手持式氣象監(jiān)測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及測風(fēng)儀領(lǐng)域，特別是涉及一種手持式氣象監(jiān)測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]手持式氣象監(jiān)測儀為便攜式產(chǎn)品，通常包括測風(fēng)儀和環(huán)境傳感器，可為用戶提供風(fēng)速、風(fēng)向、濕度和溫度等氣象參數(shù)。現(xiàn)有的手持式氣象裝置的測風(fēng)儀通常使用的為超聲波測風(fēng)儀，超聲波測風(fēng)儀是指利用發(fā)送超聲波脈沖，測量接收端的時(shí)間或頻率差別(多普勒變換)來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的測量傳感器或測量儀器。超聲波測風(fēng)儀被應(yīng)用在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，如環(huán)境檢測、風(fēng)力發(fā)電、測風(fēng)塔和氣象站等?，F(xiàn)有的超聲波測風(fēng)儀大都直徑超過10Cm，體積較大，導(dǎo)致手持式氣象裝置的體積也較大，不方便攜帶。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要提供一種體積小方便攜帶的手持式氣象監(jiān)測儀。
[0004]本發(fā)明提供一種手持式氣象監(jiān)測儀，包括:超聲波測風(fēng)儀、手柄以及連接超聲波測風(fēng)儀和手柄的百葉窗結(jié)構(gòu)的箱體，箱體內(nèi)設(shè)置有微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊；
[0005]微控制器的一端分別與超聲波測風(fēng)儀和環(huán)境傳感器連接，用于接收超聲波測風(fēng)儀的測風(fēng)結(jié)果和環(huán)境傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)，微控制器的另一端與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于將測風(fēng)結(jié)果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至對應(yīng)的終端設(shè)備。
[0006]在其中一種實(shí)施方式中，超聲波測風(fēng)儀包括多個(gè)超聲波探頭以及容納超聲波探頭殼體；
[0007]殼體包括發(fā)射面和反射面，發(fā)射面和反射面分別為弧面，發(fā)射面和反射面相對設(shè)置且間隔預(yù)設(shè)距離形成空間；
[0008]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面或者反射面上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內(nèi)通過反射面與發(fā)射面的多次反射被第二超聲波探頭接收。
[0009]在其中一種實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器包括溫濕度傳感器和壓力傳感器，溫濕度傳感器用于測量所處環(huán)境的濕度和濕度，壓力傳感器用于測量所處環(huán)境的氣壓。
[0010]在其中一種實(shí)施方式中，還包括設(shè)置在百葉箱內(nèi)與微控制器連接的GPS模塊，用于獲取所處環(huán)境的地理位置。
[0011]在其中一種實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊為無線通訊模塊，包括藍(lán)牙、移動(dòng)數(shù)據(jù)、WIFI中的任意一種或多種;或，數(shù)據(jù)傳輸模塊為設(shè)置在手柄底部的數(shù)據(jù)傳輸接口。
[0012]在其中一種實(shí)施方式中，殼體包括相互間隔設(shè)置的發(fā)射殼體和反射殼體，發(fā)射面形成于發(fā)射殼體面向反射殼體的一側(cè)，反射面形成于反射殼體面向發(fā)射殼體的一側(cè)，發(fā)射殼體與反射殼體呈中心對稱設(shè)置，發(fā)射面和反射面分別為球面。
[0013]在其中一種實(shí)施方式中，超聲波探頭還包括第三超聲波探頭和第四超聲波探頭，第一超聲波探頭、第二超聲波探頭、第三超聲波探頭和第四超聲波探頭均可選地發(fā)射信號或者接收信號，發(fā)射信號的波束開角大于60°，每個(gè)超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)反射面與發(fā)射面多次反射后被與其相鄰的兩個(gè)超聲波探頭接收。
[0014]在其中一種實(shí)施方式中，發(fā)射面和反射面的球面半徑為發(fā)射殼體和反射殼體的預(yù)設(shè)距離的15?25倍。
[00?5]在其中一種實(shí)施方式中，超聲波探頭均分布于發(fā)射面上。
