風(fēng)速感測器的信息推送裝置和方法
【專利摘要】一種風(fēng)速感測器的信息推送裝置，包括：依次連接的信號輸入接口、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)經(jīng)信號輸入接口、信號調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次接收、調(diào)理和采樣得到的風(fēng)速值確定出所要推送的提示信息，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊進行包含所述提示信息的消息推送。還相應(yīng)的提供了推送方法。使用本發(fā)明，可以實現(xiàn)實時采集、傳輸和處理并推送相關(guān)風(fēng)速信息。
【專利說明】風(fēng)速感測器的信息推送裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)速感測器的信息推送技術(shù)，特別是指一種用于微電網(wǎng)的風(fēng)速感 測器的信息推送裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)是相對于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的概念，它是一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負 荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)。微電網(wǎng)在智能家庭中起著非常重要的作用，它可以作 為智能家庭的后備電源。微電網(wǎng)中的電源多為容量較小的分布式電源，接在用戶側(cè)，具有成 本低、電壓低以及污染小等特點。微電網(wǎng)系統(tǒng)中包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽能發(fā)電設(shè)備等
[0003] 其中，家用小型的風(fēng)力發(fā)電機組是微電網(wǎng)中很重要的組成部分，當(dāng)風(fēng)力很小時采 用風(fēng)力發(fā)電的效率是很低的，此時應(yīng)該關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，以減小設(shè)備運行的磨損和老化； 當(dāng)風(fēng)力達到一定數(shù)值時再打開風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)電。為了便于根據(jù)風(fēng)力對風(fēng)力發(fā)電機組進行 控制，需要設(shè)置室外風(fēng)力感測器，以能夠測量室外的風(fēng)速，并提供所測量的室外風(fēng)力信息， 如風(fēng)力強度等信息，以對風(fēng)力發(fā)電機組的控制提供指導(dǎo)信息。
[0004] 現(xiàn)有的成熟的風(fēng)力感測器多為專門的氣象學(xué)領(lǐng)域所用，例如風(fēng)杯風(fēng)速計，螺旋槳 式風(fēng)速計，規(guī)模大，體積大，維護成本高，不適合家庭使用。而一些小型的風(fēng)速感測器，如熱 線風(fēng)速計、超聲波式風(fēng)速風(fēng)向儀，只是一些風(fēng)速計，只是實現(xiàn)了簡單的風(fēng)速測量，通過表盤 讀數(shù)的方式來實現(xiàn)對所采集數(shù)據(jù)的展示，不能將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸至智能家庭網(wǎng)絡(luò)，無 法滿足智能家庭中對風(fēng)力感測器的功能需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種風(fēng)速感測器的信息推送裝置和方法， 以實現(xiàn)可實時采集、傳輸和處理并推送相關(guān)風(fēng)速信息。
[0006] 本發(fā)明提供的風(fēng)速感測器的信息推送裝置，包括：
[0007] 依次連接的信號輸入接口、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳 輸模塊；
[0008] 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)經(jīng)信號輸入接口、信號調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次 接收、調(diào)理和采樣得到的風(fēng)速值確定出所要推送的提示信息，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊進行包 含所述提示信息的消息推送。
[0009] 由上，可以實施采集、處理并判斷后推送相關(guān)消息至用戶，給予用戶指導(dǎo)意見，便 于用戶對家庭風(fēng)力發(fā)電機的控制。
[0010] 且本發(fā)明作為獨立的模塊來設(shè)計，獨立于風(fēng)速感測器、家庭網(wǎng)絡(luò)的控制設(shè)備，便于 擴展及部署。
[0011] 其中，還包括：時鐘模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于提供數(shù)據(jù)采集模塊進行采樣 的頻率。
[0012] 其中，還包括：電源模塊，用于向風(fēng)速感測器的信息推送裝置的其他各個模塊供 電。
[0013] 其中，所述信號調(diào)理模塊包括至少以下之一：信號放大電路、信號檢波電路、濾波 電路。
