CN201637756U - 基于无线传感器的万维风速风向仪 - Google Patents

基于无线传感器的万维风速风向仪 Download PDF

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梁德世
于红烨
刘志党
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器的万维风速风向仪。基于无线传感器的万维风速风向仪为简易风速仪结合万向轴三维旋转和ZigBee无线传感器模块对三维风速、水平风向、垂直风向和经纬风向的测定并构成节点，通过方便快捷的GPRS/WCDMA构成无线网络传输至server，完成风况数据的现地实时、低成本、高效率的采集、传输和记录。该风况数据为指定地区范围内的风资源分布情况，在该区域安置多台节点，经过风资源分析可以确切到小型风机安装点的具体位置，将指定地区安放最适宜的风机来采集最多的风资源来为用户发电。

Description

基于无线传感器的万维风速风向仪
技术领域
本实用新型涉及风速风向仪领域，特别涉及一种基于无线传感器的万维风速风向仪。
背景技术
针对地形地貌较较复杂的地区，风速和风向将受到很大的影响，需要在指定地区安放多台万维风速风向仪节点，可能在某一区域内安放10多台之多，若测量地点为高楼耸立的密集区，可能在每一个交叉口或者楼顶的边角处都需要安放万维风速风向仪，才能确保指定地区的风资源数据的可行性和可信性。这里就需要成本低，结构简单，多维测速和测向，具有一定精度，易于数据采集和传输，基于无线传感器的万维风速风向仪即可满足此要求。
实用新型内容
1.万维风速风向仪
万维风速风向仪结构较为简单，风吹在叶片上，使叶轮带动传动轴旋转，嵌在传动轴上的zigbee无线风速模块将相对于支架上的zigbee节点形成转速测量的无线信号测量系统，又可以将其电信号传输出去并进行记录；传动轴在两个轴承的支撑下，连接丁字架并，丁字架上的ZigBee模块可以测量风向的经纬。再连接十字万向轴，不同方向的风吹到叶片和尾翼上，带动十字万向轴水平面和垂直面的三维转动(也可以单独水平面旋转)，最底层为支架，对以上部件起支撑作用和嵌上zigbee进行定位；在尾翼处作为垂直方向的偏差，并在其表面镶嵌zigbee对其旋转产生的方位角进行定位，产生的信号也比较容易传输；在十字万向轴的水平面上粘贴360度的显示图纸，便于记录员的监察和记录，同样也在水平旋转的轴上嵌上zigbee，对其旋转量变为信号进行传输。
2.终端星形网
传输媒介为网格点对点数据传输ZigBee无线模块，可满足最低成本、低功耗无线传感器网络的特殊需求。该射频模块极低的功耗、体积小巧、易于使用，可提供设备间数据的可靠传输。ZGB-Link-Z01模块为超紧凑型、低功耗、高灵敏度的2.4GHz 802.15.4/zigbee的独立射频OEM模块。基于最新Atmel的混合信号的硬件平台，他们是专为无线传感器、控制和数据采集应用设计的。该模块特点为超紧凑的尺寸(22.7x16mm)、超紧凑的尺寸(22.7x16mm)、高RX灵敏度(-104dBm)、链路损耗预算(104dB)、高达+3dBm输出功率、无线速率250kbps、超低功耗(在睡眠模式下<6μA>、SPI接口、2.4GHz ISM频段、符合IEEE 802.15.4和ZIGBEE协议规范。其中万维风速风向仪的测量数据经过ZigBee传输，每个节点终端有四个终端，分别为风速、水平风向、垂直风向和经纬风向。
如图2.每个终端都与ZigBee节点模块相连接，构成终端数据形成和传输，使用自动测量读数模块(ARM)小系统与GPRS或CDMA构成数据无线传输输入到server中。
3、节点网络
在每个节点通过GPRS或CDMA传输采集的风况数据到server中储存和记录。
附图说明
图1万维风速风向仪
图2万维风速风向仪测量示意图
图3万维风速风向数据传输储存示意图
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做详细描述。
2.万维风速风向仪
万维风速风向仪结构较为简单，风吹在叶片上，使叶轮带动传动轴旋转，嵌在传动轴上的zigbee无线风速模块将相对于支架上的zigbee节点形成转速测量的无线信号测量系统，又可以将其电信号传输出去并进行记录；传动轴在两个轴承的支撑下，连接丁字架并，丁字架上的ZigBee模块可以测量风向的经纬。再连接十字万向轴，不同方向的风吹到叶片和尾翼上，带动十字万向轴水平面和垂直面的三维转动(也可以单独水平面旋转)，最底层为支架，对以上部件起支撑作用和嵌上zigbee进行定位；在尾翼处作为垂直方向的偏差，并在其表面镶嵌zigbee对其旋转产生的方位角进行定位，产生的信号也比较容易传输；在十字万向轴的水平面上粘贴360度的显示图纸，便于记录员的监察和记录，同样也在水平旋转的轴上嵌上zigbee，对其旋转量变为信号进行传输。
2.终端星形网
传输媒介为网格点对点数据传输ZigBee无线模块，可满足最低成本、低功耗无线传感器网络的特殊需求。该射频模块极低的功耗、体积小巧、易于使用，可提供设备间数据的可靠传输。ZGB-Link-Z01模块为超紧凑型、低功耗、高灵敏度的2.4GHz 802.15.4/zigbee的独立射频OEM模块。基于最新Atmel的混合信号的硬件平台，他们是专为无线传感器、控制和数据采集应用设计的。该模块特点为超紧凑的尺寸(22.7x16mm)、超紧凑的尺寸(22.7x16mm)、高RX灵敏度(-104dBm)、链路损耗预算(104dB)、高达+3dBm输出功率、无线速率250kbps、超低功耗(在睡眠模式下<6μA>、SPI接口、2.4GHz ISM频段、符合IEEE 802.15.4和ZIGBEE协议规范。其中万维风速风向仪的测量数据经过ZigBee传输，每个节点终端有四个终端，分别为风速、水平风向、垂直风向和经纬风向。
如图2.每个终端都与ZigBee节点模块相连接，构成终端数据形成和传输，使用自动测量读数模块(ARM)小系统与GPRS或CDMA构成数据无线传输输入到server中。
3、节点网络
在每个节点通过GPRS或CDMA传输采集的风况数据到server中储存和记录。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于无线传感器的万维风速风向仪，其特征在于，嵌在传动轴上的zigbee无线风速模块相对于支架上的zigbee节点形成转速测量的无线信号测量系统，将其电信号传输出去并进行记录；传动轴在两个轴承的支撑下，连接丁字架，再连接十字万向轴，最底层为支架，嵌上zigbee进行定位；在尾翼处作为垂直方向的偏差，并在其表面镶嵌zigbee对其旋转产生的方位角进行定位；在十字万向轴的水平面上粘贴360度的显示图纸，在水平旋转的轴上嵌上zigbee，对其旋转量变为信号进行传输。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器的万维风速风向仪，其特征在于，传输媒介为网格点对点数据传输ZigBee无线模块，该射频模块提供设备间数据的传输，ZGB-Link-Z01模块为2.4GHz 802.15.4/zigbee的独立射频OEM模块，基于Atmel的混合信号的硬件平台。
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