CN207114573U - 一种用于风塔的测风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于风塔的测风系统，涉及风力测量技术领域，可使用户实时、准确的获得风塔的风力数据信息。该用于风塔的测风系统包括：信息采集单元、数据处理单元以及数据收发单元；信息采集单元包括用于采集风塔环境信息的感测模块和用于加装感测模块的多向接入端口，感测模块与多向接入端口的一端连接，多向接入端口的另一端与数据处理单元的输入端连接；数据收发单元包括用于发送环境检测结果的信息发送终端和用于接收环境检测结果的信息接收终端，数据处理单元的输出端与信息发送终端的输入端连接，信息发送终端与信息接收终端连接。本实用新型提供的用于风塔的测风系统用于风电塔。

Description

一种用于风塔的测风系统

技术领域

本实用新型涉及风力测量技术领域，尤其涉及一种用于风塔的测风系统。

背景技术

随着近年来风电产业的快速发展，风塔的建设数量越来越多，规模也越来越大。但是，由于风能资源具有间歇性、随机性和波动性，导致了大规模风电基地的风力发电也会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。而为了高效、稳定的利用风能资源，对风塔的风力监测尤为关键。

现有的风塔测风技术通常是在风塔上安装一套测风装置(例如：NRG测风装置)，该测风装置设有存储器和液晶显示器，当用户需要了解风力数据信息时，用户需爬上风塔手动操作测风装置的键盘，使存储在测风装置中的风力数据信息在测风装置的显示面板中显示，供用户查看。可见，使用现有技术中的测风装置，用户获得风力数据信息的方式较为繁琐，不能够保证获得风力数据信息的实时性，另外，风塔的用户属于高危职业，当在风塔上手动操作测风装置获得风力数据信息时，也会存在较大的安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于风塔的测风系统，可使用户实时、准确的获得风塔的风力数据信息。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于风塔的测风系统，包括用于采集风塔环境信息的信息采集单元、用于根据所述风塔环境信息获取环境检测结果的数据处理单元以及用于发送和接收所述环境检测结果的数据收发单元；

所述信息采集单元包括用于采集风塔环境信息的感测模块和用于加装所述感测模块的多向接入端口，所述感测模块与所述多向接入端口的一端连接，所述多向接入端口的另一端与所述数据处理单元的输入端连接；

所述数据收发单元包括用于发送所述环境检测结果的信息发送终端和用于接收所述环境检测结果的信息接收终端，所述数据处理单元的输出端与所述信息发送终端的输入端连接，所述信息发送终端与所述信息接收终端连接。

优选的，所述感测模块包括用于测量风速信息的超声波风速传感器和红外风速测量仪，以及用于测量风向信息的风向传感器，所述多向接入端口的一端分别与所述超声波风速传感器、所述红外风速测量仪以及所述风向传感器交互连接。

较佳的，所述感测模块还包括日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片中的一种或多种；所述日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片的一种或多种通过所述多向接入端口所述数据处理单元的输入端连接。

优选的，所述数据处理单元包括用于存储所述风塔环境信息的存储器和用于根据所述风塔环境信息获取所述环境检测结果的处理器，所述多向接入端口的输出端与所述存储器的输入端连接，所述存储器的输出端与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述信息发送终端的输入端连接。

较佳的，所述数据处理单元还包括控制器、数据选择器、无线通信模块和控制终端，所述控制终端与所述无线通信模块的一端交互连接，所述无线通信模块的另一端分别与所述控制器的输入端和所述数据选择器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述多向接入端口连接，所述数据选择器的输出端与所述处理器的输入端连接；所述控制终端用于根据指令发出相应的控制信号和/或相应的数据选择信号；所述控制器用于根据所述控制信号控制所述感测模块采集所述风塔环境信息的周期；所述数据选择器用于根据所述数据选择信号选择存储在所述存储器中的所述风塔环境信息的类别。

进一步的，所述数据处理单元还包括用于比较所述环境检测结果是否超出阈值的比较器，所述处理器与所述比较器连接，所述比较器与所述预警信号生成模块连接，所述预警信号生成模块与所述无线通信模块连接。

