专利名称：一种天气舒适度智能监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种消费类的天气监测装置，尤其涉及的是一种主要用 于家庭、办公室等场所的天气舒适度智能监测装置。
背景技术：
目前，天气预报都只能够提供一个大区域的天气状况；工业或者家用的 采集器只能采集众多天气信息中的一种或者两种，例如温度或湿度等，而 且只通过简单的数字进行显示，例如温度多少度。到目前为止，在市场上 尚未见到既能实时采集众多天气信息，又能通过丰富、直观的形式来反应 当前天气状况和舒适度的家用天气智能监控装置。因此，现有^t支术还有待于改进和发展。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种天气舒适度智能监测装置，能够实时 采集多种气象参数数据，同时融合多信息处理技术，根据处理后的综合舒 适度数据以音乐和彩色光的方式进行形象地提示，从而方便直观地了解当 前的天气状况。本实用新型解决其技术问题所采用的方案如下一种天气舒适度智能监测装置，包括多个气象参数传感器，其中，还 包括连接该多个气象参数传感器的至少一微处理器，及一提示单元，所 述微处理器接收该多个气象参数传感器感应得到的气象参数，所述气象参 数分别送入所述微处理的舒适度模型单元进行加权运算，所述微处理器将
获得的舒适度值输入所述提示单元予以提示。所述的装置，其中，所述装置分体设置成室内机和室外机，所述微处理器设置为两个；室外机包括多个气象参数传感器以及第一微处理器，所 述第一微处理器用于接收所述多个气象参数；所述室内机包括第二微处理 器和提示单元，所述第二位处理器用于对接收到的多个气象参数进行分析 和处理，得出对应得舒适度值并控制提示单元。所述的装置，其中，所述室外机还包括一无线发送模块，用于将所述 第一微处理器对多个气象参数进行编码后的数据进行无线发送，所述室内 机还包括与第二微处理器连接的无线接收模块，用于接收所述数据，实现 室内与室外机之间无线数据传输。所述的装置，其中，所述气象参数传感器包括风雨传感器、湿度传感 器、光强传感器和温度传感器。所述的装置，其中，所述提示单元包括音乐模块和光提示单元。所述的装置，其中，所述光提示单元包括由--LED驱动电路驱动控制 的发光二极管模块，所述第二微处理器通过一串并变化电路控制该LED驱 动电路。所述的装置，其中，所述发光二极管模块包括多个三色发光二极管和 限流电阻，通过控制该每一发光二极管上的不同引脚来控制发光颜色。所述的装置，其中，所迷音乐模块还包括至少一语音芯片用于存储音 乐数据，由一单片机芯片控制该语音芯片实现其录放功能，并通过一放大 电路连接有一扬声器，用于播放提示音乐。本实用新型所提供的一种天气舒适度智能监测装置，通过多传感器技 术可以随时了解当前的天气状况，并通过建立舒适度模型单元和提示单元 综合对当前天气状况进行了生动、直观的反映，适用了不同环境和用户的 需要，其电路结构简单，成本低。
图1是本实用新型天气舒适度智能监测装置原理图； 图2a是本实用新型的天气舒适度智能监测装置感应部分的原理图； 图2b是本实用新型的天气舒适度智能监测装置处理提示部分的原理图； 图3为本实用新型的天气舒适度智能监测装置较佳实施例中的室外部分 的原理图；图4为本实用新型的天气舒适度智能监测装置较佳实施例中的室内处理 部分的原理图；图5为本实用新型天气舒适度智能监测装置的音乐提示单元的原理图； 图6为本实用新型的音乐提示单元的具体电路图； 图7为本实用新型的天气舒适度智能监测装置舒适度模型单元的原理示 意图。
具体实施方式
以下结合附图，将对本实用新型的各较佳实施例进行更为详细的说明。 本实用新型天气舒适度智能监测装置，如图1所示，至少包括多个气 象参数传感器，以及连接该多个气象参数传感器的至少一微处理器，用于 接收该多个气象参数传感器感应的气象参数，并对应一舒适度模型单元， 加权运算获得一舒适度值，并根据该舒适度值由所述微处理器控制一提示 单元予以提示舒适度程度。本实用新型所述舒适度模型单元是将任一种气象参数对应为不同等级 的舒适度值，并将当时的各不同气象参数的舒适度值按照预先设定的权度 进行加权运算。例如，可以设置所述气象参数传感器包括风力传感器、湿 度传感器、光强传感器和温度传感器，分别用于感应风力大小、湿度大小 (是否下雨)、太阳光照强度、温度情况；例如针对风力大小，可以针对现 有的12级风的风力传感器，将l-2级风对应为无风，3-5级风对应为小风，6-9级对应为中风，IO级以上对应为大风；并将无风、小风、中风、大风等 对应为整个舒适度模型单元中的某个数值。然后可将各种气象参数对应的 舒适度值进行加权运算后获得最终的舒适度程度值，并通过一定音乐或彩 色灯光等提示单元进行提示。在较佳的实施例中，本实用新型天气舒适度智能监测装置还可以设置 为室内机和室外机两部分组成，如图2a和图2b所示，其中的室内机组件 包括第二微处理器l、音乐模块3、无线接收模块2和三色发光二极管模块 4,音乐模块3和三色发光二极管模块4共同作为本实用新型的光提示单元； 室外机组件包括了第一微处理器5，无线发送模块6和一系列的传感器，包 括测量温度传感器7、湿度传感器8、风传感器9、雨传感器10和光强传感 器11等，所述无线发送模块6和所述无线接收模块2可以在一定的范围内 通过现有的无线传输技术进行收发信传输。