CN205263332U - 降水检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种降水检测装置，包括电源输入端、降水收集模块以及控制模块；所述降水收集模块的输入接口连接所述电源输入端，所述降水收集模块的输出接口连接所述控制模块的检测端；所述降水收集模块的表面包括多个导电的触点，所述输入接口与其中一触点连接，所述输出接口与距离连接输入接口的触点最远的一触点连接，且将这两个触点连接的最短路径要经过至少两个触点。本实用新型的降水收集模块的表面需要多处落雨才会使得输入接口和输出接口之间导通，增强了降雨判定的准确性。

Description

降水检测装置

技术领域

本实用新型涉及测量领域，特别是涉及一种降水检测装置。

背景技术

能够检测出降雨/降水天气的装置现已被应用于生活中的大量领域。一种传统的降水检测装置是通过检测检测板中走线的阻值在下雨/没下雨两种环境下不一样来判断当前天气是否下雨。如图1所示：

(1)在天气晴朗时，检测板上的两根导线之间不导通，接口1和接口2之间开路。

(2)在下雨时，雨水沾在检测板上两根导线之间，接口1和接口2之间导通。

然而，图1所示检测板是单触点方案电路，只要有一滴水沾在导线之间形成触点，电路就会导通。实际使用中可能会在没有降水的情况下有导体落于两根导线之间致其导通，故这样判断是否下雨的准确性比较低，不适于大规模推广使用。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够准确地对降水情况进行检测的降水检测装置。

一种降水检测装置，包括电源输入端、降水收集模块以及控制模块；所述降水收集模块的输入接口连接所述电源输入端，所述降水收集模块的输出接口连接所述控制模块的检测端；所述降水收集模块的表面包括多个导电的触点，所述输入接口与其中一触点连接，所述输出接口与距离连接输入接口的触点最远的一触点连接，且将这两个触点连接的最短路径除起终连接的两个触点外还要至少经过其它的两个触点。

在其中一个实施例中，还包括加热模块和用于检测所述降水收集模块温度的温度检测模块，所述加热模块用于对所述降水收集模块进行加热，所述控制模块的第一端口连接所述加热模块的受控端；所述温度检测模块的输出端连接所述控制模块的第二端口；控制模块通过所述检测端检测所述降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通；在所述输入接口和输出接口之间导通时，控制模块通过所述第一端口输出控制信号控制加热模块进行加热，所述温度检测模块输出温度信号，所述控制模块在所述温度信号达到第一温度阈值时，再次检测降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍然导通，则输出降雨信号；在所述输入接口和输出接口之间不导通时，控制模块通过所述第一端口输出控制信号控制加热模块进行加热，所述温度检测模块输出温度信号，所述控制模块在所述温度信号达到第二温度阈值时，再次检测降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍导通，则输出降雪信号。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括存储单元，所述存储单元存储有预设的多个时间阈值、各时间阈值划分出多个时间区间；所述控制模块还用于记录加热模块从开始加热至所述输入接口和输出接口之间变回开路状态的蒸干时间，并根据所述蒸干时间落入的时间区间判定雨势。

在其中一个实施例中，所述加热模块包括电子开关和发热单元，所述加热模块的受控端为所述电子开关的受控端，所述电子开关的输入端连接所述电源输入端，所述电子开关的输出端连接所述发热单元。

在其中一个实施例中，所述降水收集模块包括检测板，各触点均设于所述检测板的表面，所述发热单元有多个且设于所述检测板的边缘，所述温度检测模块设于所述检测板的背面中部；或者，所述温度检测模块为多个且设于所述检测板的边缘，所述发热单元设于所述检测板的背面中部。

在其中一个实施例中，所述温度检测模块包括热敏电阻和分压电阻，所述热敏电阻一端连接所述电源输入端、另一端为所述温度检测模块的输出端且连接所述分压电阻一端，所述分压电阻另一端接地。

在其中一个实施例中，各触点为条状、圆形状或者方形状的导电金属片。

在其中一个实施例中，各触点呈矩阵排列或环形排列。

在其中一个实施例中，每个触点的宽度为0.5-0.7mm，各相邻触点的间距为0.5-0.7mm。

在其中一个实施例中，还包括与控制模块的输出端连接的无线发送模块，用于向目标终端发送所述控制模块输出的降水信号和降雪信号。

上述降水检测装置，由于将输入接口和输出接口连接的最短路径除了与输入接口和输出接口连接的两个触点外还必须要经过至少两个触点，因此降水收集模块的表面需要多处落雨才会使得输入接口和输出接口之间导通，增强了降雨判定的准确性。

