一种用于畜禽舍环境的风速监测系统和风速监测方法与流程

本发明实施例涉及风速监测技术领域，更具体地，涉及一种用于畜禽舍环境的风速监测系统和风速监测方法。

背景技术：

在某些场景或者环境下，对风速的空间分布进行实时监测具有重要意义，例如，在畜禽养殖的环境下，风速的空间分布影响环境内微气候，进而影响畜禽的舒适性。而改善风速的空间不均匀性的前提就是精准确定风速的空间分布情况。

目前畜禽舍内确定风速的空间分布的方式主要为在多个空间位置定点设置风速传感器，但此方式的设置点受空间位置的限制，一些空间区域并不适合设置风速传感器，例如，为避免牲畜的撕咬和碰撞，传感器布设点需要避开牲畜生活区域，但这些空间区域又是必须关注的区域，并且畜禽舍内确定风速的空间分布需设置的风速传感器的数量过多，投入过大，成本过高。

技术实现要素：

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种用于畜禽舍环境的风速监测系统和风速监测方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于畜禽舍环境的风速监测系统，包括：可移动式风速探测装置和风速检测平台，可移动式风速探测装置连接至风速检测平台；可移动式风速探测装置包括移动模块、底座、可收缩导轨、可调控平衡重、支撑杆、固定元件和风速传感器，移动模块设于底座的底部、支撑杆设于底座的上部且处于竖直方向上，支撑杆的不同位置处设有多个固定元件，每一固定元件上固定有风速传感器，支撑杆的预设位置处设有可收缩导轨和可调控平衡重，可收缩导轨的伸缩方向垂直于支撑杆所处的方向；风速检测平台包括风速数据采集模块和风速数据合成模块，风速数据采集模块连接至风速数据合成模块，风速数据采集模块用于获取每一风速传感器采集的风速数据，并传输至风速数据合成模块，风速数据合成模块用于将可移动式风速探测装置在多个不同的测量点采集到的风速数据合成为风速空间分布图。

其中，风速检测平台还包括移动控制模块；移动控制模块用于将移动控制指令发送至可移动式风速探测装置，以使可移动式风速探测装置根据移动控制指令移动，移动控制指令包括移动轨迹、移动轨迹上的测量点的位置坐标以及在每一测量点处的停留时长。

其中，风速数据合成模块包括数据采集卡和a/d转换器，数据采集卡连接至a/d转换器；数据采集卡用于获取每一风速数据的模拟信号，并将每一风速数据的模拟信号传输至a/d转换器，a/d转换器用于将每一风速数据的模拟信号转换成数字信号。

其中，每一风速传感器包括信号调制器，风速数据合成模块还包括信号解调器，信号解调器连接至数据采集卡。

其中，移动模块包括滚轮、驱动单元和制动单元；驱动单元用于驱动滚轮沿移动轨迹滚动，制动单元用于在每一测量点处制止滚轮的滚动。

其中，底座包括中空空间、进液口和出液口；中空空间用于容纳高密度液体，以增强可移动式风速探测装置的稳定性。

其中，支撑杆包括至少两截支撑单元，任意相邻的两截支撑单元之间在支撑杆所在方向上可相对自由伸缩。

其中，风速检测平台还包括显示模块，显示模块连接至风速数据合成模块；显示模块用于显示风速空间分布图。

其中，风速监测系统还包括电源模块；电源模块用于给可移动式风速探测装置和风速检测平台供电。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于畜禽舍环境的风速监测方法，包括：确定预设区域内的若干测量点，在预设时段内将可移动式风速探测装置驱动至若干测量点，并使可移动式风速探测装置在每一测量点处停留预设时长，其中，可移动式风速探测装置包括多个不同高度上设置的风速传感器；在每一测量点处停留的预设时长内，获取可移动式风速探测装置的每一风速传感器采集的风速数据；根据每一测量点处停留的预设时长内每一风速传感器采集的风速数据合成预设时段的风速空间分布图，根据风速空间分布图对预设区域的风速进行监测。

本发明实施例提供的一种用于畜禽舍环境的风速监测系统和风速监测方法，包括：相互连接的可移动式风速探测装置和风速检测平台；可移动式风速探测装置包括移动模块、底座、可收缩导轨、可调控平衡重、支撑杆、固定元件和风速传感器，移动模块设于底座的底部，支撑杆设于底座的上部且位于竖直方向上，支撑杆的不同位置处设有多个固定元件，每一固定元件上固定有风速传感器，支撑杆的预设位置设有可收缩导轨和可调控平衡重；风速检测平台将可移动式风速探测装置在多个不同的测量点采集到的风速数据合成为风速空间分布图。本风速监测系统和风速监测方法通过可移动式风速探测装置采集不同测量点在各个高度上的风速数据并通过风速检测平台合成为风速空间分布图，可移动式风速探测装置可灵活选择测量点，不受空间位置的限制，并且结构简单，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于畜禽舍环境的风速监测系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的用于畜禽舍环境的风速监测方法的流程图；

