例中，第二预设条件可以是目标气象传感器的主轴转动帽出现结冰。

该实施例中，目标装置可以是陶瓷辐射加热器。

该实施例中，装置程序流程图，如图3所示，包括：对系统进行初始化，并基于初始化结果，对风速光电编码计数再进行风向磁场计数，进行对风向磁场计数，对风速及风向计算，并完成对风速及风向监测数据整理，再进行环境温度采集，其中，在环境温度不低于5℃时不需要进行结冰检测，陶瓷辐射加热器不加热；当环境温度低于5℃时开始进行结冰检测，如传感器开始结冰中央处理端，控制陶瓷辐射加热器对转动帽部分进行加热；当检测到无结冰时，陶瓷辐射加热器停止加热；系统自动监测传感器顶部结冰监测面是否结冰，自动控制陶瓷辐射加热器防止传感器转动帽除冰，达到自动检测、自动加热，防止传感器因结冰无法正常工作的目的。

该实施例中，中央处理端，对目标气象传感器进行监测后的监测数据通过NB物联网进行数据传输，如图4所示，其中，风速光电传感器6、风向霍尔传感器7、供电电源8、中央处理端9、陶瓷辐射加热器10、环境温度检测元11、NB物联网接口12。

上述技术方案的有益效果是：基于环境温度监测的同时，采用光学结冰检测技术监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并依据监测结果通过陶瓷辐射加热器对传感器主轴转动帽进行除冰，达到气象传感器自动防结冰的目的，有效保障气象传感器的工作正常。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件，包括：

所述动态环境温度集基于时间序列进行采集，且所述目标环境温度为动态环境温度集中最后时刻所对应的环境温度值；

将目标环境温度与预设温度阈值进行比较，判断目标环境温度是否满足第一预设条件；

其中，当目标环境温度小于或等于预设温度阈值时，则判定目标环境温度满足第一预设条件。

否则，则判定目标环境温度不满足第一预设条件。

该实施例中，时间序列可以是按照时间顺序进行采集，例如是以秒为单位对环境温度进行采集，从而确定动态环境温度集。

该实施例中，目标环境温度为动态环境温度集中最后时刻所对应的环境温度值，例如，在一段时间序列中，{第1秒对应环境温度值为10^oC、第2秒对应环境温度值为9^oC、...、第n秒对应环境温度值为5^oC}，则对应的目标环境温度为5^oC。

该实施例中，预设温度阈值可以是提前设定好的，设定为5^oC。

上述技术方案的有益效果是：通过确定是否达到第一预设条件，从而确定是否触发第二控制指令，从而提高了对气象传感器防的监测的防结冰监测以及控制的智能性与有效性。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，步骤2中，当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监测结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，包括：

当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，基于中央处理端触发第二控制指令驱动红外光源将红外光信号经过同轴光纤照射到目标气象传感器的主轴转动帽上的结冰检测板上；

在主轴转动帽上的结冰检测板上反射出反射光信号；

基于光电池对反射光信号进行接收，并根据接收结果输出目标电压值；

对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态。

该实施例中，目标电压值可以是基于光电池对反射光信号进行接收后，光电池输出的电压值。

该实施例中，主轴转动帽所处的目标状态包括：没有雨（雪）、有雨（雪）、结冰。

该实施例中，其中，红外结冰检测原理图如图5所示，中央处理端控制红外光源，驱动红外光源后红外光信号经过同轴光纤照射到结冰检测板上，结冰检测板为镀膜玻璃材质，当结冰检测板上没有雨水时，红外光直接透射结冰检测面，反射光光强特别微弱，此时光电池接收到结冰检测板反射光的光信号，光电池输出一定的电压值小于80mV，此数值为空白值；当有雨水落在结冰检测面时，雨水在监测板上的反射光，此时光电池输出电压值在80 mV～720 mV之间，主要是雨水或雨雪反射强度不同，根据实际多次试验得到此数据；当检测板上开始结冰时，初始阶段为冰水混合物，随着结冰厚度增加，反射光强信号增强，0.5mm ～ 5mm的冰面厚度对应的光电池输出电压在720 mV～1800 mV之间。

