一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪技术方案

本实用新型专利技术提供了一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，包括转轴，转轴上沿竖直方向依次设置风向杆和电子罗盘，风向杆和电子罗盘均水平设置，风向杆两端分别为箭头和尾翼，风向杆上设置四个超声波探头，超声波探头能在二维平面内循环发送和接收超声波；还包括微处理器、4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB‑IoT物联网模块、温湿度传感器和云服务器(人工智能平台)，超声波探头将采集到风速风向信号发送至微处理器，温湿度传感器将采集到的温湿度信号发送至微处理器，微处理器将处理后对应信号经4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB‑IoT物联网模块发送至云服务器。本实用新型专利技术可自动找北，移动部件磨损小，使用寿命长；响应速度快、安装简单、维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪
本技术属于仪器仪表领域，尤其是涉及一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪。
技术介绍
即使采用较高的硬件设计工艺确保了超声波探头采样值在出厂后的一致性，但在户外长期使用过程中，组成风速风向仪的四个超声波探头间不可避免的会出现一致性漂移的情况，此时就会影响测量值的准确度，从而间接降低了风速风向仪的有效使用寿命。现有市面上的超声波风速风向仪在安装时都需要按照固定方位安装，即通常风速风向仪上有丝印的方向标识，比如N代表正北方向，S代表正南方向等，安装时只有按照指定方向安装，才能保证实际输出的风向值是符合真实情况的风向值。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，可自动找北，无需在安装过程中精准确定安装方位(零位)；内置温湿度传感器，自动根据温湿度真实风速；零风速工作，无角度限制，360°全方位，可同时获得风速、风向的数据；无移动部件，磨损小，使用寿命长；响应速度快、安装简单、维护方便且不需要考虑机械磨损。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，包括转轴，所述转轴上沿竖直方向依次设置风向杆和电子罗盘，所述风向杆和所述电子罗盘均水平设置，所述风向杆两端分别为箭头和尾翼，所述风向杆上设置四个超声波探头，所述超声波探头能在二维平面内循环发送和接收超声波；还包括微处理器、4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块、温湿度传感器和云服务器，所述超声波探头将采集到风速风向信号发送至所述微处理器，所述温湿度传感器将采集到的温湿度信号发送至所述微处理器，所述微处理器将处理后对应信号经所述4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块发送至所述云服务器。进一步的，还包括SD卡存储模块，所述SD卡存储模块将所述超声波探头测量数据以及所述微处理器处理数据进行存储。进一步的，还包括风速风向仪底座，所述风速风向仪底座上设置北斗定位模块与GPS定位模块，所述北斗定位模块与所述GPS定位模块与所述微处理器信号连接，所述风速风向仪底座具有连接部。相对于现有技术，本技术所述的智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪具有以下优势：本技术所述的智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，可自动找北，无需在安装过程中精准确定安装方位(零位)；内置温湿度传感器，自动根据温湿度真实风速；无启动风速限制，零风速工作，无角度限制，360°全方位，可同时获得风速、风向的数据；无移动部件，磨损小，使用寿命长；响应速度快、安装简单、维护方便且不需要考虑机械磨损。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪结构示意图。附图标记说明：1、转轴；2、风向杆；21、箭头；22、尾翼；3、电子罗盘；4、超声波探头。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，如图1所示，包括转轴，转轴上沿竖直方向依次设置风向杆和电子罗盘，风向杆和电子罗盘均水平设置，风向杆两端分别为箭头和尾翼，风向杆上设置四个超声波探头，超声波探头能在二维平面内循环发送和接收超声波；还包括微处理器、4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块、温湿度传感器和云服务器(人工智能平台)，超声波探头将采集到风速风向信号发送至微处理器，温湿度传感器将采集到的温湿度信号发送至微处理器，微处理器将处理后对应信号经4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块发送至云服务器(人工智能平台)。进一步的，还包括SD卡存储模块，SD卡存储模块将超声波探头测量数据以及微处理器处理数据进行存储。进一步的，还包括风速风向仪底座，风速风向仪底座上设置北斗定位模块与GPS定位模块，北斗定位模块与GPS定位模块与微处理器信号连接，风速风向仪底座具有连接部。具体实施方式：1、首先要确定电子罗盘与风向杆的夹角度数(即偏移量)。该偏移量的确定方法：在实验室内，按照正南正北水平放置风速风向仪，然后读取风速风向仪上电子罗盘的度数，记为θ。此θ即为要测的偏移量，即电子罗盘与风向杆的夹角度数。2、在实际环境中，风速风向仪安装后，正式运行读取实际风向值时，按照如下方法计算求得：(1)通过读取二维超声波时差法计算出当下的风向测量值，记为α。(2)读取当下内置电子罗盘的度数，记为β。(3)按照公式：WD＝(α+β–θ+360)％360，即可得出实际的风向值WD。3、整理测量流程：(1)循环读取每个探头的采样瞬时值；(2)在4个探头的采样瞬时值都采集到以后，维持3秒，使之保持稳定；(3)然后取每个探头在各自3秒内的平均值，作为各自的本次采样值；(4)取最大那个探头的采样值作为零点，其他探头与这个零点值的差记录下来；(5)所有4个探头与零点值的差记录下来后，作为各个探头的零点校准值，写到SD卡存储模块中，(以后每次上电重启时都要读取这些零点校准值，在每次采样时校准用)。每隔一段时间(比如半年)可重复以上自动校准的动作，目的是减少探头硬件一致性漂移产生的影响，延长风速风向仪的有效使用寿命。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，其特征在于，包括：转轴，所述转轴上沿竖直方向依次设置风向杆和电子罗盘，所述风向杆和所述电子罗盘均水平设置，所述风向杆两端分别为箭头和尾翼，所述风向杆上设置四个超声波探头，所述超声波探头能在二维平面内循环发送和接收超声波；/n还包括微处理器、4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块、温湿度传感器和云服务器，所述超声波探头将采集到风速风向信号发送至所述微处理器，所述温湿度传感器将采集到的温湿度信号发送至所述微处理器，所述微处理器将处理后对应信号经所述4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块发送至所述云服务器。/n

【技术特征摘要】
1.一种智慧城市监控系统用二维超声波风速风向仪，其特征在于，包括：转轴，所述转轴上沿竖直方向依次设置风向杆和电子罗盘，所述风向杆和所述电子罗盘均水平设置，所述风向杆两端分别为箭头和尾翼，所述风向杆上设置四个超声波探头，所述超声波探头能在二维平面内循环发送和接收超声波；
还包括微处理器、4G/GPRS通讯模块、5G通讯模块、NB-IoT物联网模块、温湿度传感器和云服务器，所述超声波探头将采集到风速风向信号发送至所述微处理器，所述温湿度传感器将采集到的温湿度信号发送至所述微处理器，所述微处理器将处理后对应信号经所述4G/GP...

【专利技术属性】
技术研发人员：武建勇，任宝江，
申请(专利权)人：喆杉天津有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12