專利名稱：氣象站設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于指示氣象狀況的氣象站設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常所知的用于指示氣象情況的氣象站(或監(jiān)控器)，可能結(jié)合有其它功能，或者是被作為其它類型的裝置尤其是時鐘的一部分或者是一個功能。多種類型的氣象信息，比如溫度、濕度以及天氣預(yù)報通常由數(shù)值和/或LCD顯示器上的圖形符號來顯示。這些顯示的方式通常使人感覺不便于閱讀或者單調(diào)乏味。
本發(fā)明通過提供一種新的或者改進的氣象站設(shè)備，用于消除或者至少減輕這些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于測量以及顯示氣象信息的氣象站設(shè)備，該氣象站設(shè)備具有基站以及遙控指示器。該基站包括殼體以及位于殼體中的微處理器控制單元，該微處理器控制單元用于操作和控制，包括評估與大氣參數(shù)相關(guān)的氣象信息。至少一個傳感器與微處理器控制單元相關(guān)聯(lián)，用于檢測將由微處理器控制單元進行后續(xù)處理的大氣參數(shù)。殼體中具有發(fā)射機，用于發(fā)射由微處理器控制單元評估的代表氣象信息的無線電信號。所述指示器包括外殼、位于外殼中的用于接收來自發(fā)射機的所述無線電信號的接收器以及位于外殼中的用于對所述無線電信號進行處理的控制電路。用于照明的變色光源設(shè)在外殼中且由控制單元進行控制，用于以依賴于氣象信息的值的顏色來顯示由所述無線電信號代表的氣象信息。
優(yōu)選地，氣象站設(shè)備包括具有多個預(yù)定顏色的顏色設(shè)計(color scheme)，用于根據(jù)氣象信息的值的一系列預(yù)定范圍來表示氣象信息，每一顏色表示氣象信息的值的相應(yīng)范圍。
更優(yōu)選地，該顏色設(shè)計被裝入微處理器控制單元中以由其進行操作。
進一步更優(yōu)選地，該顏色設(shè)計大致模仿彩虹的顏色，其中，在氣象信息的值變化的一個方向上顏色向著暖色變化，在氣象信息的值變化的相反方向上顏色向著冷色變化。
優(yōu)選地，用于表示作為大氣參數(shù)的溫度的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示升溫，向著冷色變化表示降溫。
優(yōu)選地，用于表示作為大氣參數(shù)的濕度的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示濕度減小，向著冷色變化表示濕度加大。
優(yōu)選地，用于表示作為大氣參數(shù)的天氣預(yù)報的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示更晴朗預(yù)報，向著冷色變化表示更多云預(yù)報。
優(yōu)選地，用于表示作為大氣參數(shù)的UV指數(shù)的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示更強的輻射，向著冷色變化表示更弱的輻射。
優(yōu)選地，光源包括一個或者多個發(fā)光二極管。
更優(yōu)選地，光源包括RGB發(fā)光二極管。
在特定的構(gòu)造中，指示器的外殼具有相對較大的部分，該部分可對光線進行漫射且光源位于該部分內(nèi)，這樣，來自光源的光通過外殼的該部分被可操作地漫射出去。
在優(yōu)選的實施例中，基站包括多個所述傳感器，用于檢測選自溫度、濕度、天氣預(yù)報以及紫外線指數(shù)的用于由微處理器控制單元進行后續(xù)處理的不同類型的大氣參數(shù)，該后續(xù)處理包括確定氣象信息的所述類型。
更優(yōu)選地，指示器的控制電路包括選擇裝置，使得使用者能夠選擇通過光源的所述照明顯示的氣象信息的類型。
進一步更優(yōu)選地，選擇裝置包括設(shè)置在指示器的外殼上的開關(guān)。
優(yōu)選地，指示器的控制電路進一步包括識別裝置(identifying means)，用于識別由光源的所述照明顯示的氣象信息的類型。
進一步優(yōu)選地，識別裝置包括選自文字和圖形表示的標(biāo)識符(identifier)。
在優(yōu)選的實施例中，基站包括位于殼體上的顯示器，該顯示器由微處理器控制單元進行控制，用于顯示由微處理器控制單元評估的氣象信息。


