基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统技术方案

本发明专利技术公开了基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的电流检测模块、三级放大电路、滤波电路、微控制器模块、数据传输模块、电源管理器和电源模块；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气流速检测装置，尤其涉及基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，属于风速检测控制领域。
技术介绍
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。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，本专利技术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。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。该专利技术结构简单，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。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，该专利技术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高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种成本低、使用方便、测量精度较高的基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的电流检测模块、三级放大电路、滤波电路、微控制器模块、数据传输模块、电源管理器和电源模块；所述电流检测模块依次通过放大电路、滤波电路连接微控制器模块，所述微控制器模块连接数据传输模块，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述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；所述电流检测模块用于实时检测铂电阻上流通的电流；所述微控制器模块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；所述数据传输模块用于将计算出的风速传输至远程监控终端；所述滤波电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源芯片，所述第一电阻的一端与三级放大电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源芯片的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接；所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、控制器、接口模块和远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路和接口模块分别连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块
通过CPLD模块连接隔离驱动电路，所述DSP模块通过控制器连接远程通讯模块。作为本专利技术基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统的进一步优选方案，所述数据传输模块包含单片机和射频发射器，所述微控制器模块通过单片机与射频发射器连接。作为本专利技术基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统的进一步优选方案，所述远程监控终端包含控制器模块以及分别与其连接的数据接收模块、显示模块和数据存储模块。作为本专利技术基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统的进一步优选方案，所述铂电阻的芯片型号为Ptl00。作为本专利技术基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统的进一步优选方案，所述电流检测模块采用霍尔电流传感器。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术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即风速；2、本专利技术能够精确检测大气风速进而达到更好的安全预警。附图说明图1是本专利技术的系统结构原理图；图2是本专利技术数据采集终端的结构原理图；图3是本专利技术数据采集终端滤波电路电路图；图4是本专利技术数据采集终端的电路图的结构原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端。所述数据采集终端实时采集大气环境的风速参数，进而将采集的风速参数传输至远程监控终端。如图2所示，所述数据采集终端包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的电流检测模块、三级放大电路、滤波电路、微控制器模块、数据传输模块、电源管理器和电源模块；所述电流检测模块依次通过三级放大电路、滤波电路连接微控制器模块，所述微控制器模块连接数据传输模块，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述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；所述电流检测模块用于实
时检测铂电阻上流通的电流；所述微控制器模块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，TH为铂电阻自身温度，TJ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；所述数据传输模块用于将计算出的风速传输至远程监控终端；其中，所述微控制器模块采用AVR系列单片机，所述显示模块为LCD显示屏，所述铂电阻的型号为Ptl00，所述电流检测模块采用霍尔电流传感器，所述数据传输模块包含单片机以及与与其连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的电流检测模块、三级放大电路、滤波电路、微控制器模块、数据传输模块、电源管理器和电源模块；所述电流检测模块依次通过放大电路、滤波电路连接微控制器模块，所述微控制器模块连接数据传输模块，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述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；所述电流检测模块用于实时检测铂电阻上流通的电流；所述微控制器模块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；所述数据传输模块用于将计算出的风速传输至远程监控终端；所述滤波电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源芯片，所述第一电阻的一端与三级放大电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源芯片的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接；所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、控制器、接口模块和远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路和接口模块分别连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路，所述DSP模块通过控制器连接远程通讯模块。...

【技术特征摘要】
1.基于滤波电路及电源控制器的环境风速监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的远程监控终端，所述数据采集终端包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的电流检测模块、三级放大电路、滤波电路、微控制器模块、数据传输模块、电源管理器和电源模块；所述电流检测模块依次通过放大电路、滤波电路连接微控制器模块，所述微控制器模块连接数据传输模块，所述电源模块通过电源管理器连接微控制器模块；其中，所述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；所述电流检测模块用于实时检测铂电阻上流通的电流；所述微控制器模块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；所述数据传输模块用于将计算出的风速传输至远程监控终端；所述滤波电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源芯片，所述第一电阻的一端与三级放大电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹胜林，
申请(专利权)人：无锡信大气象传感网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32