[发明专利]具备ISP芯片的自动气象站风传感器防冻控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及防冻控制，具体是指具备ISP芯片的自动气象站风传感器防冻控制系统。

背景技术

在气温较低的国家或地区，如芬兰等国家的自动气象站风传感器，多采用功率≤4W的加热装置，仅考虑温度指标，在气温≤4℃的天气条件下，由自动气象站自动启动加热装置，对风传感器进行加热，融化雨凇和雾凇对风传感器的冻结，但在我国的试点站运行中，效果并不十分理想，因此，解决风传感器雨雾凇冻害问题，仅考虑气温是不全面的。有人对自动气象站风传感器雨雾凇冻害进行了研究，认为风传感器覆冰冻结是温度、湿度、风速等气象条件综合因素的结果，雨雾凇混合积冰出现频率高，对风传感器的冻结时间最长，危害最大，提出严重覆冰的基本条件及特征是温度为-5～0℃，平均风速≤5m/s,空气相对湿度>80%的冻雨或重雾雪天气。根据以上覆冰的临界条件，以气温、平均风速、相对湿度3个实时气象要素指标，作为风传感器冻结、融化的判断依据设计出了针对风传感器的自动加热控制电路，可防止或消除风传感器的冻结，达到自动气象站风传感器防冻保护的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，控制方式简单、生产成本低的具备ISP芯片的自动气象站风传感器防冻控制系统。

本发明的实现方案如下：具备ISP芯片的自动气象站风传感器防冻控制系统，主要由单片机、以及与单片机连接通讯接口电路和光电隔离驱动电路构成，所述通讯接口电路连接有参数采样电路，所述光电隔离驱动电路连接有加热电路；所述由单片机、通讯接口电路和光电隔离驱动电路均连接有电源管理电路；所述通讯接口电路与参数采样电路还设置有指令控制电路；

所述单片机包括PC0接口，所述光电隔离驱动电路包括与单片机的PC0接口连接的双向光电耦合器Q2，以及与双向光电耦合器Q2连接的三端双向交流开关Q1，所述三端双向交流开关Q1与加热电路连接；

所述单片机还连接有复位电路、晶振电路、ISP芯片，且所述单片机包括PC6引脚、XTAL1引脚、XTAL2引脚、SCX引脚、MISO引脚、MOSI引脚，所述PC6引脚与复位电路连接，XTAL1引脚和XTAL2引脚与晶振电路连接，SCX引脚、MISO引脚、以及MOSI引脚与ISP芯片连接。

所述双向光电耦合器Q2包括4个引脚，三端双向交流开关Q1包括3个引脚。其中双向光电耦合器Q2的1引脚与单片机的PC0接口连接、2引脚连接有接地电阻R4、3引脚与三端双向交流开关Q1的2引脚连接、4引脚与三端双向交流开关Q1的1引脚连接，三端双向交流开关Q1的2引脚和3引脚与加热电路连接。

所述双向光电耦合器Q2的3引脚与三端双向交流开关Q1的2引脚之间还连接串联的电阻R1和电阻R2，所述电阻R1靠近电阻R2一端连接有电容C1，所述电容C1的另一端与三端双向交流开关Q1的3引脚连接，且所述三端双向交流并联有电阻R3，所述电阻R3串联有电容C2，且所述电阻R3的与三端双向交流开关Q1的2引脚连接，电容C2与三端双向交流开关Q1的3引脚连接。

所述参数采样电路包括气温传感器、风速传感器、湿度传感器。

所述指令控制电路包括PC机，所述PC机与通讯接口电路连接。

所述通讯接口电路包括通讯线RS232，所述通讯线RS232的DB9端连接有NIH232CP芯片，所述通讯线RS232的另一端与PC机连接，NIH232CP芯片与单片机连接。

所述NIH232CP芯片的V-接口连接有接地电容C3，所述通讯线RS232的DB9端的2号接口与NIH232CP芯片的T1OUT引脚连接，通讯线RS232的DB9端的3号接口与NIH232CP芯片的R1IN引脚连接，所述NIH232CP芯片的C1+引脚和C1-引脚连接有电容C4，所述NIH232CP芯片的C2+引脚和C2-引脚连接有电容C5。

所述单片机为ATmega8型单片机。

当ATmega8的23脚，即PC0接口输出高电平时，通过限流保护电阻R4的双向光电耦合器上电工作，双向可控硅TRIACI，即三端双向交流开关Q1的栅极被经由R1、R2和双向光电耦合器的信号触发导通，加热电路得电工作;当ATmega8的23脚，即PC0接口输出低电平时，双向光电耦合器截止，双向可控硅TRIACI，即三端双向交流开关Q1的栅极无触发信号被关断，加热电路断电停止工作。