一种基于无线传感器网络的风速监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空气流速检测装置，尤其涉及一种基于无线传感器网络的风速监 控系统，属于风速检测控制领域。
【背景技术】
[0002] 风速检测在环保气象、工业设备、采矿安全、卫生保健等诸多领域都具有十分重要 的意义。随着我国风力发电事业的发展、检测技术的进步以及人们对环境要求的提高，人们 对检测仪器的测量精度和功能的要求越来越高。风速传感器是用于测量空气流动速度的传 感器。风速传感器可以用作空调系统的风量控制传感器和汽车之类的空气流量传感器。除 此之外，它还作为流体力学与空气动力学领域内风洞实验不可缺少的传感器而引起人们的 关注。
[0003] 在环保气象、家用电器、工业设备、卫生保健等诸多领域，空气流速都是一项重要 的检测参数，特别是在当今社会，各种风扇、空调等家用电器大量进入家庭、办公室和公共 场所。基于以上原因，本发明设计了一种测量风速的风速测量电路，它具有成本低、使用方 便、测量精度较高等特点，并且能够与单片机等其他集成芯片配合使用而成为其他系统的 应用电路。
[0004] 例如申请号为"201210492818. 0"的一种风速测量传感器，包括中空设置的底座、 设置在所述底座顶端的盖板和套装在所述底座上的风杯罩，所述底座内部设置有与所述风 杯罩的几何中心位置固定连接的传动轴，所述底座内部安装有用于支撑所述传动轴的上轴 承和下轴承，所述上轴承与下轴承之间设置有套装在所述传动轴上的定位套，所述传动轴 的下部外壁上安装有磁铁块，所述底座的内壁上安装有磁性传感器，所述磁性传感器与所 述磁铁块位于同一水平线上，所述风杯罩的两端对称设置有两个风杯。该发明结构简单，设 计合理，加工制作方便，使用操作便捷，灵敏度高，实现成本低，使用寿命长，实用性强，使用 效果好，便于推广使用，但是测量技术有待进一步提升。
[0005] 又如申请号为"201310108380. 6"的铂热栅式风速风向传感器，包括铂丝、隔热基 底层、过渡层、覆膜层和金属片引线，其中隔热基底层与过渡层粘接连接，铂丝绕成四个独 立的栅丝结构a、b、c、d并粘接在过渡层上，四个独立的栅丝结构中的两个栅丝结构a、b水 平排列，另外两个栅丝结构c、d竖直排列，且栅丝结构a、b的连线与栅丝结构c、d的连线 互相垂直，铂丝引线与金属片引线焊接连接，覆膜层粘接在过渡层上，该发明传感器用于风 速风向的测量，具有体积小、质量轻、精度高、长寿命、结构简单可靠的特点。但是测量精度 有待进一步提尚。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种成本低、使用方 便、测量精度较高的基于无线传感器网络的风速监控系统。
[0007] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0008] 一种基于无线传感器网络的风速监控系统，包含汇聚中心、监控中心和由多个传 感器节点组成的多个无线传感器网络，所述传感器节点包含铂电阻，在所述铂电阻上设有 微控制器模块以及与微控制模块连接的电流检测模块、显示模块和电源模块，所述微控制 器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；
[0009] 其中，电流检测模块，用于实时检测铂电阻上流通的电流；
[0010] 铂电阻，用于实时检测铂电阻周边环境温度及铂电阻自身温度；
[0011] 计算单元，用于根据检测的铂电阻的自身温度、铂电阻上流通的电流以及铂电阻 周边环境温度计算出风速，具体计算如下：
[0012]
【主权项】
1. 一种基于无线传感器网络的风速监控系统，其特征在于：包含汇聚中心、监控中心 和由多个传感器节点组成的多个无线传感器网络，所述传感器节点包含铂电阻，在所述铂 电阻上设有微控制器模块以及与微控制模块连接的电流检测模块、显示模块和电源模块， 所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元； 其中，电流检测模块，用于实时检测铂电阻上流通的电流； 铂电阻，用于实时检测铂电阻周边环境温度及铂电阻自身温度； 计算单元，用于根据检测的铂电阻的自身温度、铂电阻上流通的电流以及铂电阻周边 环境温度计算出风速，具体计算如下：
其中，V为空气流速，Ih为电阻上流通的电流，Rh为铂电阻的阻值，ThS铂电阻自身温 度，T1为铂电阻周边环境温度，C为对流换热系数，A为铂电阻的对流面积； 对比单元，用于将计算单元计算出的风速与正常阈值进行对比，若超过正常阈值则通 过控制单元增大测量频率，若未超过正常阈值则通过控制单元减小测量频率； 显示模块，用于实时显示计算单元计算出的风速。
2. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的风速监控系统，其特征在于：所 述微控制器模块采用AVR系列单片机。
3. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的风速监控系统，其特征在于：所 述显不板块为LCD显不屏。
4. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的风速监控系统，其特征在于：所 述铂电阻的型号为PtlOO。
5. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的风速监控系统，其特征在于：所 述电流检测模块采用霍尔电流传感器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线传感器网络的风速监控系统，包含汇聚中心、监控中心和由多个传感器节点组成的多个无线传感器网络，所述传感器节点包含铂电阻，在所述铂电阻上设有微控制器模块以及与微控制模块连接的电流检测模块、显示模块和电源模块，所述微控制器模块包含计算单元、对比单元和控制单元；本发明通过采用霍尔电流传感器实时检测铂电阻的电流以及计算出铂电阻周边环境温度和自身温度的温度差，进而精确的获取空气流速。
【IPC分类】G08C17-02, G01P5-12, H04W84-18
【公开号】CN104820110
【申请号】CN201510217629
【发明人】叶强, 陈伟新, 潘琳
【申请人】无锡市崇安区科技创业服务中心
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月30日