[0014] 可選的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無線傳輸模塊。
[0015] 由上，采用數(shù)據(jù)的無線傳輸方式，實現(xiàn)了感測器與智能家庭的通過無線方式進行 信息交互，使部署位置更為靈活。
[0016] 較佳的，無線傳輸模塊包括采用ZigBee標準的無線傳輸模塊。
[0017] 由上，ZigBee標準具有低功耗的特點，且組網(wǎng)方便。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種風(fēng)速感測器的信息推送方法，包括步驟：
[0019] A、以第一時間為周期，對接收并調(diào)理后的風(fēng)速值進行采樣并存儲；
[0020] B、以第二時間為周期，計算該周期內(nèi)各個第一時間周期所采用的風(fēng)速值的平均 值；所述第二時間周期大于第一時間周期；
[0021] C、根據(jù)該次所述風(fēng)速值的平均值與前次風(fēng)速值的平均值的大小執(zhí)行返回步驟A、 或推送開啟或關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的消息。
[0022] 由上，可以實施采集、處理并判斷后推送相關(guān)消息至用戶，給予用戶指導(dǎo)意見，便 于用戶對家庭風(fēng)力發(fā)電機的控制。
[0023] 其中，步驟C包括：
[0024] 當(dāng)本次所述風(fēng)速值的平均值大于設(shè)定風(fēng)速值時，若前次風(fēng)速平均值小于設(shè)定風(fēng)速 值，則推送開啟風(fēng)力發(fā)電設(shè)備消息，否則返回步驟A ;
[0025] 當(dāng)本次所述風(fēng)速值的平均值小于設(shè)定風(fēng)速值時，若前次風(fēng)速平均值小于設(shè)定風(fēng)速 值，則返回步驟A，否則推送關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的消息。
[0026] 可選的，所述第一時間為2秒；第二時間為10分鐘；設(shè)定風(fēng)速值為3米/秒。
[0027] 由上，本發(fā)明可處理并判斷風(fēng)速平均值，從而可推送相關(guān)消息至用戶，便于用戶對 家庭風(fēng)力發(fā)電機的控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為風(fēng)速感測器的信息推送裝置原理圖；
[0029] 圖2為風(fēng)力信息推送裝置的推送流程圖；
[0030] 圖3為數(shù)據(jù)傳輸流程圖。

【具體實施方式】
[0031] 本發(fā)明提供了一種作為獨立的模塊來設(shè)計的風(fēng)速感測器的風(fēng)力信息的推送裝置， 其具有面向風(fēng)速感測器的接口和面向家庭網(wǎng)絡(luò)的接口，可以實現(xiàn)將風(fēng)速感測器的數(shù)據(jù)實時 采集、處理并傳輸至家庭網(wǎng)絡(luò)。下面對本發(fā)明進行詳細描述：
[0032] 如圖1示出了本發(fā)明提供的風(fēng)速感測器的信息推送裝置，包括：
[0033] 面向風(fēng)速感測器的信號輸入接口（圖中未示出），用于連接風(fēng)速感測器，以接收風(fēng) 速感測器實時傳過來的電信號。本發(fā)明所采用的風(fēng)速感測器直接感受風(fēng)力，將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為 電信號輸出，如電壓或電流，其大小與風(fēng)速相對應(yīng)。
[0034] 信號調(diào)理模塊，通過所述信號輸入接口與風(fēng)速感測器連接，用于將風(fēng)速感測器傳 輸過來的電信號進行放大、檢波、濾波等模擬信號處理?？梢圆捎猛ㄓ玫男盘柗糯蟆⑿盘枡z 波、濾波的電路來實現(xiàn)。
[0035] 數(shù)據(jù)采集模塊，與信號調(diào)理模塊連接，用于以一定的采樣頻率對信號調(diào)理模塊處 理后的信號進行采樣，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；其中本實施例中采樣頻率為2秒。 該模塊可以由A/D轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)。
[0036] 時鐘模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于提供采樣處理所需的計時時鐘，可由晶振電 路實現(xiàn)。
[0037] 數(shù)據(jù)處理模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集并轉(zhuǎn)換后得到的 數(shù)字信號進行分析處理，該分析處理包括一定間隔時間內(nèi)的風(fēng)速平均值的計算和存儲，并 與存儲的上一次測算得到的數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)比對結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸模塊向用戶發(fā)送攜 帶提示信息的推送消息。例如，可以推送包括是否啟動或關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的消息。
