The utility model discloses a three-dimensional wind speed measuring device in a tree crown, which comprises a first ultrasonic sensor module, a transceiver conversion circuit, a first signal processing circuit, a first driving circuit, a first clock measuring module, a first MCU module, a second ultrasonic sensor module, a second signal processing circuit, a second driving circuit, a second clock measuring module, a second MCU module and a display. The first ultrasonic sensor module includes ultrasonic probe A and B, and the second ultrasonic sensor module includes ultrasonic probe C and D. The ultrasonic probe A, ultrasonic probe B, ultrasonic probe C and ultrasonic probe D are all installed in the tree crown and are located at four vertices of the tetrahedron respectively. The utility model adopts two sets of ultrasonic sensor modules. It can measure the velocity in three-dimensional direction, reflect the wind speed in three-dimensional direction in tree crown, and measure more accurately.
【技术实现步骤摘要】
一种树冠中三维风速测量装置
本技术涉及风速测量领域，具体涉及一种树冠中三维风速测量装置。
技术介绍
树木在生长过程中，水、空气、阳光等因素固然不可缺少，但风力对树木的影响也不能忽视。尤其是在三北防护林，风力较大，常年累月对树木吹，对树木的生长状况影响更大。为了了解风速对树木生长的影响，准确测量树木树冠中的风速尤为重要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种树冠中三维风速测量装置,本树冠中三维风速测量装置通过两组超声波传感器模块能够测定三维方向的速度，能真实的反映树冠中的三维方向上的风速，测量更加准确。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种树冠中三维风速测量装置，包括第一超声波传感器模块、收发转换电路、第一信号处理电路、第一驱动电路、第一时钟测量模块、第一MCU模块、第二超声波传感器模块、第二信号处理电路、第二驱动电路、第二时钟测量模块、第二MCU模块和显示电路；所述第一超声波传感器模块包括超声波探头A和超声波探头B，所述第二超声波传感器模块包括超声波探头C和超声波探头D，所述超声波探头A、超声波探头B、超声波探头C和超声波探...
【技术保护点】
1.一种树冠中三维风速测量装置，其特征在于：包括第一超声波传感器模块、收发转换电路、第一信号处理电路、第一驱动电路、第一时钟测量模块、第一MCU模块、第二超声波传感器模块、第二信号处理电路、第二驱动电路、第二时钟测量模块、第二MCU模块和显示电路；所述第一超声波传感器模块包括超声波探头A和超声波探头B，所述第二超声波传感器模块包括超声波探头C和超声波探头D，所述超声波探头A、超声波探头B、超声波探头C和超声波探头D均安装在树冠中且分别位于正四面体四个顶点，所述超声波探头A和超声波探头B相对安装，所述超声波探头C和超声波探头D相对安装，所述超声波探头A、超声波探头B、超声波探...
【技术特征摘要】
1.一种树冠中三维风速测量装置，其特征在于：包括第一超声波传感器模块、收发转换电路、第一信号处理电路、第一驱动电路、第一时钟测量模块、第一MCU模块、第二超声波传感器模块、第二信号处理电路、第二驱动电路、第二时钟测量模块、第二MCU模块和显示电路；所述第一超声波传感器模块包括超声波探头A和超声波探头B，所述第二超声波传感器模块包括超声波探头C和超声波探头D，所述超声波探头A、超声波探头B、超声波探头C和超声波探头D均安装在树冠中且分别位于正四面体四个顶点，所述超声波探头A和超声波探头B相对安装，所述超声波探头C和超声波探头D相对安装，所述超声波探头A、超声波探头B、超声波探头C和超声波探头D均与收发转换电路连接，所述收发转换电路分别与第一驱动电路和第一信号处理电路连接，所述第一信号处理电路和第一驱动电路均与第一时钟测量模块连接，所述第一时钟测量模块与第一MCU模块连接，所述收发转换电路分别与第二驱动电路和第二信号处理电路连接，所述第二信号处理电路和第二驱动电路均与第二时钟测量模块连接，所述第二时钟测量模块与所述第二MCU模块连接，所述第一MCU模块和第二MCU模块通过串口通信连接，所述第二MCU模块与显示电路连接,所述第一信号处理电路与第二时钟测量模块连接，所述第二信号处理电路与第一时钟测量模块连接。2.