[实用新型]一种基于CAN总线的超声波风速测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于风速测量技术领域，尤其是一种基于CAN总线的超声波风速测量装置。

背景技术

作为新型能源的代表，风能在国防、工业生产、发电和科学研究中都占有重要地位，伴随着风能的广泛应用，风速的测量也具有越来越重要的意义与价值。在现有风速测量方法中，超声波测量法具有测量精度高、范围广、测量周期长、持续时间长等明显的优势，其中，时差法是超声波测量中最常用的一种方法，即通过计算超声波信号逆流传播时间和顺流传播时间的差值来计算风速。由于风速测量的环境较为复杂，容易受到供电因素、电磁干扰因素的影响，因此，现有的风速测量装置普遍存在精度低且稳定性差的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、精度高且稳定性强的基于CAN总线的超声波风速测量装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于CAN总线的超声波风速测量装置，包括数据接收处理模块、信号处理及转换模块、主机控制系统模块、数据存储模块和显控台；所述数据接收处理模块由超声波换能器、信号调理电路连接构成，该数据接收处理模块的输出端与信号处理及转换模块的输入端相连；所述信号处理及转换模块的输出端与数据存储模块的输入端相连；所述主机控制系统模块的输入端分别与显控台和数据存储模块相连，主机控制系统模块的输出端与显控台及数据接收处理模块相连。

进一步，所述主机控制系统模块包括主控制器、电源电路、CAN控制总线电路、PC机、显示控制装置及声光报警装置，所述CAN控制总线电路包括控制器电路、驱动器电路、数码显示电路和光电隔离电路；所述主控制器的输入端口与电源电路、控制器电路、驱动器电路相连接，主控制器的输出端口与PC机、光电隔离电路、数码显示电路相连接；PC机的输入端与主控制器及显示控制装置相连接，PC机的输出端与声光报警装置相连接；显示控制装置与显控台相连接实现人机交互的控制功能。

进一步，所述超声波换能器采用接收型超声波换能器KQ112K，所述信号调理电路包含有运算放大器LF258对超声波换能器输出信号进行放大处理。

进一步，所述信号处理及转换模块由前置放大电路、滤波电路、主放大电路和DSP模块连接构成，该前置放大电路由两片精密运算放大器OP37及电阻、电容连接构成；所述滤波电路采用MAX275芯片；所述主放大电路采用高速运算放大器AD8225；所述DSP模块采用的是TMS320F2407系列。

进一步，所述数据存储模块采用高速逻辑芯片FIFO芯片。

进一步，所述显控台由液晶显示器和物理键盘构成，该液晶显示器采用SED1335系列模块。

进一步，所述主控制器采用ATmega128模块；所述控制器电路采用SAJ1000；所述光电隔离电路采用光电隔离器6N137作为隔离芯片；所述驱动器电路采用PCA82c250型CAN总线驱动器芯片，PCA82c250芯片的CANL、CANH的引脚各自通过一个电阻与CAN总线相连；所述数码显示电路采用MAX7221驱动芯片。

进一步，所述数据接收处理模块、信号处理及转换模块、主机控制系统模块、数据存储模块之间以及主机控制系统模块内部各个模块之间的数据传输均采用屏蔽传输方式。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本测量装置采用模块化的处理，简化硬件的结构和体积，可适应各种复杂的测量环境，能够有效地隔离电压冲击和电磁干扰，较好地实现了电气隔离，保证在电网频率不稳定的情况下采样点的测量结果的稳定，提高了测量的精度，解决了现有风速测量系统在恶劣自然环境下不能准确测量的问题。

2、本测量装置采用单独的存储模块存储数据，既可以避免因断电等造成数据丢失等情况，又可以作为缓冲来保证数据传送的稳定性，保证数据的读取和储存。

3、本测量装置的显控台与主机控制模块的智能化双向衔接有效地提升了使用者与设备之间的沟通效率。

4、本测量装置通过双绞布线方式，减小了电源线和地线的公共电阻,减少祸合干扰的发生。

附图说明

图1为本实用新型的系统连接示意图；

图2为主机控制系统模块的电路方框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：