上述技术方案的有益效果是：通过光学结冰检测技术监测气象传感器，有利于使得监测更加精准，并且受环境影响（即不受雨雪、风霜等恶劣环境影响）小，从而更适合对气象传感器进行监测，提高了对气象传感器进行结冰检测的有效性与准确性。

实施例4：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态，包括：

将目标电压值与第一预设电压区间、第二预设电压区间以及第三电压预设区间进行比较，确定目标气象传感器的主轴转动帽所处的目标状态，其中，第一预设电压区间<第二预设电压区间<第三预设电压区间；

当目标电压值在第一预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上没有雨水；

当目标电压值在第二预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上存在雨水或雨雪；

当目标电压值在第三预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上结冰。

该实施例中，第一预设电压区间可以是为小于80mV，第二预设电压区间可以是80mV～720mV；第三预设电压区间可以是720mV～1800mV。

该实施例中，当结冰检测板上没有雨水时，红外光直接透射结冰检测面，反射光光强特别微弱，此时光电池接收到结冰检测板反射光的光信号，光电池输出一定的电压值小于80mV，此数值为空白值；当有雨水落在结冰检测面时，雨水在监测板上的反射光，此时光电池输出电压值在80 mV～720 mV之间，主要是雨水或雨雪反射强度不同，根据实际多次试验得到此数据；当检测板上开始结冰时，初始阶段为冰水混合物，随着结冰厚度增加，反射光强信号增强，0.5mm ～ 5mm的冰面厚度对应的光电池输出电压在720 mV～1800 mV之间。

上述技术方案的有益效果是：有利于准确确定目标气象传感器的主轴转动帽所处的状态，进而为精确控制目标装置（陶瓷辐射加热器）进行工作奠定了基础，从而提高目标气象传感器的防结冰效率。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，判断第二监测结果是否满足第二预设条件，包括：

基于第二监测结果确定目标气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并基于确定结果，判断是否满足第二预设条件；

其中，当第二监测结果中目标气象传感器的主轴转动帽结冰，则判定满足第二预设条件；

否则，则判定不满足第二预设条件。

上述技术方案的有益效果是：通过对监测结果进行分析，实现对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰条件进行准确有效的确定，为实现对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰情况提供了便利，从而便于在达到结冰条件时，及时进行防结冰操作，保障了目标气象传感器的稳定运行。

实施例6：

在实施例1的基础上，还包括，如图6所示，基于软件平台对目标气象传感器的监测进行数据管理，具体过程为：

获取远程终端对目标气象传感器的监测进行数据管理的管理项目，并基于管理项目在软件平台搭建操作管理界面，且基于操作管理界面实现对对目标气象传感器的监测进行数据管理，其中，管理项目为多个，同时，操作管理界面为多个，且管理项目与操作管理界面一一对应；

管理项目包括：定位管理项目、设备管理项目、数据采集项目以及数据分析项目；

其中，定位管理项目用于对目标气象传感器进行定位，并基于定位信息调取目标气象传感器所在目标区域地图，同时，在目标区域地图中对目标气象传感器的位置进行位置标注；

设备管理项目，用于对每个目标气象传感器设备进行管理，包括：气象传感器设备添加、气象传感器设备删除以及气象传感器设备维护；

数据采集项目，用于采集每个目标气象传感器的监测数据；

数据分析项目，用于基于每个目标气象传感器的监测数据对每个目标气象传感器的工作状态进行诊断，并基于判断结果对气象传感器的使用寿命进行评估。

该实施例中，软件平台分为GIS地图展示功能，主要显示系统传感器所在位置，在地图上进行标注并显示传感器坐标位置，用户可以直观查看详细位置及位置上传感器的监测数据、状态等；设备管理功能主要是对传感器设备进行管理，对应有设备添加、设备删除、设备维护功能，设备添加主要是添加传感器设备信息；设备删除主要是对传感器设备进行删减；设备维护主要是对传感器设备维护得记录进行统计；数据采集功能主要是采集传感器监测数据及设备状态信息；数据分析主要是对传感器设备工作状态进行诊断，对传感器本身使用寿命进项评估。