附图说明

图1是一种传统的降水检测装置的检测板示意图；

图2是一实施例中降水检测装置的结构框图；

图3是再一实施例中降水检测装置的结构框图；

图4是一实施例中检测板上的触点分布示意图；

图5是另一实施例中检测板上的触点分布示意图；

图6为另一实施例中降水检测装置的结构框图；

图7为一实施例中发热电阻和热敏电阻在检测板上的分布图；

图8为另一实施例中发热电阻和热敏电阻在检测板上的分布图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图2是一实施例中降水检测装置的结构框图，包括电源输入端Vcc，控制模块10，降水收集模块30。所述降水收集模块30的输入接口连接电源输入端Vcc，降水收集模块30的输出接口连接控制模块10的检测端。

降水收集模块30的表面包括多个导电的触点，输入接口与其中一触点连接，输出接口与距离输入接口连接的触点最远的一触点连接，且将这两个触点连接的最短路径除起终连接的两个触点外还要至少经过其它的两个触点，即将这两个触点连接的最短路径除了与输入接口和输出接口连接的两个触点外还必须经过2个或2个以上其它的触点，可以经过2个触点或者3个触点又或者4个触点以及更多的触点。

若控制模块10的检测端检测到降水收集模块导通，则可判定为降雨天气，输出降雨信号。

如图4所示，在其中一个实施例中，降水收集模块30包括检测板31，各触点设于检测板31的表面，排列形成触点阵列。触点阵列可以是如图4中所示排列成矩阵形式，在其他实施例中也可以如图5所示排成环形阵列、方框形阵列、或者在环形阵列内部也设置有触点的圆形阵列，又或者是随机分布的触点群等。触点可以是条状、圆形状或者方形状的导电金属片。在图4所示实施例中，采用的是方形金属片，相邻触点的间距为0.5mm-0.7mm，优选地该间距为0.635mm，另外，每个触点的宽度a也为0.5mm-0.7mm，优选地，宽度a为0.635mm。

可以理解的，由于雨水可以算导体，当连接输入接口的触点和连接输出接口的触点被雨水导通后(相互分离的各个触点之间的检测板31表面因沾上雨水而使得相邻的触点之间被雨水导通)，原本相互断开的输入接口和输出接口之间变为导通状态，从电源输入端Vcc输入的电压可以被控制模块10的检测端检测到，从而作为判定是否降雨的依据。由于将这两个触点连接的最短路径除了与输入接口和输出接口连接的触点外还必须经过2个或2个以上其余的触点，因此降水收集模块30的表面需要多处落雨才会使得输入接口和输出接口之间导通，增强了降雨判定的准确性。

图3是再一实施例中降水检测装置的结构框图，在该实施例中，降水检测装置还包括加热模块20和用于检测降水收集模块30温度的温度检测模块50。加热模块20用于对降水收集模块30进行加热，控制模块10的第一端口连接加热模块20的受控端，温度检测模块50的输出端连接控制模块10的第二端口。控制模块10通过检测端检测降水收集模块30的输入接口和输出接口之间是否导通：

在降水收集模块30的输入接口和输出接口之间导通时，控制模块10通过第一端口输出控制信号控制加热模块20进行加热，在加热的过程中，温度检测模块50输出温度信号，控制模块10在所述温度信号达到第一温度阈值时，再次检测降水收集模块30的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍然导通，则判定为降雨天气，输出降雨信号。在其中一个实施例中，可以通过一个运算放大器来实现温度信号达到第一温度阈值时对控制模块10的触发。在其他实施例中也可以通过本领域习知的其他电路来配合实现该功能。

在降水收集模块30的输入接口和输出接口之间不导通时，控制模块10通过第一端口输出控制信号控制加热模块20进行加热，在加热的过程中，温度检测模块50输出温度信号，控制模块10在所述温度信号达到第二温度阈值时，再次检测降水收集模块30的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍导通，则判定为降雪天气，输出降雪信号。所述第二温度阈值为能够使冰雪融化的温度。在其中一个实施例中，可以通过一个运算放大器来实现温度信号达到第二温度阈值时对控制模块10的触发。在其他实施例中也可以通过本领域习知的其他电路来配合实现该功能。