优选的，所述信息发送终端包括信息加密芯片，所述信息接收终端包括与所述信息加密芯片对应的解密芯片。

优选的，所述控制终端和所述信息接收终端集成设置在手机或电脑中。

优选的，还包括供电单元，所述供电单元分别与所述信息采集单元、所述数据处理单元以及数据收发单元连接；所述供电单元包括蓄电池以及给蓄电池充电的太阳能电池板。

优选的，还包括避雷器，所述避雷器的一端与所述蓄电池连接，所述避雷器的另一端接地连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于风塔的测风系统具有以下有益效果：

本实用新型提供的用于风塔的测风系统中，由于信息采集单元与数据处理单元连接，数据处理单元与数据收发单元连接，通过信息采集单元实时采集风塔环境信息，数据处理单元根据风塔环境信息获取环境检测结果，之后由信息发送终端将环境检测结果发送至用户持有的信息接收终端，满足了用户实时接收当前风塔的环境检测结果的需求，例如风力数据信息；另外，本实用新型中的信息采集单元还包括用于加装所述感测模块的多向接入端口，通过多向接入端口的设置，能够使用户根据对风塔环境信息的实际需求，自行的在多向接入端口中加装或减装不同功能的感测模块，减少多余功能的感测模块的设置，满足用户的个性化定制需求，使得本实用新型中用于风塔的测风系统的功能更加多样与实用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中用于风塔的测风系统中的结构框图。

附图标记：

1-信息采集单元， 2-数据处理单元；

3-数据收发单元， 11-感测模块；

12-多向接入端口 21-存储器；

22-处理器， 23-比较器；

24-数据选择器， 25-控制器；

26-预警信号生成模块， 27-无线通信模块；

28-控制终端； 31-信息发送终端；

32-信息接收终端。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统包括用于采集风塔环境信息的信息采集单元1、用于根据风塔环境信息获取环境检测结果的数据处理单元2，以及用于发送和接收环境检测结果的数据收发单元3；

信息采集单元1包括用于采集风塔环境信息的感测模块11和用于加装感测模块11的多向接入端口12，感测模块11与多向接入端口12的一端连接，多向接入端口12的另一端与数据处理单元2的输入端连接；

数据收发单元3包括用于发送环境检测结果的信息发送终端31和用于接收环境检测结果的信息接收终端32，数据处理单元2的输出端与信息发送终端31的输入端连接，信息发送终端31与信息接收终端32连接。

在具体实施的过程中，由于风塔的建设位置偏远且环境恶劣，恶劣的自然环境会对测风系统中的各部件造成损害，尤其对易损耗的信息采集单元1的损害较大，而为了保证上述实施例中的测风系统能够持续稳定的工作，在实际使用的过程中，通常会在上述测风系统中设置两套信息采集单元1，使得两套信息采集单元1分别与数据处理单元2连接，从而当其中一套信息采集单元1出现故障后，另一套信息采集单元1可以继续采集风塔环境信息，维持测风系统的正常工作，延长测风系统的使用寿命。

通过上述具体实施过程可知，本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统中，由于信息采集单元1与数据处理单元2连接，数据处理单元2与数据收发单元3连接，通过信息采集单元1实时采集风塔环境信息，数据处理单元2根据风塔环境信息获取环境检测结果，之后由信息发送终端31将环境检测结果发送至用户持有的信息接收终端32，满足了用户实时接收当前风塔的环境检测结果的需求，例如风力数据信息；另外，本实用新型中的信息采集单元1还包括用于加装感测模块11的多向接入端口12，通过多向接入端口11的设置，能够使用户根据实际需求，自由的在多向接入端口12中加装或减装不同功能的感测模块11，减少多余功能的感测模块11的设置，满足用户的个性化定制需求，使得本实用新型中用于风塔的测风系统的功能更加多样与实用。

需要说明的是，本实施例中的测风系统采用了包括信息发送终端31和信息接收终端32的数据收发单元3，通过信息接收终端32可使用户远程接收并查看风塔的实时环境检测结果，因此，本实施例中的测风系统无需在环境信息采集端设置显示风力数据信息的显示面板，节约了测风系统电能的消耗，延长测风系统的持续工作时间。