当然，本实用新型的天气舒适 度智能监测装置中，并不必然采用无线传输技术，也可以采用有线连接的 两个机体或一体机样式设置实现；采用无线通信方式的室内室外分离设置， 可以灵活的布置室内、外机组件。当本实用新型室外机组件开始工作时，外围的一 系列传感器包括温度 传感器7、湿度传感器8、风传感器9、雨传感器IO和光强传感器11开始 采集天气数据，经过第一微处理器5对上述气象参数数据进行处理后，通 过无线发送模块6进行发送；所述室内机组件的无线接收模块2接受到通 过无线发送模块6发送过来的数据后，通过第二微处理器1对数据进行如 上所迷的多信息融合、建模和加权运算，最终映射为对音乐和发光二极管 的控制信号，从而实现音乐和发光颜色随着天气状况变化而作相应的改变。如图3和图4所示的，是本实用新型天气舒适度智能监测装置的具体 电路框图，如图3所示的室外机组件中，标号12为电源入口，输入电源经 过稳压,电路13稳压后以3.3V输出，各器件均在3.3V条件下工作，其中第 一微处理器5分别连接控制有温度传感器7、湿度传感器8、风传感器9、
雨传感器IO和光强传感器11,其中所述风、雨传感器选用传感器检测是否下雨或刮风，输出信号为开关量，将通断信号通过电压交换电路17转换为 高低电压后，才能被所述第一微处理器5捕获；所述光强传感器ll选用的 是线性光敏传感器，其电流随光强呈线形变化，因而需要采用电流 电压 转化电路19才能被第一微处理器5正常捕获。同时该第一微处理器5还连 接控制有一无线发送模块6，连接有无线天线22,可用于向外发送无线数 据。所述温湿度传感器选用传感器为数字信号输出，且工作电压与所述第 一微处理器5相同，因此可以不加外围电路直接进行通信。本实用新型所述的第一微处理器5采用的是1.8 3.6V输入的低功耗单 片机，软件的调试和写入通过JTAG接口 21进行。该第一微处理器5片内 集成了 12位ADC,所述电流-电压转化电路19输入的是模拟信号，可以从 所述第一微处理器5特定引脚输入后，设定其内部ADC硬件电路将其转化 为数字信号后进行分析。如图4所示的，本实用新型的室内机组件包括电源入口 24,输入的电 源经过稳压电路25后5V输出，由于选用的单片机器件有需要在3.3V下工 作的，因此还需要添加电压转化电路26,将5V电压转化为3JV输出。所述第二微处理器1通过串并变化电路28和LED驱动电路29连接有 发光二极管模块30,该发光二极管模块30由10个三色发光二极管和限流 电阻组成，可通过控制二极管上的不同引脚来控制发光颜色。所述串并变 化电路28可以将所述第二微处理器1的串行输出信号转化为并行信号从而 分别控制每一个发光二极管来实现发光颜色的多样性。所述LED驱动电路 29是为多个发光二极管LED提供足够大的驱动电流，实现LED的正常工 作。所述第二微处理器1还同时连接控制有一无线接收模块2，连接一无线 接收天线34,用于接收所述室外机组件发送过来的数据；JTAG调试接口 33是用来对所述第二微处理器1进行相关设置和调试的。所述第二微处理 器1同时还连接控制一音乐模块3，用于根据数据处理结果可选择播放不同的音乐。如图5和图6所示，是本实用新型的所述提示单元中的音乐模块3的 电路框图和电路具体实现原理图，其中包括两块语音芯片36、 37，用于对 存储音乐数据，通过一单片机芯片27进行控制实现其录放功能，并通过一 放大电路38连接有一扬声器39,音乐播放模式是通过所述第二微处理器1 控制该单片机芯片27来实现的，音乐最终通过扬声器39输出来。在具体 实现上，本实用新型可以只采用一音乐芯片存储，但为存储更多和音质更 好的音乐，本实用新型音乐模块电路可以设置多个音乐芯片，并设置连接 一音乐数据输入孔，可以通过对其他设备播放音乐的录制来进行存储。本实用新型装置可用音乐和彩光来反映具体的天气情况，例如阴、 晴、刮风和下雨，并用彩色光来反映环境舒适度。由于本实用新型传感器 包括多种，根据实际情况需要可将所有传感器获取的信息融合在一起，得 出环境舒适度的情况。本实用新型各种传感器分别从不同的侧面来描述天 气舒适度状况，相互之间存在差别，无法用单纯某一种气象参数来说明舒 适度情况，因此需要通过逻辑推理的方法获得更深刻完整的舒适度信息。在本实用新型装置中，所述第 一微处理器或第二微处理器采用以下模型来实现多信息融合<formula>formula see original document page 9</formula> 这是一种"加权平均型"的综合评判，其中模型向量<formula>formula see original document page 9</formula>具有权向量的意义。"'eu是某气象参数评价因素的权重，""ev是某种气象参数的评价等级，~是综合各气象参数后的评价结果。如图7所示，在本实用新型装置中采用了模糊算法来实现多信息融合。可把风分为大风，小风，无风；把湿度分为千燥，适中，潮湿；把温 度分为高温，适中，低温；把舒适度分为很不舒适，不舒适，适中，
