一种基于Zigbee的自动气象监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括移动车，移动车上设置电池模块、控制器、红外传感器、太阳能电池板、光敏电阻、步进电机、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，太阳能电池板将光能转换成电能并存储于电池模块内，控制器输入端连接红外传感器、光敏电阻、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，控制器输出端连接步进电机并与监测终端双向通信。本实用新型专利技术提供的基于Zigbee的自动气象监测装置，实现自动避障和远程控制，可实时采集不同位置的路面状况、风向、风速、气压和温湿度并采用无线通讯方式进行通信，智能化水平高，且使太阳光始终垂直照射于太阳能电池板上，最大化利用自然资源供电，节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zigbee的自动气象监测装置
本技术涉及气象监测
，具体涉及一种基于Zigbee的自动气象监测装置。
技术介绍
气象监测装置用于测量所在位置的风速、风向、温度、湿度及气压等多项气象要素，是气象站获取气象信息的重要渠道。现有的气象监测装置主要分为固定式和移动式两种，固定式气象监测装置体积庞大、不易安装和移动，当采用多个固定式气象监测装置对某一极限地点或对某一特定场所进行实时巡逻检测时，存在监测成本高且检测数据不全面的缺陷。此外，移动式气象监测装置大多采用有线通信方式，布线困难，过程繁琐复杂，电能消耗较大且供电来源有限，未能充分利用自然资源。
技术实现思路
为解决现有技术中气象监测装置存在的采用有线通讯、供电来源有限和不便于移动的问题，本技术提供一种基于Zigbee的自动气象监测装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括监测终端和移动车，移动车上设置电池模块、竖向立杆和控制器，移动车上还设置红外传感器、能量供给模块、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，红外传感器包括避障红外传感器和寻线红外传感器，能量供给模块包括太阳能电池板，太阳能电池板上设置用于检测所在位置太阳光方位角和高度角的光敏电阻，太阳能电池板将光能转换成电能并存储于与其相连的电池模块内进行供电，控制器内设有电机驱动模块和Zigbee无线通讯模块，控制器的输入端连接红外传感器、光敏电阻、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，控制器的输出端通过Zigbee无线通讯模块与监测终端双向通信。进一步的，所述能量供给模块还包括用于驱动太阳能电池板转动至垂直于太阳光线的步进电机，步进电机与控制器的输出端相连，步进电机上设有驱动板，控制器通过驱动板驱动步进电机正转或反转即时调整太阳能电池板的方位和仰角，使太阳光始终垂直照射于太阳能电池板上。进一步的，所述步进电机有两个，每个步进电机均为设有ULN2003驱动板的五线四相步进电机。进一步的，所述避障红外传感器和寻线红外传感器分别设置于移动车的前端和底部并将实时检测的路面状况传送至控制器。进一步的，所述竖向立杆上安装一与移动车车身平行的风向杆，竖向立杆和风向杆的相连接处设有用于实时监测所处位置风向的电子罗盘，风向杆的一端设有压力传感器，风向杆的另一端设有风向标。进一步的，所述太阳能电池板面向太阳光的一侧四角分别设置一个光敏电阻。进一步的，所述控制器采用STC公司的STC89C52单片机，Zigbee无线通讯模块采用TI公司的ZigbeeCC2530芯片和免费协议栈ZigBee-2007。进一步的，所述移动车采用履带式车轮，避障红外传感器的型号为E18-D80NK，寻线红外传感器的型号为RPR220。进一步的，所述压力传感器的型号为BMP085，电子罗盘的型号为HMC5883L罗盘，温湿度传感器的型号为DHT11。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术公开了一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括监测终端和移动车，移动车上设置电池模块、竖向立杆和控制器，移动车上还设置红外传感器、能量供给模块、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，红外传感器包括避障红外传感器和寻线红外传感器，能量供给模块包括太阳能电池板和步进电机，步进电机上设有驱动板，太阳能电池板上设置用于检测所在位置太阳光方位角和高度角的光敏电阻，控制器内设有电机驱动模块和Zigbee无线通讯模块，控制器的信号输入端连接红外传感器、光敏电阻、压力传感器、电子罗盘和温湿度传感器，控制器的信号输出端通过Zigbee无线通讯模块与监测终端双向通信，控制器通过步进电机调整太阳能电池板的方位和仰角，使太阳光始终垂直照射于太阳能电池板上，太阳能电池板将光能转换成电能并存储于与其相连的电池模块内用于供电。本技术提供的基于Zigbee的自动气象监测装置，可智能寻线避障移动，确保移动车的正常行进，实现实时巡逻式监测不同空间位置的风向、风速、气压、温度和湿度等多项气象要素并通过无线通讯方式上传至监测终端进行实时显示和存储，便于工作人员随时查看和远程控制移动车的运动轨迹，智能化水平高，且自动追踪太阳光，最大化利用自然资源供电，节能环保，解决传统气象监测装置无法灵活移动、采用有线通讯和耗能大的缺陷，具有广阔的应用前景。