附图标记：

1-可移动式风速探测装置；11-移动模块；

12-底座；13-可收缩轨道；

14-可调控平衡重；15-支撑杆；

16-固定元件；17-风速传感器；

2-风速检测平台；21-风速数据采集模块；

22-风速数据合成模块；23-显示模块；

3-电源模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的用于畜禽舍环境的风速监测系统的示意图，如图1所示，一种用于畜禽舍环境的风速监测系统，包括：可移动式风速探测装置1和风速检测平台2，可移动式风速探测装置1连接至风速检测平台2；可移动式风速探测装置1包括移动模块11、底座12、可收缩导轨13、可调控平衡重14、支撑杆15、固定原件16和风速传感器17，移动模块11设于底座12的底部、支撑杆15设于底座12的上部且处于竖直方向上，支撑杆15的不同位置处设有多个固定元件16，每一固定元件16上固定有风速传感器17，支撑杆15的预设位置处设有可收缩导轨13和可调控平衡重14，可收缩导轨13的伸缩方向垂直于支撑杆15所处的方向；风速检测平台2包括风速数据采集模块21和风速数据合成模块22，风速数据采集模块21连接至风速数据合成模块22，风速数据采集模块21用于获取每一风速传感器17采集的风速数据，并传输至风速数据合成模块22，风速数据合成模块22用于将可移动式风速探测装置1在多个不同的测量点采集到的风速数据合成为风速空间分布图。

具体地，本实施例提供的风速监测系统，一方面可基于可移动式风速探测装置1中的风速传感器17，采集不同测量点处不同高度上的风速数据，另一方面还可基于风速检测平台2将不同测量点处不同高度上的风速数据合成为风速空间分布图，风速空间分布图为三维空间内的风速分布图，能精确展现三维空间内的风速数据。更具体地，该风速监测系统的可移动式风速探测装置1与风速检测平台2相连接，可移动式风速探测装置1与风速检测平台2之间可实现数据通信；其中，可移动式风速探测装置1包括移动模块11、底座12、可收缩导轨13、可调控平衡重14、支撑杆15、固定原件16和风速传感器17，移动模块11设于底座12的底部，可支持可移动式风速探测装置1的移动，支撑杆15设于底座12的上部，并且支撑杆15在工作状态下处于竖直状态，支撑杆15的不同位置处设有多个固定元件16，每一固定元件16上固定有风速传感器17，在工作状态时使得风速传感器17处于支撑杆15的不同高度上，底座12可选用不锈钢等密度较大的材质，支撑杆15可选用不锈钢等刚性材料，固定元件16可选用双头夹等，支撑杆15的预设位置处设有可收缩导轨13和可调控平衡重14，可收缩导轨13可以使上下两部分的支撑杆相对移动，在工作状态下使上下两部分的支撑杆在竖直方向上存在错位，可调控平衡重14可保证支撑杆15的整体平衡，这种上下两部分的支撑杆在竖直方向上存在错位能保证避开上方或者下方的障碍物，例如在畜禽舍环境的中，需要监测牲畜上方空间的风速情况时，可通过该支撑杆15的上下两部分的错位达到上述目的；风速检测平台2包括风速数据采集模块21和风速数据合成模块22，风速数据采集模块21连接至风速数据合成模块22。并且，为了提高数据的处理效率，风速数据合成模块22中采用labview来完成对数据的处理，风速数据合成模块22可选用pc机等具有数据处理功能的电子器件。

在该风速监测系统工作时，移动可移动式风速探测装置1至各个测量点，在每一测量点处，通过风速数据采集模块21获取不同高度处的风速传感器17采集的风速数据，然后通过风速数据合成模块22将不同测量点处，不同高度处的风速数据合成，形成风速空间分布图，风速空间分布图能精确的展现风速数据的空间分布，能精确的实现对空间中风速的监测。

本实施例通过可移动式风速探测装置采集不同测量点在各个高度上的风速数据并通过风速检测平台合成为风速空间分布图，可移动式风速探测装置可灵活选择测量点，不受空间位置的限制，并且结构简单，成本低廉。

基于以上实施例，进一步地，风速检测平台还包括移动控制模块；移动控制模块用于将移动控制指令发送至可移动式风速探测装置，以使可移动式风速探测装置根据移动控制指令移动，移动控制指令包括移动轨迹、移动轨迹上的测量点的位置坐标以及在每一测量点处的停留时长。

具体地，为了实现对可移动式风速探测装置的自动控制，本实施例的风速检测平台中还设有移动控制模块，该移动控制模块向可移动式风速探测装置发送移动控制指令，控制可移动式风速探测装置按移动控制指令移动；其中，移动控制指令包括移动轨迹和移动轨迹上的测量点的位置坐标，同时为了保证在每一测量点处有足够的时间采集数据，移动控制指令还包括在每一测量点处的停留时长。

