專利名稱：數(shù)字測風(fēng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測風(fēng)傳感器，具體地說，是涉及一種具有總線接口的 數(shù)字測風(fēng)傳感器，屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，測風(fēng)傳感器主要有螺旋漿式和三杯式兩種。以螺旋槳式測風(fēng)傳感器 為例，測風(fēng)傳感器包括風(fēng)速測量單元和風(fēng)向測量單元。其中，風(fēng)速測量單元包 括磁鐵盤和霍爾元件，螺旋漿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁鐵盤轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵盤上的磁鋼經(jīng)過霍 爾元件時(shí)產(chǎn)生脈沖，脈沖頻率與螺旋漿的轉(zhuǎn)速成正比，因此，脈沖信號即為風(fēng) 速信號。而風(fēng)向測量單元包括安裝有發(fā)光二極管的編碼器上座、碼盤及安裝有
光敏管的編碼器下座，碼盤是才艮據(jù)風(fēng)向編碼表設(shè)計(jì)的，它有7個(gè)圓形碼道，碼 道上有些地方鏤空透光，有些地方不透光，每個(gè)碼道對應(yīng)一對發(fā)光管和光敏管。 發(fā)光管是常亮的，如果碼道透光，則光敏管導(dǎo)通，輸出為"0",否則輸出為"1"。 測風(fēng)傳感器尾翼帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而編碼器上座和編碼器下座是固定不動(dòng)的，尾 翼的位置就代表風(fēng)向，每個(gè)風(fēng)向?qū)?yīng)一個(gè)7位的開光量信號?，F(xiàn)有傳感器在使 用時(shí)存在下述缺點(diǎn)首先，由于傳感器輸出的風(fēng)速信號為脈沖信號，風(fēng)向?yàn)? 位并行開關(guān)量信號，在使用時(shí)必須配有處理系統(tǒng)對脈沖信號和開關(guān)量信號進(jìn)行 采集，由處理系統(tǒng)計(jì)算后得到風(fēng)速和風(fēng)向的信號；其次，現(xiàn)有傳感器在使用中 傳輸距離不能太遠(yuǎn)，否則容易受干擾；再次，連接測風(fēng)傳感器與上位機(jī)的電纜 芯線較多，出現(xiàn)故障時(shí)不易檢修。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中測風(fēng)傳感器輸出信號種類多、接線復(fù)雜、容易 受干擾、使用不方便等技術(shù)問題，提供了一種數(shù)字測風(fēng)傳感器，使得傳感器能 夠自行采集脈沖信號及開關(guān)量信號，計(jì)算得出風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，并通過總 線接口輸出，方便用戶終端使用。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種tt字測風(fēng)傳感器，包括風(fēng)速測量單元和風(fēng)向測量單元，其特征在于， 還包括數(shù)據(jù)采集處理單元，所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端接收所述風(fēng)速測量 單元和所述風(fēng)向測量單元輸出的信號并進(jìn)行處理；所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸 出端連接有至少一個(gè)總線接口 ，通過所述總線接口輸出處理后的風(fēng)速信號和風(fēng) 向信號。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接有兩個(gè)總線接口 ， 所述兩個(gè)總線接口的輸出端連接輸出方式選擇電路，通過所述輸出方式選擇電 路選擇需要的總線接口輸出。
優(yōu)選的，所述兩個(gè)總線接口為CAN總線接口和RS485總線接口。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述CAN總線接口輸出端和所述RS485總線接口輸出端 連接有跳線器，通過所述跳線器選擇需要的總線接口輸出。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括一處理器芯片，所述風(fēng)速測 量單元的脈沖信號輸出端與所述處理器芯片的定時(shí)器輸入端口連接，所述風(fēng)向 測量單元的開關(guān)量信號輸出端與所述處理器芯片的I/O端口相連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是通過在傳感器中設(shè)置 數(shù)據(jù)采集處理單元來采集處理風(fēng)速脈沖信號和風(fēng)向開關(guān)量信號，獲得風(fēng)速信號 和風(fēng)向信號，并通過總線接口進(jìn)行傳輸，減小了傳感器輸出信號種類，簡化了 上位工控機(jī)的硬件電路和數(shù)據(jù)采集處理過程，同時(shí)減少了傳感器與上位機(jī)的接 線、減小線路干擾、提高信號傳輸距離。

圖1為本實(shí)用新型所述數(shù)字測風(fēng)傳感器一個(gè)實(shí)施例的原理框圖； 圖2為圖1所示實(shí)施例的一種具體電路圖。
JN^實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
請參閱圖1所示數(shù)字測風(fēng)傳感器一個(gè)實(shí)施例的原理框圖。所述數(shù)字測風(fēng)傳 感器的風(fēng)速測量單元和風(fēng)向測量單元的輸出端分別與數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入 端連接。所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端一方面連接有CAN控制器和CAN驅(qū)動(dòng) 器組成的CAN總線接口 ，另一方面連接一 RS485驅(qū)動(dòng)器，構(gòu)成RS485總線接口 ， 并通過輸出方式選擇電路選擇是CAN總線輸出或者RS485總線輸出，使用靈活。
所述數(shù)據(jù)采集處理單元采集所述風(fēng)速測量單元輸出的風(fēng)速脈沖信號及所述 風(fēng)向測量單元輸出的開關(guān)量風(fēng)向信號，經(jīng)內(nèi)部處理計(jì)算后，獲得實(shí)際的風(fēng)速信
