專利名稱：環(huán)境紫外線指數(shù)牌的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)境數(shù)據監(jiān)測，特別是一種采用太陽能電池板供電的且?guī)в行畔@示面板的環(huán)境紫外線指數(shù)牌。
背景技術：
現(xiàn)在人們對紫外線強度信息獲得渠道主要是通過廣播、電視、網絡等的預報而間接性的獲得；另外還有少量的通過紫外線測試卡、紫外線吊鏈等簡易便攜物品來大致獲得紫外指數(shù)信息；第一種方式(目前國內主要的方式)雖然人們可以通過這些渠道得到所需的紫外信息，但存在明顯不足以人們主動關注為前提、報導信息的非實時性、人們信息獲得的不便性(最主要)、信息與人們具體地理位置輻射指數(shù)存在不確定的誤差等等；第二種方式相對方便，但準確性取決于使用者的操作得當與否，不能保障信息的準確性?？傮w來說現(xiàn)在人們生活中缺乏一種直觀、方便、有效的紫外線信息獲取渠道。

發(fā)明內容
鑒于上述技術問題，本發(fā)明提供了一種采用太陽能電池板供電的且?guī)в行畔@示面板的環(huán)境紫外線指數(shù)牌。該裝置能夠幫助人們在生活中直觀、方便、有效地獲取紫外線線信息。本發(fā)明的具體技術方案如下環(huán)境紫外線指數(shù)牌，包括探測、處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)，以及供電系統(tǒng)。 其中，探測、處理及顯示系統(tǒng)包括紫外傳感器信號處理電路和顯示控制電路；所述紫外傳感器信號處理電路連接一紫外線探頭；所述顯示控制電路連接一信息顯示面板；所述光隨動控制系統(tǒng)包括安置有太陽能電池板的光隨動機械裝置、光隨動控制傳感器以及光隨動傳感器信號處理電路模塊；所述光隨動傳感器信號處理電路模塊通過連接光隨動控制傳感器， 來驅動光隨動機械裝置，繼而使其安置的太陽能電池板實時對準太陽；所述供電系統(tǒng)包括一分別連接處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)以及太陽能電池板的可充放電的儲能模塊。作為優(yōu)選方案，所述探測、處理及顯示系統(tǒng)還設有溫濕度探測電路，該溫濕度探測電路還連接一溫濕度探頭。作為優(yōu)選方案，所述溫濕度探頭采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT21-D。作為優(yōu)選方案，所述信息顯示面板用來顯示實時探測到的紫外線和溫濕度數(shù)據信息；其中，溫度顯示范圍為_40°C 60°C，濕度顯示范圍為O 100% H，紫外線指數(shù)通過顯示輻照指數(shù)和不同顏色的色條來反映紫外線的強弱，共分為最弱、弱、中等、強、很強五個等級。作為優(yōu)選方案，所述信息顯示面板上的顯示屏由若干塊高亮度彩色LED點陣屏組成。作為優(yōu)選方案，所述光隨動機械裝置由步進電機和齒輪組組成；所述光隨動傳感器信號處理電路模塊通過連接光隨動控制傳感器，來控制光隨動機械裝置中的步進電機的啟動、轉向和停止，繼而使得步進電機通過機械齒輪來帶動調整安置在其上的太陽能電池板相對于太陽的角度，使得太陽能電池板實時對準太陽。作為優(yōu)選方案，所述太陽能電池板采用多晶硅太陽能電池板。作為優(yōu)選方案，所述可充放電的儲能模塊由鎳氫電池或超級電容陣列配合相應充放電電路構成，鎳氫電池采用規(guī)格為12V，6200mA/h。作為優(yōu)選方案，所述光隨動控制傳感器由檢測光源位置用的光傳感器和限位用的霍爾傳感器組成，紫外探頭測量300 400nm的紫外波段。本發(fā)明所述的環(huán)境紫外線指數(shù)牌有益效果如下I.信息直觀性，易于人們的接受；讓人們以一種直觀方便的方式獲得紫外強度、溫濕度信息；間接讓人們形成注重、 保護環(huán)境的意識。2.安裝簡便，便于大范圍安裝；系統(tǒng)以顯示面板為主體，所占空間較?。豢筛鶕枰淖兺庑纬叽绫壤?；電池板根據安裝環(huán)境可與顯示面板為一整體，也可單獨另置安裝。3.無需外部供電，適應性強；系統(tǒng)正常安裝時由自帶太陽能電池板供電，并實時保證太陽能電池板與太陽成最佳角度，使太陽能的利用最大化，當然也具備外電源接口 ；夜晚和陰雨天時由內部儲能電池組或超級電容組供電，此時電機驅動部分自動停止工作；若連續(xù)陰雨天，電力不足系統(tǒng)進入睡眠模式或關機；天晴時自動重新啟動。4.后期免維護，減少投入成本；設備安裝調試完畢，后期基本不用維護。只需定時檢查設備運行狀態(tài)。
以下結合附圖