该实施例中，如图7所示，软件平台通过电信NB物联网接入服务平台获取数据（即传感器监测节点获取的目标气象传感器（风向、风速传感器），软件对各个传感器数据进行分析诊断，判断传感器工作状态；传感器将风速、风向监测数据通过NB物联网接口上传至平台服务器，同时上传传感器所处环境温度、传感器是否结冰状态数据、陶瓷辐射加热器加热状态数据，系统分析软件结合所有数据对传感器进行诊断；环境温度监测数据分析主要是记录传感器安装环境的温度变化，统计传感器在高温运行天数、在低温运行天数，为分析传感器本身使用寿命提供数据参考；传感器结冰状态监测主要是对结冰检测板发射的红外光强度进行记录，分析结冰检测单元的使用寿命及工作状态；陶瓷辐射加热器状态监测主要是记录陶瓷辐射加热器加热时间，加热电流，结合结冰检测单元数据进行综合分析，判断陶瓷辐射加热器生命周期及加热状态；通过监测的数据能够让用户了解掌握传感器工作状态，保障系统高效、稳定运行。

上述技术方案的有益效果是：通过监测的数据能够让用户了解掌握传感器工作状态，保障系统高效、稳定运行。

实施例7：

在实施例6的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，对目标气象传感器进行定位，包括：

确定目标气象传感器的多个定位参考点，且获取多个定位参考节点对应的第一位置坐标集；

在目标气象传感器上设定定位信号发射节点，同时，基于定位信号发射节点发射定位信号，并基于多个定位参考节点对定位信号进行接收，同时，确定多个定位参考点接收到定位信号的信号强度以及接收到定位信号的信号方向；

基于定位参考点接收到定位信号的信号强度确定多个定位参考节点与定位信号发射节点对应的第一关联网络；

基于定位参考点接收到定位信号的信号方向在第一关联网络中添加矢量标签，获得多个定位节点与定位信号发射节点对应的第二关联网络；

对第二关联网络进行分析，确定定位信号发射节点相对应于每个定位参考节点的位置信息集；

对位置信息集进行结合，并采用预设算法获取目标气象传感器对应的第二位置坐标，并基于第二位置坐标完成对目标气象传感器的定位。

该实施例中，定位参考点是提前设定好的，为实现对目标气象传感器进行定位提供依据或是参考指标。

该实施例中，第一位置坐标集可以是根据目标区域地图确定的各定位参考节点的位置信息。

该实施例中，定位信号发射节点用于发射定位信号，且定位参考点可对定位信号进行接收。

该实施例中，信号方向可以是不同定位参考点对定位信号的接收方向，且每个定位参考点接收到的信号方向不同。

该实施例中，第一关联网络可以是表征不同定位参考节点与定位信号发射节点之间的相对方向关系等。

该实施例中，矢量标签可以是用于标记不同定位参考点对定位信号的接收方向在第一关联网络中进行标记。

该实施例中，第二关联网络可以是表征不同定位参考节点与定位信号发射节点之间的相对位置关系等

该实施例中，位置信息集可以是定位信号发射节点与不同定位参考节点之间的相对位置数据。

该实施例中，预设算法是提前设定好的，用于获取目标气象传感器的位置坐标。

该实施例中，第二位置坐标可以是表征目标传感器对应的具体位置情况。

上述技术方案的有益效果是：通过目标气象传感器的多个定位参考点，并通过定位信号发射节点发射定位信号，从而便于根据定位参考节点对定位信号的接收强度以及信号方向对目标气象传感器的位置坐标进行准确有效的确认，为实现监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰提供了便利与保障，从而便于确保气象传感器的工作效果。