[0038] 數(shù)據(jù)傳輸模塊，與數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于將數(shù)據(jù)處理模塊所生成的推送消息傳 輸至用戶終端。其中，該數(shù)據(jù)傳輸模塊可以采用無線模塊，以通過無線的方式發(fā)送所述推送 消息。智能終端接收到推送信息后通過其預(yù)設(shè)或用戶手動控制風(fēng)力發(fā)電機的運行。
[0039] 由于風(fēng)力探測裝置主要是用在室外，數(shù)據(jù)的傳輸需要專門的通信模塊來實現(xiàn)，主 要是采用有線或無線方式向用戶發(fā)送信息，考慮到傳輸距離、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和電池的功耗 問題，本例中采用符合ZigBee技術(shù)的傳輸模塊進行數(shù)據(jù)的無線傳輸，通信中的數(shù)據(jù)傳送和 命令傳輸按照ZigBee協(xié)議的既定規(guī)約通信。在數(shù)據(jù)傳輸過程中該數(shù)據(jù)傳輸模塊作為終端 設(shè)備采用綁定的方式加入網(wǎng)絡(luò)，智能家庭中的控制終端的通信模塊可以作為協(xié)調(diào)器組建網(wǎng) 絡(luò)。通信模塊經(jīng)過初始化、數(shù)據(jù)傳輸、處理任務(wù)消息等流程完成數(shù)據(jù)的傳輸過程。
[0040] 電源模塊，用于向上述各個模塊供電，由于置于室外，因此，除了通常的采用市電 夕卜，還可采用與太陽能電池板或與風(fēng)力發(fā)電機的電輸出端連接的蓄電池。
[0041] 本發(fā)明將感測器信息推送裝置的各部分采用模塊化設(shè)計，便于快速部署，能夠?qū)?現(xiàn)實時采集、傳輸和處理風(fēng)力數(shù)據(jù)。
[0042] 通過本發(fā)明連接現(xiàn)有風(fēng)力感測器后，即可實現(xiàn)將實時測得的風(fēng)速及相關(guān)數(shù)據(jù)推送 到室內(nèi)的控制終端上，作為風(fēng)力發(fā)電啟動運行的指標。本發(fā)明的推送裝置是作為獨立的模 塊來設(shè)計，具有體積小、控制方便、便于快速部署等特點。
[0043] 下面以一具體實施例進一步闡述本發(fā)明的工作原理，該例中，對所獲取的信號每 隔2秒鐘采集一次，每10分鐘進行一次平均值計算，并存儲信息，若所得風(fēng)速平均值大于 3m/s時，與上一次所測平均值進行比對，若上一次風(fēng)速平均值也大于3m/s，則繼續(xù)測量，若 上一次風(fēng)速平均值小于3m/s，向用戶發(fā)送風(fēng)力信息，推薦可以啟動風(fēng)力發(fā)電；若測得風(fēng)速 平均值小于3m/s，同時上一次測量的風(fēng)速平均值也小于3m/s，則繼續(xù)測量，若上一次測量 的風(fēng)速平均值大于3m/s，則向用戶發(fā)送風(fēng)力信息，推薦關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。如圖2所示，本 發(fā)明風(fēng)力信息推送裝置的推送流程包括以下步驟：
[0044] 首先,上電后，風(fēng)力信息推送裝置啟動并進行自檢；自檢正常之后,進行初始化操 作，進行參數(shù)配置，當(dāng)初始化結(jié)束后，包括以下步驟：
[0045] 步驟201 :通過時鐘電路提供的時鐘判斷是否到達2秒，若沒有達到2秒，則返回 本步驟重新判斷；若到達2秒，則數(shù)據(jù)采集模塊調(diào)用信號采集子程序，對信號調(diào)理模塊處理 后的電信號進行采樣并存儲；
[0046] 步驟202 :判斷是否到達10分鐘，若沒有到達10分鐘，返回步驟201，若到達10分 鐘，則由數(shù)據(jù)處理模塊調(diào)用服務(wù)子程序計算10分鐘內(nèi)的風(fēng)速平均值，并存儲；
[0047] 步驟203 :數(shù)據(jù)處理模塊判斷本次計算的風(fēng)速平均值是否大于3m/s，若大于，則推 薦開啟風(fēng)力發(fā)電機或保持風(fēng)力發(fā)電設(shè)備處于啟動狀態(tài)，否則，保持風(fēng)力發(fā)電設(shè)備處于關(guān)閉 狀態(tài)或推薦關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電機。具體本步驟可如下實現(xiàn)：
[0048] 若本次風(fēng)速平均值大于3m/s，則判斷上一次的風(fēng)速平均值是否小于3m/s ;若上一 次的風(fēng)速平均值小于3m/s，則向用戶或控制終端發(fā)送信息，推薦開啟風(fēng)力發(fā)電設(shè)備；若上 一次風(fēng)速平均值大于3m/s，則返回步驟201，即維持風(fēng)力發(fā)電設(shè)備處于原已經(jīng)啟動狀態(tài)；
[0049] 若本次風(fēng)速平均值小于等于3m/s，則判斷上一次的風(fēng)速平均值是否小于3m/s ;若 上次風(fēng)速平均值小于3m/s，即維持風(fēng)力發(fā)電設(shè)備處于原已經(jīng)關(guān)閉狀態(tài)，則返回步驟201 ;若 上一次風(fēng)速平均值大于3m/s，則向用戶或控制終端發(fā)送信息，推薦關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