具体的，感测模块11包括用于测量风速信息的超声波风速传感器和红外风速测量仪，以及用于测量风向信息的风向传感器，多向接入端口12的一端分别与超声波风速传感器、红外风速测量仪、以及风向传感器交互连接。

在具体实时的过程中，一个感测模块11可以只包括一个器件，例如超声波风速传感器，此时若要实现上述实施例中的功能，需通过多向接入端口12连接三个感测模块11，并对应的在三个感测模块11中分别安装超声波风速传感器、红外风速测量仪和风向传感器。当然，一个感测模块11也可以包括多个器件，例如上述实施例中的一个感测模块11包括超声波风速传感器、红外风速测量仪和风向传感器，使得一个感测模块11即可实现上述实施例中的功能，因此，本实施例不再对一个感测模块11包括的器件数量进行限定，用户可根据实际需要自行选择。

另外，通过超声波风速传感器和红外风速测量仪分别测量并得到当前风速V₁和风速V₂，使数据处理单元2根据公式V＝(V₁+V₂)/2，计算得到当前风速V。由于超声波风速传感器和红外风速测量仪的测量风速的精度高、因此通过超声波风速传感器和红外风速测量仪的设置，保证了风速V₁和风速V₂的准确性，而为了进一步减少误差，本实施例通过数据处理单元2对风速V₁和风速V₂进行求均值处理，从而使风速V更加接近于实际风速。

需要补充的是，感测模块11还包括日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片中的一种或多种；日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片的一种或多种通过多向接入端口12与数据处理单元2的输入端连接。其中，日照传感器用于采集日照阳光强度，温湿度传感器用于采集空气中的温湿度，气压传感器用于采集大气压力，计时芯片用于记录当前采集到的风塔环境信息的具体时刻，定位芯片用于准确定位风塔所处的地理位置。在具体实施的过程中，用户可根据不同的数据需求，自行的在多向接入端口12中加装或减装上述功能的感测模块11，以获得对应的数据信息。

为了实现测风系统的功能多样性，使得用户能够全面、多样的了解到风塔环境信息，在实际安装的过程中，优选的在多向接入端口12分别设置风速传感器、风向传感器、日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片和定位芯片；其中，定时芯片可采用稳定性较佳的DS1672低电压计时芯片，定位芯片通常采用定位精度较高的GPS定位芯片。

进一步的，请继续参阅图1，数据处理单元2包括用于存储风塔环境信息的存储器21和用于根据风塔环境信息获取环境检测结果的处理器22，多向接入端口12的输出端与存储器21的输入端连接，存储器21的输出端与处理器22的输入端连接，处理器22的输出端与信息发送终端31的输入端连接。

数据处理单元2还包括控制器25、数据选择器24、无线通信模块27和控制终端28，控制终端28与无线通信模块27的一端交互连接，无线通信模块27的另一端分别与控制器25的输入端和数据选择器24的输入端连接，控制器25的输出端与多向接入端口12连接，数据选择器24的输出端与处理器22的输入端连接；控制终端28用于根据指令发出相应的控制信号和/或相应的数据选择信号；控制器25用于根据控制信号控制感测模块11采集风塔环境信息的周期；数据选择器24用于根据数据选择信号选择存储在存储器21中的风塔环境信息的类别。

在具体实施的过程中，控制终端28通过无线通信模块27分别与控制器25和数据选择器24建立信号连接，使得控制器25根据控制终端28输出的控制信号对感测模块11采集风塔环境信息的周期进行控制；具体的，当多向接入端口12的一端分别设置有超声波风速传感器、风向传感器和温湿度传感器时，此时，通过控制终端28可将超声波风速传感器、风向传感器和温湿度传感器的采集信息的周期设置为一致，例如采集信息的周期均为10分钟，即超声波风速传感器、风向传感器和温湿度传感器就会每隔10分钟采集一次数据；或者，通过控制终端28可将超声波风速传感器、风向传感器和温湿度传感器的采集信息的周期设置为不一致，例如超声波风速传感器和风向传感器的采集信息周期为10分钟，温湿度传感器的采集信息周期为20分钟。