和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。圖I為本發(fā)明所述環(huán)境紫外線指數(shù)牌的系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明所述環(huán)境紫外線指數(shù)牌的信息面板示意圖。圖3為本發(fā)明所述環(huán)境紫外線指數(shù)牌一體式安裝結構圖。301-光隨動傳感器和紫外探頭固定位；302_太陽能電池板支架；303_太陽能電池板；304_信息顯示面板；305_主支架；A-紫外等級顯示色度條；B-溫度顯示屏；C_相對濕度顯不屏；圖4為本發(fā)明所述環(huán)境紫外線指數(shù)牌桿狀安裝結構圖。401-支架；402_面板；403_外邊框；A_紫外等級顯不色度條；B-溫度顯不屏； C-相對濕度顯示屏；圖5為本發(fā)明所述環(huán)境紫外線指數(shù)牌墻體安裝結構圖。501-墻體；502_面板；503_外邊框；A_紫外等級顯不色度條；B-溫度顯不屏； C-相對濕度顯示屏；
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明所述的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，包括探測、處理及顯示系統(tǒng)100，光隨動控制系統(tǒng)200，以及供電系統(tǒng)。探測、處理及顯示系統(tǒng)100除了包括紫外傳感器信號處理電路110和顯示控制電路120以外，還設有溫濕度探測電路130。其中，紫外傳感器信號處理電路110連接一紫外線探頭111 ;顯示控制電路120連接一信息顯示面板121 ;溫濕度探測電路130還連接一溫濕度探頭131。整個系統(tǒng)通過紫外傳感器信號處理電路110、顯示控制電路120以及溫濕度探測電路130，結合單片機電路系統(tǒng)(圖中未示出)控制處理，最后將處理信息顯示于信息顯示面板121上。光隨動控制系統(tǒng)200包括安置有太陽能電池板的光隨動機械裝置210、光隨動控制傳感器220以及光隨動傳感器信號處理電路模塊230。具體來說，光隨動機械裝置210由步進電機211和齒輪組212組成；所述光隨動傳感器信號處理電路模塊230通過連接光隨動控制傳感器220，來控制光隨動機械裝置210中的步進電機211的啟動、轉向和停止，繼而使得步進電機211通過機械齒輪組212來帶動調整安置在其上的太陽能電池板240相對于太陽的角度，使得太陽能電池板240實時對準太陽，從而達到太陽能利用的最大化；該裝置的轉速可調；夜晚和陰雨天自進入休眠模式；系統(tǒng)控制太陽能電池板與太陽對準角度誤差±0.5°。功耗電機運轉時-5W，電機停止時-2W。休眠時(夜晚和陰雨天)-0. 2W。供電系統(tǒng)包括一分別連接處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)以及太陽能電池板的可充放電的儲能模塊300。具體實現(xiàn)時，溫濕度探頭作為一種數(shù)字式溫濕度傳感器。該傳感器可以置于信息顯示面板底部，也可根據需要安裝在其它合理位置；溫濕度傳感器采用數(shù)字溫濕度傳感器 SHT21，可保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定性；溫度測量誤差最大±1°C (O 60°C時)；相對濕度測量誤差最大 ±2%!1(251、20%!1 80%!1時)。至于用來顯示實時探測到的紫外線和溫濕度數(shù)據信息的信息顯示面板，其面板箱體主要采用厚度大于5_黑色亞克力板材質，側面為鏡面不銹鋼或鋁塑材質。信息顯示面板上的顯示屏由若干塊高亮度彩色LED點陣屏組成。如圖2所示，面板上的顯示信息如下I.左上寬色度條A用來顯示紫外線指數(shù)等級，從下往上過度色條綠-淺綠-黃-橙黃-紅，代表紫外最弱、弱、中等、強、很強五個等級，相對應紫外輻照指數(shù)的O 2(安全)、3 4(正常)、5 6(注意)、7 9(較強)、10 15(有害)。2.右下兩塊顯示屏上方B :實時溫度顯示，單位V ;范圍-40 60。下方C :實時相對濕度顯示，單位％ H ;范圍0 100。另外，在正常安裝時，光隨動控制傳傳感器和紫外線探頭以與太陽能電池板受光面成90°直角的方式安裝于電池板側面；只單獨安裝顯示面板時，紫外探頭置于顯示面板內部最上方。光隨動控制傳感器由檢測光源位置用的光傳感器和限位用的霍爾傳感器組成，紫外探頭測量300 400nm的紫外波段。當然，為保證多云天氣電路能正常工作，使用20W多晶硅太陽能電池板。而由鎳氫電池或超級電容陣列配合相應充放電電路構成儲能模塊；儲存多余電量，為系統(tǒng)夜晚和陰雨天供電；總系統(tǒng)(電機保持休眠)功率小于或等于2W ;電池或超級電容容量根據所需要求續(xù)航時間而定，最低配置(只含鎳氫充電電池)電池規(guī)格12V，6200mA/h，可保證續(xù)航時間大于32小時。本發(fā)明所述設備以顯示面板為主體，電路控制及儲能部分都安裝在顯示面板內部。本產品主要有兩種安裝方式I.顯示面板與太陽能電池板都進行安裝使用的正常安裝方式，可以為一體安裝 (需要支架)，太陽能電池板在顯示面板上方的安裝方式，參見圖3 ;此時紫外線傳感器與光隨動傳感器靠近安裝并保持同一角度。2.