实施例8：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括：

获取对目标气象传感器所处的环境温度进行监测的监测需求，同时，确定环境温度监测设备对应的设备标识；

根据监测需求生成第一控制指令元，同时，基于环境温度监测设备的设备标识生成第二控制指令元；

将第一控制指令元与第二控制指令元进行综合生成第一控制指令，同时，将第一控制指令传输至环境温度监测设备中控制环境温度设备进行动态温度采集。

该实施例中，监测需求可以是表征对目标气象传感器所处的环境温度进行监测的准确性以及监测的时间间隔等。

该实施例中，设备标识可以是用于标记不同环境温度监测设备的一种标记标签，通过该标签可快速准确的确定相应环境温度监测设备的类型等。

该实施例中，第一控制指令元可以是根据监测需求生成的，表征的是第一控制指令需要具备的控制参数。

该实施例中，第二控制指令元可以是根据设别标识生成的，具体可以是表征第一控制指令的控制对象。

上述技术方案的有益效果是：通过确定环境温度的监测要求以及环境温度监测设备的设备标识，从而实现根据监测要求以及设备标识对第一控制指令进行准确有效的生成，保障了对环境温度设备控制的准确率，确保对环境温度监测的准确性，为实现对传感器主轴转动帽防结冰提供了便利与保障。

实施例9：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，步骤1中，根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括

设定数据记录帧，并确定数据记录帧的记录属性，其中，记录属性包括：时间记录与温度记录，且时间记录与温度记录一一对应；

基于数据记录帧的记录属性建立数据记录表；

基于数据记录帧实时读取环境温度监测设备输出的环境温度值以及输出环境温度值时对应的目标时间点，同时，将环境温度值以及输出环境温度值时对应的目标时间点在数据记录表中进行记录，生成目标数据记录表；

基于目标数据记录表对应的环境温度值以及目标时间点建立环境温度变化曲线，并对环境温度变化曲线进行读取，确定环境温度变化曲线的变化趋势；

将环境温度变化曲线等间隔划分为三区段，分别为：子曲线首区段、子曲线中区段以及子曲线尾区段；

基于环境温度变化曲线的变化趋势，确定在环境温度变化曲线中不符合变化趋势的目标环境温度数据，同时，确定目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段，并根据目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段对目标环境温度数据进行数据处理；

其中，当目标区段为子曲线首区段时，确定目标环境温度数据在子曲线首区段的目标位置，并根据目标位置将子曲线首区段分为第一曲线与第二曲线，其中，第一曲线对应时间点小于第二曲线对应时间点，同时，将第一曲线进行第一剔除，根据第一剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线中区段时，将目标环境温度数据进行第二剔除，并根据第二剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线尾区段时，将目标环境温度数据在动态环境温度集中进行标记；

基于对目标环境数据进行数据处理，从而完成对动态环境温度集的记录。

该实施例中，数据记录帧可以是提前设定好的，用来对环境温度监测设备输出的环境温度值以及输出环境温度值时对应的目标时间点的读取并记录。

该实施例中，记录属性可以是数据记录帧所记录数据的类型，包括：时间记录与温度记录。

该实施例中，数据记录表的表头标识可以是纵表头为温度、横表头为时间。

该实施例中，目标数据记录表可以是将环境温度数据以及对应的时间数据记录在数据记录表后生成的目标数据记录表。

该实施例中，变化趋势可以是在环境温度变化曲线中环境温度值随时间变化的走向。

该实施例中，目标环境温度数据可以是在环境温度变化曲线中不符合变化趋势的数据。

该实施例中，第一曲线可以是子曲线首区段中位于目标环境温度数据在子曲线首区段的目标位置的左侧，而第二曲线可以是子曲线首区段中位于目标环境温度数据在子曲线首区段的目标位置的右侧。

