高精度船用风速风向检测系统的制作方法

本技术属于数据采集，具体是高精度船用风速风向检测系统。

背景技术：

1、风是一种重要的气象要素，风速的测量是气象监测的重要环节，相关数据被广泛应用于工农业生产、能源、交通运输等领域，在船舶运输领域，可以在顺风状态下根据风速、风向调整风帆的迎风角，以便于达到最大的风能利用率，不仅能够获得更快的航行速度，而且还能降低油耗；

2、船舶航行时对于风速、风向和俯仰角的测量精度和准确度要求比较高，传统的风速、风向的测量装置有机械式、风杯式等，这类装置测量误差较大，精度较低，可能会对船舶的航行造成误导；

3、目前，市场上出现了基于超声波的风速风向测量仪，该类装置的安装较为苛刻，必须固定指向北方位，并以大地作为参考系建立正交坐标系，这意味着人工安装不规范或者平台的移动将会导致风速、风向测量误差，考虑到航行的船舶在是一个方位持续变化的系统，该方案导致的测量误差更是难以避免，这将给船舶带来较大安全隐患；

4、因此，针对船舶应用场景，探索一种适用性强，准确度高的风速测量方案具有明确的市场需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对以上问题，本实用新型提供了高精度船用风速风向检测系统，具有对风速风向更精确、更快速的动态测量的优点。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：高精度船用风速风向检测系统，包括采集船舶外部风速和风向数据的时间测量模块，所述时间测量模块电路连接有主控模块并向主控模块发送信号，所述主控模块电路连接有光电报警电路和无线通讯电路并且向光电报警电路和无线通讯电路发送信号，所述光电报警电路通过主控模块发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述主控模对来自时间测量模块的信号进行处理后通过无线通讯电路连接显示模块对信息实时显示，所述时间测量模块、主控模块、无线通讯电路和显示模块均通过电源供电电路供电。

3、作为本实用新型优选的，所述电源供电电路包括太阳能板，太阳能板为原边提供母线电压，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路5v的辅助电源电压；5v的电压再经过降压芯片lt1514is8输出一路3.3v的辅助电源电压，为主控模块、无线通讯电路和显示模块提供所需的供电电压。

4、作为本实用新型优选的，所述光电报警电路包括比较器u3a和蜂鸣器buzzer，所述光电报警接受主控模块传输的信号vref后，通过比较器u3a与基准信号相比较，在采集信号vref超过基准信号后会触发发光二极管发光与蜂鸣器buzzer进行报警，提醒人员及时解决问题。

5、作为本实用新型优选的，所述时间测量模块包括高精度时间测量电路和风速风向接收发送电路，所述高精度时间测量电路包括ms1022高精度时间数字转换芯片。

6、作为本实用新型优选的，所述时间测量模块包括滤波放大电路，所述滤波放大电路包括放大器ad8310和轨到轨运算放大器芯片ad8052。

7、作为本实用新型优选的，所述无线通讯电路连接有主控模块和显示模块并且接受主控模块发送信号，并且将信号发送到显示模块上。

8、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

9、本实用新型通过风速风向接收发送电路，够通过对风向仰角的补偿，更加精确的判断风向角度，实现风速风向和俯仰角的动态测量，为船舶安全航运提供保障，并且通过设置超声波风速测速传感器，通过超声波在空气中传播速度快的特点，使得该系统具有对时间精确的测量，从而使得主控模块对风速信息精确的读取，可以及时有效的察觉故障情况，提高工作人员的效率，并且具有更高的安全性。

技术特征：

1.高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：包括采集船舶外部风速和风向数据的时间测量模块，所述时间测量模块电路连接有主控模块并向主控模块发送信号，所述主控模块电路连接有光电报警电路和无线通讯电路并且向光电报警电路和无线通讯电路发送信号，所述光电报警电路通过主控模块发送的信号对出现问题的系统和设备进行报警，所述主控模对来自时间测量模块的信号进行处理后通过无线通讯电路连接显示模块对信息实时显示，所述时间测量模块、主控模块、无线通讯电路和显示模块均通过电源供电电路供电。

2.根据权利要求1所述的高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：所述电源供电电路包括太阳能板，太阳能板为原边提供母线电压，副边绕组w2与变压器原边绕组w1的耦合产生一路5v的辅助电源电压；5v的电压再经过降压芯片lt1514is8输出一路3.3v的辅助电源电压，为主控模块、无线通讯电路和显示模块提供所需的供电电压。

3.根据权利要求1所述的高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：所述光电报警电路包括比较器u3a和蜂鸣器buzzer，所述光电报警接受主控模块传输的信号vref后，通过比较器u3a与基准信号相比较，在采集信号vref超过基准信号后会触发发光二极管发光与蜂鸣器buzzer进行报警。

4.根据权利要求1所述的高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：所述时间测量模块包括高精度时间测量电路和风速风向接收发送电路，所述高精度时间测量电路包括ms1022高精度时间数字转换芯片。

5.根据权利要求1所述的高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：所述时间测量模块包括滤波放大电路，所述滤波放大电路包括放大器ad8310和轨到轨运算放大器芯片ad8052。

6.根据权利要求1所述的高精度船用风速风向检测系统，其特征在于：所述无线通讯电路电路连接有主控模块和显示模块并且接受主控模块发送信号，并且将信号发送到显示模块上。

技术总结
本技术属于数据采集技术领域，且公开了高精度船用风速风向检测系统，包括采集船舶外部风速和风向数据的时间测量模块，所述时间测量模块电路连接有主控模块并向主控模块发送信号，所述主控模块电路连接有光电报警电路和无线通讯电路并且向光电报警电路和无线通讯电路发送信号。本技术通过风速风向接收发送电路，够通过对风向仰角的补偿，更加精确的判断风向角度，实现风速风向和俯仰角的动态测量，为船舶安全航运提供保障，并且通过设置超声波风速测速传感器，通过超声波在空气中传播速度快的特点，使得该系统具有对时间精确的测量，从而使得主控模块对风速信息精确的读取，可以及时有效的察觉故障情况。

技术研发人员：王惠群,毛鹏
受保护的技术使用者：上海宜通海洋科技股份有限公司
技术研发日：20230315
技术公布日：2024/1/14