专利名称：数字测风传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测风传感器，具体地说，是涉及一种具有总线接口的 数字测风传感器，属于仪器仪表技术领域。
背景技术：
目前，测风传感器主要有螺旋浆式和三杯式两种。以螺旋桨式测风传感器 为例，测风传感器包括风速测量单元和风向测量单元。其中，风速测量单元包 括磁铁盘和霍尔元件，螺旋浆转动时带动磁铁盘转动，磁铁盘上的磁钢经过霍 尔元件时产生脉沖，脉沖频率与螺旋浆的转速成正比，因此，脉冲信号即为风 速信号。而风向测量单元包括安装有发光二极管的编码器上座、码盘及安装有
光敏管的编码器下座，码盘是才艮据风向编码表设计的，它有7个圆形码道，码 道上有些地方镂空透光，有些地方不透光，每个码道对应一对发光管和光敏管。 发光管是常亮的，如果码道透光，则光敏管导通，输出为"0",否则输出为"1"。 测风传感器尾翼带动码盘转动，而编码器上座和编码器下座是固定不动的，尾 翼的位置就代表风向，每个风向对应一个7位的开光量信号。现有传感器在使 用时存在下述缺点首先，由于传感器输出的风速信号为脉冲信号，风向为7 位并行开关量信号，在使用时必须配有处理系统对脉冲信号和开关量信号进行 采集，由处理系统计算后得到风速和风向的信号；其次，现有传感器在使用中 传输距离不能太远，否则容易受干扰；再次，连接测风传感器与上位机的电缆 芯线较多，出现故障时不易检修。
发明内容本实用新型针对现有技术中测风传感器输出信号种类多、接线复杂、容易 受干扰、使用不方便等技术问题，提供了一种数字测风传感器，使得传感器能 够自行采集脉沖信号及开关量信号，计算得出风速信号和风向信号，并通过总 线接口输出，方便用户终端使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现 一种tt字测风传感器，包括风速测量单元和风向测量单元，其特征在于， 还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元的输入端接收所述风速测量 单元和所述风向测量单元输出的信号并进行处理；所述数据采集处理单元的输 出端连接有至少一个总线接口 ，通过所述总线接口输出处理后的风速信号和风 向信号。
根据本实用新型，所述数据采集处理单元的输出端连接有两个总线接口 ， 所述两个总线接口的输出端连接输出方式选择电路，通过所述输出方式选择电 路选择需要的总线接口输出。
优选的，所述两个总线接口为CAN总线接口和RS485总线接口。
根据本实用新型，所述CAN总线接口输出端和所述RS485总线接口输出端 连接有跳线器，通过所述跳线器选择需要的总线接口输出。
根据本实用新型，所述数据采集处理单元包括一处理器芯片，所述风速测 量单元的脉沖信号输出端与所述处理器芯片的定时器输入端口连接，所述风向 测量单元的开关量信号输出端与所述处理器芯片的I/O端口相连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是通过在传感器中设置 数据采集处理单元来采集处理风速脉沖信号和风向开关量信号，获得风速信号 和风向信号，并通过总线接口进行传输，减小了传感器输出信号种类，简化了 上位工控机的硬件电路和数据采集处理过程，同时减少了传感器与上位机的接 线、减小线路干扰、提高信号传输距离。
图1为本实用新型所述数字测风传感器一个实施例的原理框图； 图2为图1所示实施例的一种具体电路图。
JN^实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
请参阅图1所示数字测风传感器一个实施例的原理框图。所述数字测风传 感器的风速测量单元和风向测量单元的输出端分别与数据采集处理单元的输入 端连接。所述数据采集处理单元的输出端一方面连接有CAN控制器和CAN驱动 器组成的CAN总线接口 ，另一方面连接一 RS485驱动器，构成RS485总线接口 ， 并通过输出方式选择电路选择是CAN总线输出或者RS485总线输出，使用灵活。
所述数据采集处理单元采集所述风速测量单元输出的风速脉冲信号及所述 风向测量单元输出的开关量风向信号，经内部处理计算后，获得实际的风速信