另外，用户还可通过控制终端28选择风塔环境信息的类别，例如，当用户只需了解风速信息时，用户可在控制终端28中输入对应的风速信息指令，此时，数据选择器24根据控制终端28输出的数据选择信号选择存储在存储器21中风速信息，使得处理器22只对上述风速信息进行处理，即只得到风速检测结果，最后将风速检测结果通过信息发送终端31发送至用户持有的信息接收终端32。示例性的，风塔环境信息的类别包括风速信息、风向信息、温湿度信息、气压信息等。

通过上述具体实施过程可知，本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统中，由于控制器25的输出端与多向接入端口12连接，数据选择器24的输出端与处理器22连接，而控制终端28又通过无线通信模块27分别与控制器25和数据选择器24建立信号连接，因此用户通过控制终端28可实现对感测模块11和处理器22的远程控制，即，用户可根据实际需要远程控制感测模块11采集风塔环境信息的周期，以及选择存储器21中存储的风塔环境信息类别，使得处理器22对用户选择的风塔环境信息类别进行处理，获取对应的风塔环境检测结果；可见，本实施例不仅能够远程设置各感测模块11采集环境信息的周期，还能够选择风塔环境检测结果的输出，避免了非用户需要的风塔环境检测结果的输出，使得用户接收到的风塔环境检测结果简单明了。

其中，本实施例中的无线通信模块27包括蓝牙模块、红外模块、GPRS模块中的任一种，而由于蓝牙模块具有应用范围广、传输距离长等特点，本实施例中的无线通信模块27优选为蓝牙模块，使得用户可远距离的对测风系统进行操控和维护。

需要补充的是，在具体实施的过程中，为了避免无线通信模块27发生故障而导致风塔环境信息不能够及时的输出给用户，本实施例中还设有与存储器21连接的USB接口，使得用户在无线通信模块27发生故障时，能够通过USB接口手动拷贝存储在存储器21中的风塔环境信息。

可以理解的是，上述实施例中各个器件的功能均为现有器件或逻辑电路能够实现的，本实施例只是对其中各个器件的应用和连接关系进行了改进，而并未对其中各个器件的功能进行任何改进。例如：数据选择器24可以为现有技术中的7SLS151数据选择器，本实施例不再对上述器件的具体结构进行赘述。

请继续参阅图1，为了实现测风系统的预警功能，数据处理单元2还包括用于比较环境检测结果是否超出阈值的比较器23，处理器22与比较器23连接，比较器23与预警信号生成模块26连接，预警信号生成模块26与无线通信模块27连接。例如，预警信号生成模块26为MSP430信号生成器，比较器23可以为数据比较电路，当然也可以为现有技术中具有数据比较功能的C8051F系列单片机，由于数据比较电路和C8051F系列单片机均为现有技术中常用的器件，因此，本实施例不再对上述MSP430信号生成器、数据比较电路和C8051F系列单片机的具体结构及其连接关系进行赘述。

在具体实施的过程中，用户通过控制终端28设置比较器23的阈值，当上述环境检测结果大于或等于比较器23的阈值时，预警信号生成模块26自动生成预警信号，并通过无线通信模块27向控制终端28发出提醒，提醒方式可以为震动提醒、语音提醒或者闪光提醒中的一种或多种，使得用户在接收到提醒后能够及时关注当前环境检测结果。

请接着参阅图1，为了使用户能够直观的了解到当前环境检测结果，本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统还包括设在处理器22和信息发送终端31之间的制图表单元，制图表单元用于根据环境检测结果自动绘图和/或制表。示例性的，制图表单元为CAD绘图软件或者数据表格生成器。

另外，考虑到环境检测结果信息的安全性，本实施例中的信息发送终端31包括信息加密芯片，信息接收终端32包括与信息加密芯片对应的解密芯片，其中，信息发送终端31为邮件推送器，信息接收终端32为电子邮箱。

具体实施的过程中，制图表单元根据环境检测结果，能够自动绘图和/或制表，并通过邮件推送器将绘图和/或制表信息使用邮件形式发送至用户持有的电子邮箱中，使用户能够远程的查看到由当前环境检测结果制成的绘图和/或制表信息。考虑到用户携带的便捷性，控制终端28和电子邮箱集成设置在手机或电脑中。