该实施例中，当目标环境温度数据所在的目标区段为子曲线首区段时，证明环境温度监控设备为初始运行时间段，且运行获取的数值并不稳定，故将，第一曲线进行第一删除，从而可以保障获得的动态环境温度集数据的稳定性。

该实施例中，当目标环境温度数据所在的目标区段为子曲线中区段时，则将目标环境温度数据作为异常数据进行剔除，从而保障动态环境温度集中数据的纯净度，从而有利于提高对动态环境温度集的数据记录与分析。

该实施例中，当目标环境温度数据所在的目标区段为子曲线尾区段时，将将目标环境温度数据进行标记，从而可以确定动态环境温度集是否发生温度变化等。

该实施例中，确定动态环境温度集的目的，第一，是为了确定当前环境温度，即（动态环境温度集的当前时刻对应的环境温度），从而有效确定是否对气象传感器的主轴转动帽进行结冰监测，第二、通过对动态环境温度集的建立，有利于通过动态环境温度集确定动态环境温度随时间的变化规律，从而作为衡量环境监测设备是否可以精确测量环境温度的指标之一，进而提高对结冰监测进行控制的效率与准确性。

上述技术方案的有益效果是：通过确定目标数据记录表，从而可以有效确定环境温度值所时间变化的环境温度变化曲线，进而通过对环境温度变化曲线的变化趋势分析，摘选处目标环境数据，并根据目标环境数据所处的目标区段进行数据处理，进而提高了获得动态环境温度数据集的稳定性、有效性，从而极大的提高了对动态环境温度数据集的分析效率。

实施例10：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，步骤3中，对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，还包括：

获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰面积，并获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰厚度，同时，根据主轴转动帽的结冰面积以及主轴转动帽的结冰厚度计算主轴转动帽的结冰体积，同时，基于主轴转动帽的结冰体积计算目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间，具体过程为：

读取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰厚度，并确定目标气象传感器的主轴转动帽对的结冰面积；

基于主轴转动帽的结冰面积以及主轴转动帽的结冰厚度计算主轴转动帽的结冰体积；

；

其中，V表示主轴转动帽的结冰体积；n表示将主轴转动帽分为等间隔的多个区块 时对应的区块总数，

为主轴转动帽中当前个区块，

表示当前个区块对应的结冰厚度；

表示主轴转动帽的结冰形状左边界点在建立的直角坐标系中的横坐标值，b为直角坐标系 中的最大横坐标值；

表示主轴转动帽的结冰形状的上边界曲线；

表示主轴转动 帽的结冰形状的下边界曲线；

表示积分；

获取目标装置的工作功率，并根据目标装置的工作功率以及主轴转动帽的结冰体积计算目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间；

；

其中，

表示目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的 结冰完全融化时的目标时间；

表示气候影响因子，且取值为（0.99，1.02）；

表示目标装 置对主轴转动帽的结冰体积进行加热所做的功；

表示加热延时；

表示目标装置的工作功 率；

表示功率因数；

表示目标装置工作时电流与电压的相位差；

表示目标装置的 平均工作速度；

基于目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间设定时间监控机制；

当达到主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间时，停止对主轴转动帽的加热。

该实施例中，时间监控机制可以是根据目标时间设定的起始监控时间点，每一次监控的时间间隔以及结束监控的时间点。

该实施例中，目标装置可以是陶瓷辐射加热器。

上述技术方案的有益效果是：通过获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰面积，并获取目标气象传感器的主轴转动帽的结冰厚度，同时，根据主轴转动帽的结冰面积以及主轴转动帽的结冰厚度计算主轴转动帽的结冰体积，同时，基于主轴转动帽的结冰体积计算目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热至主轴转动帽的结冰完全融化时的目标时间，保障了通过目标装置对主轴转动帽上的结冰融化的效率以及准确度，保障了目标气象传感器的稳定运行。