在其中一个实施例中，控制模块10包括存储单元，该存储单元存储有预设的多个时间阈值、从而划分出多个时间区间。控制模块10还用于记录加热模块20从开始加热至降水收集模块30的输入接口和输出接口之间从导通变回开路状态的蒸干时间，并根据蒸干时间落入的时间区间判定雨势。计时可以通过计时器实现，即控制模块10包括计时器，该计时器用于记录加热模块20从开始加热至降水收集模块30的输入接口和输出接口之间从导通变回开路状态的蒸干时间。

具体地，控制模块10在控制加热模块20开始加热时，开始记录蒸干时间，当降水收集模块20的输入接口和输出接口之间恢复开路状态，则停止记录蒸干时间。若蒸干时间小于第一时间阈值，则判定为小雨。大于第三时间阈值则判定为暴雨。位于第一时间阈值和第二时间阈值之间则判定为中雨，位于第二时间阈值和第三时间阈值则判定为大雨。

图6为另一实施例中降水检测装置的结构框图。在该实施例中，加热模块20包括电子开关21和发热单元(本实施例中为发热电阻22，其他实施例中也可以采用其他能够将电能转化为热能的元器件)，加热模块20的受控端为电子开关21的受控端，电子开关21的输入端连接电源输入端Vcc，电子开关21的输出端连接发热电阻22，发热电阻22的另一端接地。降水收集模块30包括检测板31，各触点设于检测板31的表面。所述发热单元有多个且设于所述检测板31的边缘，所述温度检测模50块设于所述检测板31的背面中部；或者，所述温度检测模块50为多个且设于所述检测板31的边缘，所述发热单元设于所述检测板31的背面中部。温度检测模块50包括热敏电阻51和分压电阻52，热敏电阻51一端连接电源输入端Vcc、另一端为温度检测模块的输出端且连接分压电阻52的一端，分压电阻52的另一端接地。降水检测装置还包括偏压电阻32，其一端接地、另一端与降水收集模块30的输出接口相连。降水检测装置还包括与控制模块10的输出端连接的无线发送模块40，用于向目标终端发送控制模块10输出的降雨信号和降雪信号。所述目标终端可以是服务器、移动通信终端、显示终端或者播放终端，或者包括上述终端的设备等。

图6所示实施例的降水检测装置的工作原理如下：控制模块10首先检测检测板31的输入接口和输出接口之间是否导通，根据是否导通分为两种情况：

(1)输入接口和输出接口之间开路，则控制模块10的检测端检测到的电压值为0V，控制模块10输出控制信号使得电子开关21导通，发热电阻22开始对检测板31加热。发热电阻22加热检测板31的同时，控制模块10通过第二端口持续检测分压电阻52的电压值。由于热敏电阻51的阻值随着温度的升高而改变，因此分压电阻52上分得的电压也随之变化，根据检测端检测得到的电压就可以得知检测板31的温度。当检测板31的温度达到可熔化雪后，控制模块10控制电子开关21截止，使得发热电阻22停止加热(在其他实施例中也可以继续进行加热)。此时控制模块10再次检测输入接口和输出接口之间是否导通，若控制模块的检测端检测到电压值依然为0V，则判断为无降水天气；反之若检测到电压大到可以判定输入接口和输出接口之间导通，则判断为降雪天气，输出降雪信号，并控制无线发送模块40向目标终端发送降雪信号。

(2)若输入接口和输出接口之间导通(一般是因为检测板31表面有积水)，则控制模块10的检测端会检测到一个足够大的电压值，控制模块10输出控制信号使得电子开关21导通，发热电阻22开始对检测板31加热。发热电阻22加热检测板31的同时，控制模块10通过第二端口持续检测分压电阻52的电压值。由于热敏电阻51的阻值随着温度的升高而改变，从而根据分压电阻52上分得的电压变化可以得到检测板31的温度。当检测板31的温度达到可以烘干表面的雨滴后，控制模块10再次检测输入接口和输出接口之间是否导通，若仍然导通，则判断为降雨天气，并输出降雨信号控制无线发送模块40向外发送降雨信号。这样可以避免因少量的非降水因素导致的积水造成误判，提高降雨检测的准确性。

控制模块10还用于记录加热模块20从开始加热至检测板31的输入接口和输出接口之间变回开路状态的蒸干时间。通过记录发热电阻22开始加热至蒸干积水花费的时间可以判断雨势的大小。例如若烘干触点单元所需的时间小于第一时间阈值，则判定为小雨。大于第三时间阈值为暴雨。位于第一时间阈值和第二时间阈值之间则判定为中雨，位于第二时间阈值和第三时间阈值则判定为大雨。控制模块10还可以根据判断的雨势输出对应的雨势信号，无线发送模块40还用于发送雨势信号。