[0050] 其中，步驟203中，推薦開啟風(fēng)力發(fā)電機或推薦關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電機的消息的發(fā)送由 數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)，本例中，該數(shù)據(jù)傳輸模塊米用ZigBee標準的模塊，從而，其不僅可傳輸 數(shù)據(jù)處理模塊的消息，還可構(gòu)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)其他符合ZigBee標準的模塊的數(shù)據(jù)。具 體來說，當(dāng)通信模塊初始化結(jié)束處于準備狀態(tài)后，數(shù)據(jù)傳輸流程包括如下步驟：
[0051] 步驟301 :數(shù)據(jù)傳輸模塊判斷是否收到數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的消息；其中，該消息可 為推薦開啟風(fēng)力發(fā)電機或推薦關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電機的消息。
[0052] 如果收到數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的消息，則執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送過程，如對收到的消息進行 加密、打包、發(fā)送等處理，以將消息發(fā)送到目標節(jié)點，目標節(jié)點一般為用戶終端或控制終 端；
[0053] 若未收到數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的消息，執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程，包括：判斷是否接收到 其它裝置發(fā)來的ZigBee數(shù)據(jù)；若沒有收到，則結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程，返回步驟301 ;若收到 ZigBee數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)通過接口，如SPI (外圍串行接口）向風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0054] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)速感測器的信息推送裝置，其特征在于，包括： 依次連接的信號輸入接口、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模 塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)經(jīng)信號輸入接口、信號調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次接 收、調(diào)理和采樣得到的風(fēng)速值確定出所要推送的提示信息，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊進行包含 所述提示信息的消息推送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 時鐘模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于提供數(shù)據(jù)采集模塊進行采樣的頻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括： 電源模塊，用于向風(fēng)速感測器的信息推送裝置的其他各個模塊供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括至少以下之一：信 號放大電路、信號檢波電路、濾波電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無線傳輸模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述無線傳輸模塊包括采用ZigBee標準 的無線傳輸模塊。
7. -種風(fēng)速感測器的信息推送方法，其特征在于，包括步驟： A、 以第一時間為周期，對接收并調(diào)理后的風(fēng)速值進行采樣并存儲； B、 以第二時間為周期，計算該周期內(nèi)各個第一時間周期所采用的風(fēng)速值的平均值；所 述第二時間周期大于第一時間周期； C、 根據(jù)該次所述風(fēng)速值的平均值與前次風(fēng)速值的平均值的大小執(zhí)行返回步驟A、或推 送開啟或關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的消息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟C包括： 當(dāng)本次所述風(fēng)速值的平均值大于設(shè)定風(fēng)速值時，若前次風(fēng)速平均值小于設(shè)定風(fēng)速值， 則推送開啟風(fēng)力發(fā)電設(shè)備消息，否則返回步驟A ; 當(dāng)本次所述風(fēng)速值的平均值小于設(shè)定風(fēng)速值時，若前次風(fēng)速平均值小于設(shè)定風(fēng)速值， 則返回步驟A，否則推送關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的消息。
【文檔編號】G08C17/02GK104103163SQ201310127813
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】徐志方, 劉鵬達, 張洪波 申請人:海爾集團公司, 青島海爾智能家電科技有限公司