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的系统流程图；其中，1-移动车；2-竖向立杆；3-控制器；4-避障红外传感器；5-寻线红外传感器；6-能量供给模块；7-压力传感器；8-电子罗盘；9-温湿度传感器；10-风向标；11-太阳能电池板；12-步进电机；13-光敏电阻；14-风向杆。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作更进一步的说明。名词解释：光强比较法：通过光敏电阻对光强反应呈现出的不同阻值来判断太阳所在位置。如图1-2所示，一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括用于放置自动气象监测装置的移动车1，移动车1上设有电池模块、竖向立杆2、控制器3、红外传感器、能量供给模块6、压力传感器7、电子罗盘8、温湿度传感器9、风向标10和风向杆14，电池模块与移动车1、控制器3、红外传感器、能量供给模块6、压力传感器7、电子罗盘8和温湿度传感器9相连，红外传感器包括避障红外传感器4和寻线红外传感器5，能量供给模块6包括太阳能电池板11、两个用于驱动太阳能电池板11转动至垂直于太阳光线入射方向的步进电机12，太阳能电池板11分别与两个步进电机12和电池模块相连，每个步进电机12上均设有ULN2003驱动板，太阳能电池板11面向太阳光的一面四角分别设置一个光敏电阻13，位于太阳能电池板11的一侧且相对设置的一组光敏电阻13用于实时检测所在位置太阳的方位角变化信息，位于太阳能电池板11的另一侧且相对设置的另一组光敏电阻13用于实时检测所在位置太阳高度角的变化信息，控制器3内设有Zigbee无线通讯模块和电机驱动模块，避障红外传感器4、寻线红外传感器5、四个光敏电阻13、压力传感器7、电子罗盘8和温湿度传感器9分别与控制器3的信号输入端相连，控制器3的信号输出端分别连接两个步进电机12和监测终端，控制器通过ULN2003驱动板驱动两个步进电机12正转或反转进而驱动太阳能电池板11转动，控制器3通过Zigbee无线通讯模块与监测终端双向通信，监测终端将控制器3传送的数据进行显示和存储并通过控制器3远程控制移动车1的运动。竖向立杆2上安装一与移动车1车身平行的风向杆14，竖向立杆2与风向杆14的相连接处设有用于实时检测所在位置风向的电子罗盘8，风向杆14的一端设有压力传感器7，用于实时检测所在位置的气压并传送至控制器3计算风速，风向杆14的另一端设有风向标10，避障红外传感器4和寻线红外传感器5分别设置于移动车1的前端和底部，用于在移动过程中实时检测路面状况并传送至控制器3，控制器3通过电机驱动模块控制移动车1躲避障碍物，实现自动寻线避障移动，确保移动车1的正常运行，温湿度传感器9用于实时检测移动车1在行进过程中所处位置的温度和湿度并传送至控制器3，控制器3将接收的路面状况、气压、风速、风向和温湿度等气象数据通过Zigbee无线通讯模块传送至监测终端进行显示和保存，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括监测终端和移动车（1），移动车（1）上设置电池模块、竖向立杆（2）和控制器（3），其特征在于，所述移动车（1）上还设置红外传感器、能量供给模块（6）、压力传感器（7）、电子罗盘（8）和温湿度传感器（9），红外传感器包括避障红外传感器（4）和寻线红外传感器（5），能量供给模块（6）包括太阳能电池板（11），太阳能电池板（11）上设置用于检测太阳光方位角和高度角的光敏电阻（13），太阳能电池板（11）将光能转换成电能并存储于与其相连的电池模块内，控制器（3）内设有电机驱动模块和Zigbee无线通讯模块，控制器（3）的输入端连接红外传感器、光敏电阻（13）、压力传感器（7）、电子罗盘（8）和温湿度传感器（9），控制器（3）的输出端与监测终端双向通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee的自动气象监测装置，包括监测终端和移动车（1），移动车（1）上设置电池模块、竖向立杆（2）和控制器（3），其特征在于，所述移动车（1）上还设置红外传感器、能量供给模块（6）、压力传感器（7）、电子罗盘（8）和温湿度传感器（9），红外传感器包括避障红外传感器（4）和寻线红外传感器（5），能量供给模块（6）包括太阳能电池板（11），太阳能电池板（11）上设置用于检测太阳光方位角和高度角的光敏电阻（13），太阳能电池板（11）将光能转换成电能并存储于与其相连的电池模块内，控制器（3）内设有电机驱动模块和Zigbee无线通讯模块，控制器（3）的输入端连接红外传感器、光敏电阻（13）、压力传感器（7）、电子罗盘（8）和温湿度传感器（9），控制器（3）的输出端与监测终端双向通信。2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee的自动气象监测装置，其特征在于，所述能量供给模块（6）还包括用于驱动太阳能电池板（11）转动至垂直于太阳光线的步进电机（12），步进电机（12）与控制器（3）的输出端相连，步进电机（12）上设有驱动板。3.根据权利要求2所述的一种基于Zigbee的自动气象监测装置，其特征在于，所述步进电机（12）有两个，每个步进电机（12）均为设有ULN2003驱动板的五线四相步进电机。4.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee的自动气象监测装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，刘娜，董立军，刘本坤，薛梅，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32