实施例11：

本实施例提供了一种基于温度监测的防结冰控制系统，如图5所示，包括：

温度监控模块，用于基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

结冰监控模块，用于当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

加热模块，用于当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

上述技术方案的工作原理是：当环境温度低于5℃时开始进行结冰检测，如传感器开始结冰中央处理端，控制陶瓷辐射加热器对转动帽部分进行加热；当检测到无结冰时，陶瓷辐射加热器停止加热；系统自动监测传感器顶部结冰监测面是否结冰，自动控制陶瓷辐射加热器防止传感器转动帽除冰，达到自动检测、自动加热，防止传感器因结冰无法正常工作的目的。

上述技术方案的有益效果是：基于环境温度监测的同时，采用光学结冰检测技术监测气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并依据监测结果通过陶瓷辐射加热器对传感器主轴转动帽进行除冰，达到气象传感器自动防结冰的目的，有效保障气象传感器的工作正常。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

步骤2：当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

步骤3：当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，步骤1中，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件，包括：

所述动态环境温度集基于时间序列进行采集，且所述目标环境温度为动态环境温度集中最后时刻所对应的环境温度值；

将目标环境温度与预设温度阈值进行比较，判断目标环境温度是否满足第一预设条件；

其中，当目标环境温度小于或等于预设温度阈值时，则判定目标环境温度满足第一预设条件；

否则，则判定目标环境温度不满足第一预设条件。

3.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，步骤2中，当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监测结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，包括：

当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，基于中央处理端触发第二控制指令驱动红外光源将红外光信号经过同轴光纤照射到目标气象传感器的主轴转动帽上的结冰检测板上；

在主轴转动帽上的结冰检测板上反射出反射光信号；

基于光电池对反射光信号进行接收，并根据接收结果输出目标电压值；

对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态。

4.根据权利要求3所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，对目标电压值进行分析，确定目标气象传感器中的主轴转动帽所处的目标状态，包括：

将目标电压值与第一预设电压区间、第二预设电压区间以及第三电压预设区间进行比较，确定目标气象传感器的主轴转动帽所处的目标状态，其中，第一预设电压区间<第二预设电压区间<第三预设电压区间；

当目标电压值在第一预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上没有雨水；

当目标电压值在第二预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上存在雨水或雨雪；

当目标电压值在第三预设电压区间内时，则确定目标气象传感器中的主轴转动帽上结冰。

5.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，判断第二监测结果是否满足第二预设条件，包括：

基于第二监测结果确定目标气象传感器的主轴转动帽是否结冰，并基于确定结果，判断是否满足第二预设条件；

其中，当第二监测结果中目标气象传感器的主轴转动帽结冰，则判定满足第二预设条件；

否则，则判定不满足第二预设条件。

6.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，还包括，基于中央处理端对目标气象传感器的监测进行数据管理，具体过程为：

获取远程终端对目标气象传感器的监测进行数据管理的管理项目，并基于管理项目在软件平台搭建操作管理界面，且基于操作管理界面对目标气象传感器的监测进行数据管理，其中，管理项目为多个，同时，操作管理界面为多个，且管理项目与操作管理界面一一对应；

管理项目包括：定位管理项目、设备管理项目、数据采集项目以及数据分析项目；

其中，定位管理项目用于对目标气象传感器进行定位，并基于定位信息调取目标气象传感器所在目标区域地图，同时，在目标区域地图中对目标气象传感器的位置进行位置标注；

设备管理项目，用于对每个目标气象传感器设备进行管理，包括：气象传感器设备添加、气象传感器设备删除以及气象传感器设备维护；

数据采集项目，用于采集每个目标气象传感器的监测数据；

数据分析项目，用于基于每个目标气象传感器的监测数据对每个目标气象传感器的工作状态进行诊断，并基于判断结果对气象传感器的使用寿命进行评估。

7.根据权利要求6所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，对目标气象传感器进行定位，包括：

确定目标气象传感器的多个定位参考点，且获取多个定位参考节点对应的第一位置坐标集；

在目标气象传感器上设定定位信号发射节点，同时，基于定位信号发射节点发射定位信号，并基于多个定位参考节点对定位信号进行接收，同时，确定多个定位参考点接收到定位信号的信号强度以及接收到定位信号的信号方向；

