专利名称：基于rfid的铁塔气象参数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁塔气象参数测量装置，具体涉及一种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，主要用于大气扩散实验的研究。
背景技术：
在研究环境大气迁移规律的大气扩散实验中，风速、风向、温度是三个必测的气象参数，特别是在竖有铁塔的大气扩散实验中，测量从地面到100米高度范围内的风速廓线以及垂直温度梯度，对于确定大气的热力稳定度，了解温度场的空间分布和时间上的变化，摸清抑制污染物稀释扩散的逆温情况，正确评价该地区潜在污染物的水平，有着十分重要的意义。现有的铁塔气象参数测量仪都是将铁塔上不同高度的风速、风向、温度传感器输出的信号通过电缆传输到控制室内的测量仪器中进行采样和测量的，由于有线信号传输距离有限，因此铁塔与控制室相距不能太远，使得安装铁塔的选址受到很大限制；铁塔气象参数测量采用有线信号传输还需要采取较严格的防雷击措施，这会大大增加传输电路的复杂性和成本；铁塔气象参数测量需要同时测量100米高度范围内I到6层风速、风向、温度值，采用有线信号传输需要多条多芯电缆线，这也大大增加了整个系统的成本。
发明内容本实用新型的发明目的是提供一种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，以克服现有技术中采用有线信号传输带来的上述缺点。为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是:一种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，从铁塔所在的地面到其顶部高度范围内设置3至6个不同高度的测量层，每个测量层上分别设有风速、风向、温度传感器；设有主控系统，所述主控系统包括控制模块、存储模块和输入输出模块；每个测量层上设有一个微控制器，该测量层的风速、风向、温度传感器输出的信号连接至所述微控制器；每个测量层上设有一个与该测量层的微控制器相连的RFID模块；所述主控系统中设有第二 RFID模块，该第二 RFID模块与主控系统中的控制模块连接，且所述第二 RFID模块与每一测量层中的RFID模块匹配无线通信连接。上述技术方案中，所述主控系统放置在控制室内，所述控制室与铁塔的距离小于RFID的有效通信距离。所述主控系统中的输入模块包括操作键盘，输出模块包括LED显示器、并行接口和RS232C串行接口。上述技术方案中，每个测量层上设有一个微控制器，对该高度上风速、风向、温度传感器输出的信号进行采样并计算出对应的风速、风向、温度值，该测量层上的RFID模块与微控制器相连，将该层的风速、风向、温度值用无线信号发送出去。主控系统放置在距铁塔一定范围的控制室内，主控系统的第二 RFID模块，用来接收每个测量层RFID模块发送出来的风速、风向、温度值；接收到的风速、风向、温度值被传送到存储模块中进行存储，其中一层的测量值被送到LED显示器显示出来，操作键盘用来设置系统的工作参数、工作模式，选择显示的测量层等操作；并行接口可以直接驱动打印机打印测量数据；串行接口可以与微机通信将测量数据发送到微机中存储和处理。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:1.本实用新型通过设置RFID模块和第二 RFID模块，实现测量层和主控系统间的无线通信，不需要布设传输线，降低了系统实现的成本；同时，由于是无线传输，控制室和铁塔间可以有一定的距离，便于布局设置。2.主控模块通过并行接口可以直接驱动打印机打印测量数据；如果选择配置计算机则可以将测量数据通过串行接口传送到计算机中存储，便于采用其它软件对数据进行进一步的处理。
图1是本实用新型实施例一的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:实施例一:一种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，参见图1所示，传感器安装在野外的铁塔上，风速、风向、温度三个传感器一组，安装于铁塔的某一个高度层用来测量这一高度的气象参数；不同传感器组安装在铁塔不同的高度层用来测量不同高度的气象参数；实际测量时，根据需要的高度层配置3到6组传感器组。主控系统包括控制模块、存储模块、输入输出模块和第二 RFID模块。风速、风向传感器采用的`是天津海洋仪器厂生产的EL15-1型杯式风速传感器和EL15-2型风向传感器；风速传感器启动风速0.3m/s，分辨率0.05m/s，精度±0.3m/s，最大抗风强度70m/s;风向传感器将360°分为16个方位，分辨率2.5°，精度±5°。风速、风向传感器内部设有加热装置，可以保证在高寒地区的冬季也能正常工作。温度传感器采用石英晶体温度传感器，测量范围-30°C +50°C，分辨率±0.01°C，精度彡 ±0.15°C。每个测量层上的微控制器和RFID模块采用美国TI公司的内置RF无线收发器的微控制器CC2530F32，这样两个部分的功能由一个芯片就可以完成，降低了成本、减小了电路的面积、提高了电路的可靠性。主控模块的微处理器采用MCS-51系列的8位微处理器AT89C55，内含20K字节Flash程序存储器；外部扩充16K字节具有掉电保护功能的数据存储器，数据存储器循环存储测量数据，可以保存最近24小时的测量数据。LED显示器由16个LED数码管组成，其中10个用于显示某一高度层的风向、风速、温度瞬时测量值，其它6个用于显示实时数字时钟。键盘采用薄膜按键，有12个按键，其中数字键10个、回车键I个、上档键I个；上档+数字键(上档和数字键同时按下)又可以构成10个功能键；除上档键外，其它键被按下时都会发出音响提示；键盘采用中断方式，使微处理器能及时响应并执行相应操作。串行接口采用RS232C标准，主要元件为MAX232集成电路芯片，该芯片采用+5V单电源即可实现RS232C电平转换和收发功能，电路实现简单方便。并行接口为标准并行打印机接口，可以连结并行接口的打印机打印测量数据。为了使测量仪能够长时间连续不间断地测量，应当为系统配备UPS电源。当使用后备电源供电时，为了节省能耗，可以将LED显示器单独关闭。
权利要求1.种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，从铁塔所在的地面到其顶部高度范围内设置3至6个不同高度的测量层，每个测量层上分别设有风速、风向、温度传感器；设有主控系统，所述主控系统包括控制模块、存储模块和输入输出模块；其特征在于:每个测量层上设有一个微控制器，该测量层的风速、风向、温度传感器输出的信号连接至所述微控制器；每个测量层上设有一个与该测量层的微控制器相连的RFID模块；所述主控系统中设有第二RFID模块，该第二 RFID模块与主控系统中的控制模块连接，且所述第二 RFID模块与每一测量层中的RFID模块匹配无线通信连接。
2.据权利要求1所述的基于RFID的铁塔气象参数测量仪，其特征在于:所述主控系统放置在控制室内，所述控制室与铁塔的距离小于RFID的有效通信距离。
3.据权利要求1所述的基于RFID的铁塔气象参数测量仪，其特征在于:所述主控系统中的输入模块包括操作键盘，输出模块包括LED显示器、并行接口和RS232C串行接口。
专利摘要本实用新型公开了一种基于RFID的铁塔气象参数测量仪，设置3至6个不同高度的测量层，每个测量层上分别设有风速、风向、温度传感器；设有主控系统；其特征在于每个测量层上设有一个微控制器；每个测量层上设有一个与该测量层的微控制器相连的RFID模块；所述主控系统中设有与控制模块连接的第二RFID模块，第二RFID模块与每一测量层中的RFID模块匹配无线通信连接。本实用新型通过设置RFID模块和第二RFID模块，实现测量层和主控系统间的无线通信，不需要布设传输线，降低了系统实现的成本；同时，由于是无线传输，控制室和铁塔间可以有一定的距离，便于布局设置。
文档编号G01W1/02GK202929220SQ20122066226
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者陆晓峰 申请人:苏州大学