基于以上实施例，进一步地，风速数据合成模块包括数据采集卡和a/d转换器，数据采集卡连接至a/d转换器；数据采集卡用于获取每一风速数据的模拟信号，并将每一风速数据的模拟信号传输至a/d转换器，a/d转换器用于将每一风速数据的模拟信号转换成数字信号，数据采集卡可选用dam-e3058f(i)采集卡。

具体地，由于可移动式风速探测装置中包括多个风速传感器，本实施例的风速数据合成模块采用数据采集卡来获取风速传感器采集的风速数据，数据采集卡具有多个接口，可同时获取多个风速传感器采集的风速数据；同时由于数据采集卡获取的风速数据为模拟信号，本实施例的风速数据合成模块还通过a/d转换器将模拟信号转换成数字信号，移动计算机等数字处理器件进行处理。

基于以上实施例，进一步地，每一风速传感器包括信号调制器，风速数据合成模块还包括信号解调器，信号解调器连接至数据采集卡。

具体地，为了实现可移动式风速探测装置与风速检测平台之间的信号通信，本实施例的每一风速传感器设有信号调制器，风速数据合成模块设有信号解调器，信号调制器将风速数据调制后发送至信号解调器，信号解调器对调制信号解调后重新获得风速数据并传递至数据采集卡。

基于以上实施例，进一步地，移动模块包括滚轮、驱动单元和制动单元；驱动单元用于驱动滚轮沿移动轨迹滚动，制动单元用于在每一测量点处制止滚轮的滚动。

具体地，移动模块包括滚轮和驱动单元，驱动单元用于驱动滚轮沿移动轨迹滚动，并且为了更好的使可移动式风速探测装置停留在各个测量点，移动模块中还设有制动单元，制动单元可采用碟刹等。

基于以上实施例，进一步地，底座包括中空空间、进液口和出液口；中空空间用于容纳高密度液体，以增强可移动式风速探测装置的稳定性。

具体地，底座包括中空空间、进液口和出液口，中空空间可灌入水等液体，以调整底座的重量，并增强可移动式风速探测装置的稳定性。

基于以上实施例，进一步地，支撑杆包括至少两截支撑单元，任意相邻的两截支撑单元之间在支撑杆所在方向上可相对自由伸缩。

具体地，支撑杆包括至少两截支撑单元，任意相邻的两截支撑单元之间在支撑杆所处方向上可相对自由伸缩，例如，可选用若干段不同半径的刚性管，任意相邻的两段刚性管之间可自由伸缩，以使支撑杆的整体长度可调。

基于以上实施例，进一步地，参考图1，风速检测平台2还包括显示模块23，显示模块23连接至风速数据合成模块；显示模块23用于显示风速空间分布图。

具体地，风速检测平台2还包括显示模块23，显示模块23可选用液晶显示屏等，显示模块23用于显示风速空间分布图，以实现对空间的风速数据更直观的监控。

基于以上实施例，进一步地，参考图1，风速监测系统还包括电源模块3；电源模块3用于给可移动式风速探测装置1和风速检测平台2供电。

具体地，风速监测系统还包括电源模块3；电源模块3用于给可移动式风速探测装置1和风速检测平台2供电，并且在需要通入直流电的各电子器件之前，例如数据采集卡之前设有整流器，以对这些电子器件提供直流电。

图2为本发明实施例提供的用于畜禽舍环境的风速监测方法的流程图，如图2所示，一种用于畜禽舍环境的风速监测方法，包括：s21，确定预设区域内的若干测量点，在预设时段内将可移动式风速探测装置驱动至若干测量点，并使可移动式风速探测装置在每一测量点处停留预设时长；s22，在每一测量点处停留的预设时长内，获取可移动式风速探测装置的每一风速传感器采集的风速数据；s23，根据每一测量点处停留的预设时长内每一风速传感器采集的风速数据合成预设时段的风速空间分布图，根据风速空间分布图对预设区域的风速进行监测。

具体地，对于畜禽舍环境中待监测的预设区域，可设定在预设时段内预设区域的环境变化是稳态的，首先针对待监测的预设区域设置若干测量点，然后预设时段内将可移动式风速探测装置分别驱动至若干测量点，并使可移动式风速探测装置在每一测量点处停留预设时长，以便风速探测装置中不同高度处的风速传感器有足够的时间采集风速数据；在每一测量点处停留的预设时长内，获取可移动式风速探测装置的每一风速传感器采集的风速数据；最后根据每一测量点处停留的预设时长内每一风速传感器采集的风速数据合成预设时段的风速空间分布图，根据风速空间分布图对预设区域的风速进行监测。其中，每一风速传感器采集的风速数据，每一测量点的坐标、每一风速传感器所处的高度以及数据采集时间可一一对应的存储于mysql，然后通过labview从mysql读取数据合成为风速空间分布图。

本发明实施例提供的方法通过可移动式风速探测装置采集不同测量点在各个高度上的风速数据并通过风速检测平台合成为风速空间分布图，可移动式风速探测装置可灵活选择测量点，不受空间位置的限制，并且结构简单，成本低廉。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。