号和风向信号，然后通过所述CAN总线接口或者RS485总线接口将风速信号及 风向信号输出。由于CAN总线作为一种国际标准的现场总线，具有4艮高的可靠 性和实用性，通过CAN总线发送风速和风向数据，可将测风传感器作为控制局 域网中的一个节点，向网络发送风速和风向数据，实现了测风传感器在气象监 测系统中的"即插即用"。而RS485串行总线在仪器仪表和工业控制系统中得到 广泛地应用，能用最少的信号线(2根)完成远程数据的采集与控制。如果釆 用RS485总线直接输出风速和风向数据，能简化上位工控机的硬件电路和数据 采集。另外，在装配、调试测风传感器时，无需借助专用的上位工控机，使用 普通的电脑就可将传感器所测的风速和风向数据显示出来，大大提高了工作效 率。
图2为上述实施例的一种具体电路图。所述数据处理单元包括一处理器芯 片Ul,风速测量单元输出的脉沖信号WS从U1的定时器输入端T0输入，风向 测量单元输出的7位开关量风向信号WD0 WD6从Ul的I/O 口 PI. 0 P1. 6输入。 Ul的地址输出端口 AD0 AD7连4妾有CAN控制器芯片U2，以实现CAN总线的通
5信协议。U2的收发端口 RXO和TXO分别连接CAN驱动器芯片U3的相应端口 ， 以提供CAN控制器与物理总线之间的接口以及对CAN总线的差动发送和接收功 能。Ul的串行口 RXD和TXD连接一 RS485驱动器芯片U4，所述芯片U4将Ul 输出的TTL电平信号转换为RS485差分信号输出。
上述电i 各中设置有两个跳线器J丽P3和JUMP4, JUMP3和JUMP4的1号端子 分别与U4的差分信号输出T485+和T485-连接，J丽P3和JUMP4的3号端子分 别与U3的总线信号输出CANH和CANL连接，J丽P3和JUMP4的2号端子作为公 共端子，以实现在CAN总线输出与RS485总线输出之间进行选择，满足不同用 户终端的需求，提高测风传感器的通用性。
上述实施例的测风传感器在数据采集处理单元输出端设置了 CAN总线接口 和RS485总线接口，这两种接口是目前工控领域常用的接口。当然，所述测风 传感器中也可以根据实际需求设置其他总线接口 ，如RS232接口 、 PR0FIBUS等。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可
以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种数字测风传感器，包括风速测量单元和风向测量单元，其特征在于，还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元的输入端接收所述风速测量单元和所述风向测量单元输出的信号并进行处理；所述数据采集处理单元的输出端连接有至少一个总线接口，通过所述总线接口输出处理后的风速信号和风向信号。
2、 根据权利要求1所述的数字测风传感器，其特征在于，所述数据采集 处理单元的输出端连接有两个总线接口 ，所述两个总线接口的输出端连接输出 方式选择电路，通过所述输出方式选择电路选择需要的总线接口输出。
3、 根据权利要求2所述的数字测风传感器，其特征在于，所述两个总线 接口为CAN总线接口和RS485总线接口 。
4、 根据权利要求3所述的数字测风传感器，其特征在于，所述CAN总线 接口输出端和所述RS485总线接口输出端连接有跳线器，通过所述跳线器选择需要的总线接口输出。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的数字测风传感器，其特征在于， 所述数据采集处理单元包括一处理器芯片，所述风速测量单元的脉沖信号输出 端与所述处理器芯片的定时器输入端口连接，所述风向测量单元的开关量信号 输出端与所述处理器芯片的1/0端口相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种数字测风传感器，包括风速测量单元和风向测量单元，还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元的输入端接收所述风速测量单元和所述风向测量单元输出的信号并进行处理；所述数据采集处理单元的输出端连接有至少一个总线接口，通过所述总线接口输出处理后的风速信号和风向信号。本实用新型所述测风传感器能够自行采集脉冲信号及开关量信号，计算得出风速信号和风向信号，并通过总线接口输出，方便用户终端使用。
文档编号G01P13/02GK201293793SQ20082022421
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者于宏波, 于慧彬, 李小峰, 慧 杨, 漆随平 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所