根据权利要求1所述的树冠中三维风速测量装置，其特征在于：所述第一信号处理电路包括第一放大电路、第一滤波电路和第一比较电路，所述第二信号处理电路包括第二放大电路、第二滤波电路和第二比较电路，所述收发转换电路与第一放大电路连接，所述第一放大电路与第一滤波电路连接，所述第一滤波电路与第一比较电路连接，所述第一比较电路分别与第一时钟测量模块和第二时钟测量模块连接，所述收发转换电路与第二放大电路连接，所述第二放大电路与第二滤波电路连接，所述第二滤波电路与第二比较电路连接，所述第二比较电路分别与第二时钟测量模块和第一时钟测量模块连接。3.根据权利要求2所述的树冠中三维风速测量装置，其特征在于：所述第一时钟测量模块和第二时钟测量模块均包括芯片TDC-GP21、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、晶振Y1和晶振Y2，所述芯片TDC-GP21的引脚1分别与晶振Y1的一端、电阻R1的一端和电容C2的一端连接，所述芯片TDC-GP21的引脚2分别与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与晶振Y1的另一端、电阻R1的另一端和电容C3的一端连接，所述电容C2的另一端和电容C3的另一端均连接有地线，所述芯片TDC-GP21的引脚3和引脚14均连接有电源，所述芯片TDC-GP21的引脚4和引脚7均连接有地线，所述芯片TDC-GP21的引脚5与第一驱动电路或第二驱动电路连接，所述芯片TDC-GP21的引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12和引脚13均与第一MCU模块或第二MCU模块连接，所述芯片TDC-GP21的引脚30与第一比较电路连接，所述芯片TDC-GP21的引脚27与第二比较电路连接，所述芯片TDC-GP21的引脚25和引脚28连接有地线，所述芯片TDC-GP21的引脚26、引脚29和引脚32均连接有电源，所述芯片TDC-GP21的引脚29与电容C1的正极连接，所述芯片TDC-GP21的引脚28与电容C1的负极连接，所述芯片TDC-GP21的引脚15与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与晶振Y2的一端、电阻R3的一端和电容C4的一端连接，所述芯片TDC-GP21的引脚16分别与晶振Y2的另一端、电阻R3的另一端和电容C5的一端连接，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端均连接有地线。4.根据权利要求3所述的树冠中三维风速测量装置，其特征在于：所述第一MCU模块和第二MCU模块均采用STC15W4K61S2单片机，所述STC15W4K61S2单片机的P1.6引脚通过晶振Y3与STC15W4K61S2单片机的P1.7引脚连接，所述晶振Y3的一端连接有电容C6的一端，所述晶振Y3的另一端连接有电容C7的另一端，所述电容C6的另一端和电容C7的另一端均连接有地线，所述STC15W4K61S2单片机的VCC引脚连接有电容C8的一端、电容C9的正极和电源，所述STC15W4K61S2单片机的GND引脚分别与电容C8的另一端、电容C9的负极和地线连接，所述STC15W4K61S2单片机的P1.0引脚、P2.0引脚、P2.1引脚、P2.2引脚、P2.3引脚和P2.4引脚均与第一时钟测量模块或第二时钟测量模块内的芯片TDC-GP21连接，所述第一MCU模块的STC15W4K61S2单片机的P3.0引脚与收发转换电路连接，所述第二MCU模块内的STC15W4K61S2单片机与显示电路连接。5.根据权利要求4所述的树冠中三维风速测量装置，其特征在于：所述第一驱动电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C26、MOS管Q1、变压器T1、二极管D9和二极管D10,所述电阻R17的一端连接有24V电源，所述电阻R17的另一端分别连接有电阻R18的一端、电容C26的正极和变压器T1，所述电阻R18的另一端和电容C26的负极连接有地线，所述变压器T1连接有MOS管Q1的D极，所述MOS管Q1的S极连接有地线和电阻R20的一端，所述MOS管Q1的G极分别与电阻R19的一端和电阻R20的另一端连接，所述电阻R19的另一端与第一时钟测量模块内的芯片TDC-GP21的引脚5连接，所述变压器T1分别连接有二极管D9的正极和二极管D10的负极，所述二极管D9的负极和二极管D10的正极均与电阻R21的一端连接，所述电阻R21的一端与收发转换电路连接，所述电阻R21的另一端和变压器T1均连接有地线；所述第二驱动电路包括电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C27、MOS管Q2、变压器T2、二极管D11和二极管D12，所述电阻R22的一端连接有24V电源，所述电阻R22的另一端分别连接有电阻R23的一端、电容C27的正极和变压器T2，所述电阻R23的另一端和电容C27的负极连接有地线，所述变压器T2连接有MOS管Q2的D极，所述MOS管Q2的S极连接有地线和电阻R25的一端，所述MOS管Q2的G极分别与电阻R24的一端和电阻R25的另一端连接，所述电阻R24的另一端与第二时钟测量模块内的芯片TDC-GP21的引脚5连接，所述变压器T2分别连接有二极管D11的正极和二极管D12的负极，所述二极管D11的负极和二极管D12的正极均与电阻R26的一端连接，所述电阻R26的一端与收发转换电路连接，所述电阻R26的另一端和变压器T2均连接有地线。6.根据权利要求5所述的树冠中三维风速测量装置，其特征在于：所述收发转换电路包括模拟开关U3和模拟开关U7，所述模拟开关U3和模拟开关U7均采用芯片ADG813，所述模拟开关U3的引脚1、引脚8、引脚9和引脚16均与第一MCU模块内的STC15W4K61S2单片机的P3....
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳侠，杨扬，瞿玉莹，云挺，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。