舒适，很舒适；由此可把光的颜色按照色调划分，如果环境越舒适光的颜 色就越偏向暖色系，相反就越偏向冷色系。例如，如果天气为大风，干燥， 高温可以制定模糊规则输出为舒适，灯光就偏向红色。如果天气为大风， 潮湿，低温可以制定模糊规则输出为很不舒适，灯光就偏向蓝色。本实用新型装置的具体工作原理包括当室外风强达到一定程度后， 就开始设定为有风，同时把风强的分成十级。由于风传感器返回的是开关 量，因此，只有通过软件计数的方法来分级，将计时的周期设定为N秒， 然后计算在N秒中读取的开关量返回值，将其与事先划分好的数值相匹配， 最后取定其分级。例如，事先将0 Ll次/秒划分为第一级，将L1 L2次划 分为第二级，依次类推，最后划分K级。在模糊处理时，需要首先建立模糊模型，对各种气象参数如风，湿度， 温度等的输入数据分别为Ni级，运用模糊理论，将其划分为Mi种语义变 量(如大风，小风和无风)并且设定其隶属度函数。舒适度也被划分为J 种情况同时也设定好隶属度函数。然后制定模糊规则，如图7所示，将风， 湿度，温度的各种气象参数情况分别与舒适度相对应。选取适当的推理规 则，包括模糊化规则，解模糊化规则，聚合规则和与、或规则等加权运算， 这样就建立了模糊系统。最后当有传感信号输入时，信号通过模糊系统， 最终就可以输出对应的综合舒适度值。然后根据该综合的舒适度值就可以 进行预先设定的音乐或彩光提醒。本实用新型装置具有外形美观，移动灵活，反映天气状况生动、直观 的特点，因此，本实用新型装置为一新颖的家庭或办公室用气象智能监测 和提醒设备，其电路采用了通常设计，结构简单，成本低。应当理解的是，上述针对本实用新型的射频电子标签的具体实施例的 描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型的专利保护范围的限制， 本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1、一种天气舒适度智能监测装置，包括多个气象参数传感器，其特征在于，还包括连接该多个气象参数传感器的至少一微处理器、及一提示单元，所述微处理器接收该多个气象参数传感器感应得到的气象参数，所述气象参数分别送入所述微处理器的舒适度模型单元进行加权运算，所述微处理器将获得的舒适度值输出给所述提示单元予以提示。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置分体设置成室 内机和室外机，所述微处理器设置为两个；室外机包括多个气象参数传感 器以及第一微处理器，所述第一微处理器用于接收所述多个气象参数；所 述室内机包括第二^f效处理器和提示单元，所述第二位处理器用于对接收到 的多个气象参数进行分析和处理，得出对应得舒适度值并控制提示单元。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述室外机还包括一无 线发送模块，用于将所述第一微处理器对多个气象参数进行编码后的数据 进行无线发送，所述室内机还包括与第二微处理器连接的无线接收模块， 用于接收所述数据，实现室内与室外机之间无线数据传输。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气象参数传感器包 括风雨传感器、湿度传感器、光强传感器和温度传感器。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述提示单元包括音乐 模块和光提示单元。
6、 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光提示单元包括由 一 LED驱动电路驱动控制的发光二极管模块，所述第二微处理器通过一串 并变化电路控制该LED驱动电路。
7、 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发光二极管模块包 括多个三色发光二极管和限流电阻，通过控制该每一发光二极管上的不同 引脚来控制发光颜色。
8、 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述音乐模块还包括至 少 一语音芯片用于存储音乐数据，由一单片机芯片控制该语音芯片实现其 录放功能，并通过一放大电路连接有一扬声器，用于播放提示音乐。
专利摘要本实用新型公开了一种天气舒适度智能监测装置，包括多个气象参数传感器，以及连接该多个气象参数传感器的至少一微处理器，用于接收该多个气象参数传感器感应的气象参数，并对应一舒适度模型单元，加权运算获得一舒适度值，并根据该舒适度值由所述微处理器控制一提示单元予以提示舒适度程度。本实用新型所提供的天气舒适度智能监测装置通过多传感器技术可以随时了解当前的天气状况，并通过建立舒适度模型单元和提示单元综合对当前天气状况进行了生动、直观的反映，适用不同环境和用户的需要，其电路结构简单，成本低。
文档编号G01W1/00GK201051152SQ20072011840
公开日2008年4月23日 申请日期2007年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者吴新宇, 徐扬生, 治 王, 俊 程, 帅 赵, 赵文龙, 雷 邓 申请人:深圳先进技术研究院