號和風(fēng)向信號，然后通過所述CAN總線接口或者RS485總線接口將風(fēng)速信號及 風(fēng)向信號輸出。由于CAN總線作為一種國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，具有4艮高的可靠 性和實(shí)用性，通過CAN總線發(fā)送風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，可將測風(fēng)傳感器作為控制局 域網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了測風(fēng)傳感器在氣象監(jiān) 測系統(tǒng)中的"即插即用"。而RS485串行總線在儀器儀表和工業(yè)控制系統(tǒng)中得到 廣泛地應(yīng)用，能用最少的信號線(2根)完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集與控制。如果釆 用RS485總線直接輸出風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，能簡化上位工控機(jī)的硬件電路和數(shù)據(jù) 采集。另外，在裝配、調(diào)試測風(fēng)傳感器時(shí)，無需借助專用的上位工控機(jī)，使用 普通的電腦就可將傳感器所測的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)顯示出來，大大提高了工作效 率。
圖2為上述實(shí)施例的一種具體電路圖。所述數(shù)據(jù)處理單元包括一處理器芯 片Ul,風(fēng)速測量單元輸出的脈沖信號WS從U1的定時(shí)器輸入端T0輸入，風(fēng)向 測量單元輸出的7位開關(guān)量風(fēng)向信號WD0 WD6從Ul的I/O 口 PI. 0 P1. 6輸入。 Ul的地址輸出端口 AD0 AD7連4妾有CAN控制器芯片U2，以實(shí)現(xiàn)CAN總線的通
5信協(xié)議。U2的收發(fā)端口 RXO和TXO分別連接CAN驅(qū)動(dòng)器芯片U3的相應(yīng)端口 ， 以提供CAN控制器與物理總線之間的接口以及對CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功 能。Ul的串行口 RXD和TXD連接一 RS485驅(qū)動(dòng)器芯片U4，所述芯片U4將Ul 輸出的TTL電平信號轉(zhuǎn)換為RS485差分信號輸出。
上述電i 各中設(shè)置有兩個(gè)跳線器J麗P3和JUMP4, JUMP3和JUMP4的1號端子 分別與U4的差分信號輸出T485+和T485-連接，J麗P3和JUMP4的3號端子分 別與U3的總線信號輸出CANH和CANL連接，J麗P3和JUMP4的2號端子作為公 共端子，以實(shí)現(xiàn)在CAN總線輸出與RS485總線輸出之間進(jìn)行選擇，滿足不同用 戶終端的需求，提高測風(fēng)傳感器的通用性。
上述實(shí)施例的測風(fēng)傳感器在數(shù)據(jù)采集處理單元輸出端設(shè)置了 CAN總線接口 和RS485總線接口，這兩種接口是目前工控領(lǐng)域常用的接口。當(dāng)然，所述測風(fēng) 傳感器中也可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置其他總線接口 ，如RS232接口 、 PR0FIBUS等。
當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式而已，應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可
以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字測風(fēng)傳感器，包括風(fēng)速測量單元和風(fēng)向測量單元，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集處理單元，所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端接收所述風(fēng)速測量單元和所述風(fēng)向測量單元輸出的信號并進(jìn)行處理；所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接有至少一個(gè)總線接口，通過所述總線接口輸出處理后的風(fēng)速信號和風(fēng)向信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字測風(fēng)傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集 處理單元的輸出端連接有兩個(gè)總線接口 ，所述兩個(gè)總線接口的輸出端連接輸出 方式選擇電路，通過所述輸出方式選擇電路選擇需要的總線接口輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字測風(fēng)傳感器，其特征在于，所述兩個(gè)總線 接口為CAN總線接口和RS485總線接口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字測風(fēng)傳感器，其特征在于，所述CAN總線 接口輸出端和所述RS485總線接口輸出端連接有跳線器，通過所述跳線器選擇需要的總線接口輸出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的數(shù)字測風(fēng)傳感器，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括一處理器芯片，所述風(fēng)速測量單元的脈沖信號輸出 端與所述處理器芯片的定時(shí)器輸入端口連接，所述風(fēng)向測量單元的開關(guān)量信號 輸出端與所述處理器芯片的1/0端口相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字測風(fēng)傳感器，包括風(fēng)速測量單元和風(fēng)向測量單元，還包括數(shù)據(jù)采集處理單元，所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端接收所述風(fēng)速測量單元和所述風(fēng)向測量單元輸出的信號并進(jìn)行處理；所述數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接有至少一個(gè)總線接口，通過所述總線接口輸出處理后的風(fēng)速信號和風(fēng)向信號。本實(shí)用新型所述測風(fēng)傳感器能夠自行采集脈沖信號及開關(guān)量信號，計(jì)算得出風(fēng)速信號和風(fēng)向信號，并通過總線接口輸出，方便用戶終端使用。
文檔編號G01P13/02GK201293793SQ20082022421
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者于宏波, 于慧彬, 李小峰, 慧 楊, 漆隨平 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所