[0016]在其中一種實(shí)施方式中，手柄底部設(shè)置螺紋孔，用于將手持式氣象監(jiān)測儀連接在安裝設(shè)備上。
[0017]而本發(fā)明實(shí)施例的手持式氣象監(jiān)測儀可對風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進(jìn)行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應(yīng)的終端設(shè)備，方便用戶查看。且該手持式氣象監(jiān)測儀通過將微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)置于位于超聲波測風(fēng)儀、手柄之間的百葉窗結(jié)構(gòu)內(nèi)，合理的布置了各結(jié)構(gòu)的位置與連接關(guān)系，使得整個(gè)氣象監(jiān)測儀的體積較小，實(shí)現(xiàn)了手持式，方便攜帶。
【附圖說明】
[0018]圖1為一種實(shí)施方式的手持式氣象監(jiān)測儀的正視圖；
[0019]圖2為圖1所示手持式氣象監(jiān)測儀的斜視圖；
[0020]圖3為一種實(shí)施方式的手持式氣象監(jiān)測儀的箱體內(nèi)的器件連接的功能模塊示意圖；
[0021 ]圖4為一種實(shí)施方式的超聲波測風(fēng)儀的超聲波探頭的一個(gè)發(fā)射信號的反射路徑不意圖；
[0022]圖5為一種實(shí)施方式的超聲波測風(fēng)儀的超聲波探頭的全部發(fā)射信號的反射路徑示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1和如圖2所示，一種手持式氣象監(jiān)測儀，包括:超聲波測風(fēng)儀20、手柄30以及連接超聲波測風(fēng)儀20和手柄30的百葉窗結(jié)構(gòu)箱體10。箱體內(nèi)設(shè)置有微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊(圖未示)。
[0024]放置微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊的箱體采用百葉窗結(jié)構(gòu)，該百葉窗結(jié)構(gòu)包括多個(gè)環(huán)形的、且直徑略大于超聲波測風(fēng)儀20的百葉，能夠防止陽光直射對器件造成損傷，同時(shí)也能保護(hù)箱體內(nèi)的空氣流通。同時(shí)，微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊均進(jìn)行了防水處理。
[0025]如圖3所示，微控制器101的一端分別與超聲波測風(fēng)儀20和環(huán)境傳感器102連接，用于接收超聲波測風(fēng)儀20的測風(fēng)結(jié)果和環(huán)境傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)，微控制器101的另一端與數(shù)據(jù)傳輸模塊103連接，用于將測風(fēng)結(jié)果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊103發(fā)送至對應(yīng)的終端設(shè)備。
[0026]在具體的實(shí)施方式中，終端設(shè)備可以為移動(dòng)終端，如手機(jī)或平板電腦等，也可為固定終端設(shè)備。用戶可通過終端設(shè)備實(shí)時(shí)獲取所處環(huán)境的風(fēng)速和風(fēng)向的測量結(jié)果以及環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例的手持式氣象監(jiān)測儀可對風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進(jìn)行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應(yīng)的終端設(shè)備，方便用戶查看。且該手持式氣象監(jiān)測儀通過將微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)置于位于超聲波測風(fēng)儀、手柄之間的百葉窗結(jié)構(gòu)內(nèi)，合理的布置了各結(jié)構(gòu)的位置與連接關(guān)系，使得整個(gè)氣象監(jiān)測儀的體積較小，實(shí)現(xiàn)了手持式，方便攜帶。
[0028]在另一種實(shí)施方式中，超聲波測風(fēng)儀包括多個(gè)超聲波探頭212以及容納超聲波探頭212和殼體20。殼體20包括發(fā)射面211和反射面221，發(fā)射面211和反射面221分別為弧面，發(fā)射面211和反射面221相對設(shè)置且間隔預(yù)設(shè)距離形成空間。
[0029]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面211或者反射面221上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內(nèi)通過反射面221與發(fā)射面211的多次反射被第二超聲波探頭接收。