基于定位参考点接收到定位信号的信号强度确定多个定位参考节点与定位信号发射节点对应的第一关联网络；

基于定位参考点接收到定位信号的信号方向在第一关联网络中添加矢量标签，获得多个定位节点与定位信号发射节点对应的第二关联网络；

对第二关联网络进行分析，确定定位信号发射节点相对应于每个定位参考节点的位置信息集；

对位置信息集进行结合，并采用预设算法获取目标气象传感器对应的第二位置坐标，并基于第二位置坐标完成对目标气象传感器的定位。

8.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，步骤1中，基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括：

获取对目标气象传感器所处的环境温度进行监测的监测需求，同时，确定环境温度监测设备对应的设备标识；

根据监测需求生成第一控制指令元，同时，基于环境温度监测设备的设备标识生成第二控制指令元；

将第一控制指令元与第二控制指令元进行综合生成第一控制指令，同时，将第一控制指令传输至环境温度监测设备中控制环境温度设备进行动态温度采集。

9.根据权利要求1所述的一种基于温度监测的防结冰控制方法，其特征在于，步骤1中，根据第一监测结果获得动态环境温度集，包括

设定数据记录帧，并确定数据记录帧的记录属性，其中，记录属性包括：时间记录与温度记录，且时间记录与温度记录一一对应；

基于数据记录帧的记录属性建立数据记录表；

基于数据记录帧实时读取环境温度监测设备输出的环境温度值，以及输出环境温度值时对应的目标时间点，同时，将环境温度值以及输出环境温度值时对应的目标时间点在数据记录表中进行记录，生成目标数据记录表；

基于目标数据记录表对应的环境温度值以及目标时间点建立环境温度变化曲线，并对环境温度变化曲线进行读取，确定环境温度变化曲线的变化趋势；

将环境温度变化曲线等间隔划分为三区段，分别为：子曲线首区段、子曲线中区段以及子曲线尾区段；

基于环境温度变化曲线的变化趋势，确定在环境温度变化曲线中不符合变化趋势的目标环境温度数据，同时，确定目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段，并根据目标环境温度数据在环境温度变化曲线的目标区段对目标环境温度数据进行数据处理；

其中，当目标区段为子曲线首区段时，确定目标环境温度数据在子曲线首区段的目标位置，并根据目标位置将子曲线首区段分为第一曲线与第二曲线，其中，第一曲线对应时间点小于第二曲线对应时间点，同时，将第一曲线进行第一剔除，根据第一剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线中区段时，将目标环境温度数据进行第二剔除，并根据第二剔除结果获得动态环境温度集；

当目标区段为子曲线尾区段时，将目标环境温度数据在动态环境温度集中进行标记；

基于对目标环境数据进行数据处理，从而完成对动态环境温度集的记录。

10.一种基于温度监测的防结冰控制系统，其特征在于，包括：

温度监控模块，用于基于中央处理端发送第一控制指令控制环境温度监测设备实时对目标气象传感器所处的环境温度进行第一监测，并根据第一监测结果获得动态环境温度集，判断动态环境温度集中是否存在目标环境温度满足第一预设条件；

结冰监控模块，用于当动态环境温度集中存在目标环境温度满足第一预设条件时，触发第二控制指令控制红外监控结构对目标气象传感器的主轴转动帽的结冰状况进行第二监测，同时，判断第二监测结果是否满足第二预设条件；

加热模块，用于当满足第二预设条件时，触发第三控制指令控制目标装置对目标气象传感器的主轴转动帽进行加热，实现对目标气象传感器的防结冰控制。

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