需要说明的是，用户还可通过手机或电脑设置邮件推送器发送邮件的间隔时间，即邮件发送的频率，例如，可通过手机或电脑设置邮件推送器发送邮件的间隔时间为每小时向电子邮箱发送一次邮件。此外，用户还可通过手机或电脑添加或减少邮件推送器中邮件收件人地址，使得多个用户能够同时收到包含上述环境检测结果制成的绘图和/或制表信息的邮件。

进一步的，用于风塔的测风系统还包括供电单元，该供电单元分别与信息采集单元1、数据处理单元2以及数据收发单元3连接；供电单元包括蓄电池以及给蓄电池充电的太阳能电池板。本实施例通过蓄电池和太阳能电池的设置，能够为测风系统中的信息采集单元1、数据处理单元2以及数据收发单元3提供持久的电力，解决了风塔设在偏远地区给测风系统造成的供电不便的问题，使测风系统能够有充足的电量持续稳定的工作。

考虑到风塔附近的雷电现象多发，本实用新型实施例提供的用于风塔的测风系统还包括避雷器，避雷器的一端与蓄电池连接，避雷器的另一端接地连接。使得测风系统在避雷器的保护下，能够避免测风系统被雷电击中，延长测风系统的使用寿命。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于风塔的测风系统，其特征在于，包括用于采集风塔环境信息的信息采集单元、用于根据风塔环境信息获取环境检测结果的数据处理单元以及用于发送和接收环境检测结果的数据收发单元；

所述信息采集单元包括用于采集风塔环境信息的感测模块和用于加装所述感测模块的多向接入端口，所述感测模块与所述多向接入端口的一端连接，所述多向接入端口的另一端与所述数据处理单元的输入端连接；

所述数据收发单元包括用于发送环境检测结果的信息发送终端和用于接收环境检测结果的信息接收终端，所述数据处理单元的输出端与所述信息发送终端的输入端连接，所述信息发送终端与所述信息接收终端连接；

所述数据处理单元包括用于存储风塔环境信息的存储器和用于根据风塔环境信息获取环境检测结果的处理器，所述多向接入端口的输出端与所述存储器的输入端连接，所述存储器的输出端与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述信息发送终端的输入端连接；

所述数据处理单元还包括控制器、数据选择器、无线通信模块和控制终端，所述控制终端与所述无线通信模块的一端交互连接，所述无线通信模块的另一端分别与所述控制器的输入端和所述数据选择器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述多向接入端口连接，所述数据选择器的输出端与所述处理器的输入端连接；

所述控制终端用于根据指令发出相应的控制信号和/或相应的数据选择信号；

所述控制器用于根据所述控制信号控制所述感测模块采集风塔环境信息的周期；

所述数据选择器用于根据数据选择信号选择存储在所述存储器中的所述风塔环境信息的类别。

2.根据权利要求1所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，所述感测模块包括用于测量风速信息的超声波风速传感器和红外风速测量仪，以及用于测量风向信息的风向传感器，所述多向接入端口的一端分别与所述超声波风速传感器、所述红外风速测量仪以及所述风向传感器交互连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，所述感测模块还包括日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片中的一种或多种；所述日照传感器、温湿度传感器、气压传感器、计时芯片、定位芯片的一种或多种通过所述多向接入端口所述数据处理单元的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，所述数据处理单元还包括用于比较环境检测结果是否超出阈值的比较器，所述处理器与所述比较器连接，所述比较器与预警信号生成模块连接，所述预警信号生成模块与所述无线通信模块连接。

5.根据权利要求1所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，所述信息发送终端包括信息加密芯片，所述信息接收终端包括与所述信息加密芯片对应的解密芯片。

6.根据权利要求1所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，所述控制终端和所述信息接收终端集成设置在手机或电脑中。

7.根据权利要求1所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元分别与所述信息采集单元、所述数据处理单元以及数据收发单元连接；所述供电单元包括蓄电池以及给蓄电池充电的太阳能电池板。

8.根据权利要求7所述的用于风塔的测风系统，其特征在于，还包括避雷器，所述避雷器的一端与所述蓄电池连接，所述避雷器的另一端接地连接。