[0030]由于發(fā)射面211與反射面221為相對設(shè)置的弧面，如圖4所示，位于發(fā)射內(nèi)超聲波探頭10的發(fā)射信號受發(fā)射面211弧度的影響，發(fā)射信號呈一定的角度被發(fā)射后到達(dá)反射面221，反射面221接收到發(fā)射信號后，改變發(fā)射角度，將發(fā)射信號反射至發(fā)射面211，受發(fā)射弧面的影響發(fā)射信號被反射至反射面221，從而經(jīng)過發(fā)射面211和反射面221的多次反射，第一超聲波探頭I的發(fā)射信號被第二超聲波探頭2接收。
[0031]以第一超聲波探頭I為例，第一超聲波探頭I的發(fā)射信號，到達(dá)球反射面進(jìn)行反射，發(fā)射波又返回到發(fā)射面，這樣在發(fā)射面和反射面之間進(jìn)行多次反射，最后到達(dá)第二超聲波探頭2。
[0032]根據(jù)超聲波測風(fēng)儀的原理，其是根據(jù)發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時(shí)間或頻率差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的，若發(fā)射端和接收端的距離較短，發(fā)射信號經(jīng)過的路徑較短，則接收端則可能還未避開發(fā)射信號的余震信號從而無法正常的接收到發(fā)射信號，從而導(dǎo)致超聲波測風(fēng)儀的計(jì)算誤差。因此，超聲波測風(fēng)儀的發(fā)射信號需要經(jīng)過足夠長的路徑以拉大發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時(shí)間或頻率差別。
[0033]而本發(fā)明的手持式氣象裝置可對風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進(jìn)行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應(yīng)的終端設(shè)備，方便用戶查看。由于超聲波測風(fēng)儀的第一超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)過發(fā)射面和反射面的多次反射才被第二超聲波探頭接收，即使發(fā)射面和反射面之間的預(yù)設(shè)距離很小，但由于反射信號經(jīng)過多次反射才被另一超聲波探頭接收，因此，反射信號的反射路徑較長，從而能夠避免發(fā)射信號的余震信號的影響。一方面，能夠提高超聲波測風(fēng)儀的計(jì)算精度，另一方面，發(fā)射面和反射面之間的預(yù)設(shè)距離可以很小，從而可以減小超聲波測風(fēng)儀的體積，進(jìn)而減小手持式氣象監(jiān)測儀的體積，方便攜帶。
[0034]在另一種實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器包括溫濕度傳感器和壓力傳感器，溫濕度傳感器用于測量所處環(huán)境的溫度和濕度，壓力傳感器用于測量環(huán)境的氣壓。微控制器101獲取溫濕度傳感器測量的溫度和濕度數(shù)據(jù)以及壓力傳感器測量的氣壓數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給對應(yīng)的終端設(shè)備。
[0035]在另一種實(shí)施方式中，還包括設(shè)置在箱體內(nèi)與微控制器連接的GPS模塊104，用于獲取所處環(huán)境的地理位置，同時(shí)還獲取當(dāng)前測風(fēng)儀的姿態(tài)信息，包括指北，橫滾和俯仰，用于對測量時(shí)方位誤差的修正。
[0036]在另一種實(shí)施方式中，該手持式氣象監(jiān)測儀還包括電源，為溫濕度傳感器、壓力傳感器、測風(fēng)儀、GPS模塊提供電能。電源可采用鋰電池，設(shè)置在手柄30內(nèi)。
[0037]在另一種實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊為無線通訊模塊，測風(fēng)結(jié)果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過無線通訊的方式傳輸給對應(yīng)的終端設(shè)備，無線通訊模塊包括藍(lán)牙、移動(dòng)數(shù)據(jù)、WIFI中的任意一種或多種。
[0038]在另一種實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)置在手柄底部的數(shù)據(jù)傳輸接口，數(shù)據(jù)傳輸接口采用通用串行總線，可將氣象站的輸出數(shù)據(jù)通過有線連接的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的終端設(shè)備，輸出數(shù)據(jù)采用NMEAO183標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
[0039]在另一種實(shí)施方式中，手柄10的外表面涂有硅膠層，握手柄時(shí)