[实用新型]一种球形三维多功能风速测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于气象检测技术领域，具体涉及一种球形三维多功能风速测量仪。

背景技术

风向和风速是反应气象形势的非常重要的参数，风向和风速的检测对气象预报、航海航空、风力发电、公路桥梁以及渔农业的生产具有重要影响，因此快速准确测量出风向和风速具有重要的实际意义。

传统的风向风速测量仪大都局限于二维检测，常用的机械式风速风向仪存在如下技术问题：装置体积大，占用空间大；组成部件中多种运动和旋转部件易磨损，高风速下受风部件容易被破坏，使用寿命短；受风部件的惯性较大，无法快速响应风速变化，灵敏度低。此外，热线式风速风向仪、压力式风速风向仪和超声波风速风向仪等还存在体积较大或检测成本过高的不足且功能单一，检测项目少，需多次重复性测量。

实用新型内容

为解决现有风速测量仪存在的二维检测局限、灵敏度低和功能单一的问题，本实用新型提供一种球形三维多功能风速测量仪。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种球形三维多功能风速测量仪，包括履带平台和上位机，履带平台由上至下依次设置支撑座和承载座，支撑座上设置空心球体、CO₂检测模块、光照传感器、伸缩杆、单片机控制模块、PM2.5检测模块和ZigBee无线模块，承载座上安装超声波模块和红外寻线模块，所述空心球体设置于伸缩杆上并通过伸缩杆进行高度调节，空心球体的形状为圆球形，空心球体内设有三维电子罗盘和缓冲器，空心球体的外侧球面上安装用于三维立体风力测量的传感器阵列，传感器阵列包括延空心球体外侧球面均匀分布的若干个压力传感器，传感器阵列通过缓冲器电连接单片机控制模块，单片机控制模块输入端与三维电子罗盘、CO₂检测模块、光照传感器、PM2.5检测模块、超声波模块和红外寻线模块电相连，单片机控制模块输出端通过 ZigBee无线模块无线连接上位机。

进一步的，所述空心球体的外直径为10cm，内直径为8cm。

进一步的，所述传感器阵列包括延空心球体外侧球面均匀分布的500 个压力传感器，每相邻两个压力传感器相距5mm。

进一步的，所述支撑座上还设置与ZigBee无线模块相连的天线，所述承载座上还设置电源模块和充电接口，所述电源模块与传感器阵列、三维电子罗盘和单片机控制模块相连。

进一步的，所述承载座一端且延履带平台的行进方向设置超声波模块和红外寻线模块。

进一步的，所述履带平台内设有用于调整行进方向和速度的电机模块，电机模块与单片机控制模块电连接，所述电机模块采用高转速33步进电机。

进一步的，所述单片机控制模块内设有模数转换器模块，所述单片机控制模块采用MSP430F149单片机，所述模数转换器模块采用16位 ADS1115转换器，所述ZigBee无线模块采用ZigBee芯片CC2530和免费协议栈ZigBee-2007。

进一步的，所述压力传感器采用BM1383GLV传感器，三维电子罗盘采用TCM5电子罗盘，缓冲器采用IDT 72251缓冲器，CO₂检测模块采用 DS-CO₂-20传感器，光照传感器采用BH1750FVI传感器，PM2.5检测模块采用DSM501A传感器，超声波模块采用HC-SR04传感器，红外寻线模块采用ST188红外传感器。

进一步的，所述履带平台采用履带式车轮进行移动，所述上位机采用 X710触摸屏进行数据显示并采用内置的存储器进行数据存储。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：