顯示面板單獨安裝使用的安裝方式，此時紫外線傳感器內置。在一些太陽能資源不穩(wěn)定環(huán)境地區(qū)或空間有所限制的安裝環(huán)境，可以單獨安裝固定顯示面板并外接電源投入使用，(參見圖4和圖5)。另外，安裝位置及形式可用于專用支架單獨安裝于廣場、公園等較空曠處，也可固定安裝于車站、公交站牌等信息欄上或附近，亦可依附固定于墻體上等等。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.環(huán)境紫外線指數(shù)牌，包括探測、處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)，以及供電系統(tǒng)； 其特征在于，探測、處理及顯示系統(tǒng)包括紫外傳感器信號處理電路和顯示控制電路；所述紫外傳感器信號處理電路連接一紫外線探頭；所述顯示控制電路連接一信息顯示面板；所述光隨動控制系統(tǒng)包括安置有太陽能電池板的光隨動機械裝置、光隨動控制傳感器以及光隨動傳感器信號處理電路模塊；所述光隨動傳感器信號處理電路模塊通過連接光隨動控制傳感器，來驅動光隨動機械裝置，繼而使其安置的太陽能電池板實時對準太陽；所述供電系統(tǒng)系統(tǒng)包括一分別連接處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)以及太陽能電池板的可充放電的儲能豐旲塊。
2.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述探測、處理及顯示系統(tǒng)還設有溫濕度探測電路，該溫濕度探測電路還連接一溫濕度探頭。
3.根據權利要求2的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述溫濕度探頭采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT21-D。
4.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述信息顯示面板用來顯示實時探測到的紫外線和溫濕度數(shù)據信息；其中，溫度顯示范圍為_40°C 60°C，濕度顯示范圍為O 100% H，紫外線指數(shù)通過顯示輻照指數(shù)和不同顏色的色條來反映紫外線的強弱，共分為最弱、弱、中等、強、很強五個等級。
5.根據權利要求4的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述信息顯示面板上的顯示屏由若干塊高亮度彩色LED點陣屏組成。
6.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述光隨動機械裝置由步進電機和齒輪組組成；所述光隨動傳感器信號處理電路模塊通過連接光隨動控制傳感器，來控制光隨動機械裝置中的步進電機的啟動、轉向和停止，繼而使得步進電機通過機械齒輪來帶動調整安置在其上的太陽能電池板相對于太陽的角度，使得太陽能電池板實時對準太陽。
7.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述太陽能電池板采用多晶硅太陽能電池板。
8.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述可充放電的儲能模塊由鎳氫電池或超級電容陣列配合相應充放電電路構成,鎳氫電池采用規(guī)格為12V，6200mA/h。
9.根據權利要求I的環(huán)境紫外線指數(shù)牌，其特征在于，所述光隨動控制傳感器由檢測光源位置用的光傳感器和限位用的霍爾傳感器組成，紫外探頭測量300 400nm的紫外波段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用太陽能電池板供電且?guī)в行畔@示面板的環(huán)境紫外線指數(shù)牌。該裝置包括探測、處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)，以及供電系統(tǒng)。探測、處理及顯示系統(tǒng)包括紫外傳感器信號處理電路和顯示控制電路；紫外傳感器信號處理電路連接一紫外線探頭；顯示控制電路連接一信息顯示面板；光隨動控制系統(tǒng)包括安置有太陽能電池板的光隨動機械裝置、光隨動控制傳感器以及光隨動傳感器信號處理電路模塊；光隨動傳感器信號處理電路模塊通過連接光隨動控制傳感器，來驅動光隨動機械裝置，繼而使其安置的太陽能電池板實時對準太陽；供電系統(tǒng)包括一分別連接處理及顯示系統(tǒng)，光隨動控制系統(tǒng)以及太陽能電池板的可充放電的儲能模塊。
文檔編號G01D7/02GK102589594SQ20121002955
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權日2012年2月10日
發(fā)明者荊笑, 韓艷忠 申請人:無錫科來姆環(huán)境科技有限公司