如图7和图8所示，本实施例中在位置方面，发热电阻22可以分布在检测板31的边缘，也可以设置在检测板31的背面中部。如果发热电阻22设置在检测板31的边缘，为了获得更好的加热效果，则至少应设置两个发热电阻22，图7中设置了4个均匀分布的发热电阻22，此时热敏电阻51优选为设置在检测板31的背面中部。如果将发热电阻22设置在检测板31的背面中部，则热敏电阻51设置在检测板31边缘附近，可以在正面也可以在背面。

在其中一个实施例中，控制模块10是带I/O(输入输出)口、AD(模数转换)口以及串口的单片机。单片机的一个AD口作为控制模块10的第二端口连接至热敏电阻51与分压电阻52之间。单片机的另一个AD口作为控制模块10的检测端连接至降水收集模块30的输出接口和偏压电阻32之间。单片机的一个I/O口作为控制模块10的第一端口连接至电子开关的受控端。单片机的串口作为控制模块10的输出端连接至所述无线发送模块40.

电子开关可以是三极管、场效应管或晶闸管等三端受控开关元器件。

以上所述实施例可以自由组合，需要说明的是以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种降水检测装置，其特征在于，包括电源输入端、降水收集模块以及控制模块；所述降水收集模块的输入接口连接所述电源输入端，所述降水收集模块的输出接口连接所述控制模块的检测端；

所述降水收集模块的表面包括多个导电的触点，所述输入接口与其中一触点连接，所述输出接口与距离连接输入接口的触点最远的一触点连接，且将这两个触点连接的最短路径除起终连接的两个触点外还要至少经过其它的两个触点。

2.根据权利要求1所述的降水检测装置，其特征在于，还包括加热模块和用于检测所述降水收集模块温度的温度检测模块，所述加热模块用于对所述降水收集模块进行加热，所述控制模块的第一端口连接所述加热模块的受控端；所述温度检测模块的输出端连接所述控制模块的第二端口；

控制模块通过所述检测端检测所述降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通；

在所述输入接口和输出接口之间导通时，控制模块通过所述第一端口输出控制信号控制加热模块进行加热，所述温度检测模块输出温度信号，所述控制模块在所述温度信号达到第一温度阈值时，再次检测降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍然导通，则输出降雨信号；

在所述输入接口和输出接口之间不导通时，控制模块通过所述第一端口输出控制信号控制加热模块进行加热，所述温度检测模块输出温度信号，所述控制模块在所述温度信号达到第二温度阈值时，再次检测降水收集模块的输入接口和输出接口之间是否导通，若仍导通，则输出降雪信号。

3.根据权利要求2所述的降水检测装置，其特征在于，所述控制模块包括存储单元，所述存储单元存储有预设的多个时间阈值、各时间阈值划分出多个时间区间；

所述控制模块还用于记录加热模块从开始加热至所述输入接口和输出接口之间变回开路状态的蒸干时间，并根据所述蒸干时间落入的时间区间判定雨势。

4.根据权利要求2所述的降水检测装置，其特征在于，所述加热模块包括电子开关和发热单元，所述加热模块的受控端为所述电子开关的受控端，所述电子开关的输入端连接所述电源输入端，所述电子开关的输出端连接所述发热单元。

5.根据权利要求4所述的降水检测装置，其特征在于，所述降水收集模块包括检测板，各触点均设于所述检测板的表面，所述发热单元有多个且设于所述检测板的边缘，所述温度检测模块设于所述检测板的背面中部；

或者，所述温度检测模块为多个且设于所述检测板的边缘，所述发热单元设于所述检测板的背面中部。

6.根据权利要求2所述的降水检测装置，其特征在于，所述温度检测模块包括热敏电阻和分压电阻，所述热敏电阻一端连接所述电源输入端、另一端为所述温度检测模块的输出端且连接所述分压电阻一端，所述分压电阻另一端接地。

7.根据权利要求1所述的降水检测装置，其特征在于，各触点为条状、圆形状或者方形状的导电金属片。

8.根据权利要求1或7所述的降水检测装置，其特征在于，各触点呈矩阵排列或环形排列。

9.根据权利要求8所述的降水检测装置，其特征在于，每个触点的宽度为0.5-0.7mm，各相邻触点的间距为0.5-0.7mm。

10.根据权利要求2-3、5-6任一权利要求所述的降水检测装置，其特征在于，还包括与控制模块的输出端连接的无线发送模块，用于向目标终端发送所述控制模块输出的降雨信号和降雪信号。