現(xiàn)在將參照附圖，僅通過實施例，對本發(fā)明作更為詳細(xì)的說明。其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的氣象站設(shè)備的實施例的基站的正視圖；圖2為圖1中的基站的顯示器的正視圖；圖3為圖1中的基站的左側(cè)視圖；圖4為圖1中的基站的工作電路的示意性功能方塊圖；圖5為氣象站設(shè)備的與圖1中的基站協(xié)同工作的遙控指示器的正視圖；圖6為圖5中的指示器的右側(cè)視圖；圖7為圖5中的指示器的后視圖；圖8為圖5中的指示器的工作電路的示意性功能方塊圖；圖9為描述前述基站和指示器采用的顏色設(shè)計的示意圖；以及圖10為使用色彩的等同于圖9的示意圖。
具體實施例方式
參照附圖，其中描述了用于測量和顯示氣象信息的體現(xiàn)本發(fā)明的氣象站設(shè)備，該氣象站設(shè)備包括基站100以及通過比如頻率為433MHz的無線射頻通信與該基站相聯(lián)絡(luò)的遙控指示器200。
基站100具有豎立的大致扁平的殼體110，在該殼體110上，前部安裝有LCD顯示器，并且相對的左右側(cè)面安裝有兩排各四個工作鍵130，并且在該殼體110中，容納有工作電路150。工作電路150基于MCU(微處理器控制單元)151設(shè)立，用于執(zhí)行各種氣象和計時操作及控制，包括作為首要功能的涉及各種類型的大氣參數(shù)的氣象信息的測定和評估。所述各種類型包括描述溫度、濕度、天氣預(yù)報以及UV(紫外線輻射)指數(shù)的四種主要類型。
使用多個氣象傳感器，用于感測這些由MCU151進行后續(xù)處理的大氣參數(shù)。這些氣象傳感器包括感測(室內(nèi))溫度和濕度的復(fù)合溫度/濕度傳感器141以及用于大氣壓力測定和天氣預(yù)報的氣壓氣象預(yù)報傳感器143。所述兩個傳感器用電線與MCU相連接，并且位于基站殼體110上或其內(nèi)部。
還有其它一些設(shè)在遠處或室外位置的傳感器，比如用于測定(室外)溫度和濕度的溫度/濕度傳感器以及用于探測太陽紫外線輻射的強度水平的紫外線傳感器(用于UV指數(shù))。這些遙控的傳感器通過無線射頻通信與MCU151相聯(lián)絡(luò)，該無線射頻通信包括使用與殼體110中的MCU151相連接的多信道接收器模塊144。接收器模塊144同樣也接收并且同步由相關(guān)國家或時區(qū)的地方當(dāng)局播報的RF計時/或者歷法信號。
基站100包括作為殼體110中的工作電路150的一部分的RF發(fā)射機160。工作電路150的某些其它部分為用于顯示器120的EL(電致發(fā)光)背光的電致發(fā)光(EL)驅(qū)動器152；實現(xiàn)鍵紐130的鍵盤矩陣(keyboard matrix)153；用于產(chǎn)生音頻播放或者聲音(比如鬧鐘信號)的壓電蜂鳴器154；以及電源155。
MCU151被編程并且被校準(zhǔn)以處理從前述的傳感器接收的氣象輸入信號，該處理過程包括特別是基于輸入信號進行適當(dāng)?shù)挠嬎阋栽u估前述的四個主要類型的氣象信息。這樣的氣象信息包括溫度和濕度的用數(shù)字表示的數(shù)據(jù)，天氣預(yù)報情況的用名稱表示的類別以及UV指數(shù)(如前所述)的用數(shù)字表示的級別。所有這些在此通常稱為氣象信息的“值”。
室內(nèi)溫度在-5℃至+50℃(23至122.0)的范圍內(nèi)為可測量的，并且室外(遠距離)溫度從-20.0℃至+60.0℃(-4至+140.0)為可測量的。室內(nèi)和室外濕度在25％至95％的范圍內(nèi)為可測量的。這些是以數(shù)字形式來表示的氣象信息值。
大氣壓力可以以毫巴/百帕(mb/hPa)或者英寸汞柱(inHg)測量以及顯示，帶有對于從海拔-100m到2500m的內(nèi)置的自動補償或者調(diào)整。根據(jù)大氣壓力變化的趨勢，確定當(dāng)前的氣象狀況以及預(yù)測即將到來的氣象狀況是可能的。為了這個目的，微處理器80根據(jù)合適的算法被編程，用于識別五個類別之一的天氣預(yù)報，即“雪”“雨”“云”“部分多云”或者“晴朗”。這些是以符號系統(tǒng)的方式進行描述的氣象信息值。
臭氧層保護地球免受太陽紫外線(UV)輻射的傷害，但是臭氧消耗以及季節(jié)性的和氣候性的條件引起不同數(shù)量的紫外線輻射在任何給定時間到達地球。一般的紫外線指數(shù)按照從1至11+的官方等級預(yù)測第二天的紫外線輻射水平，該等級為由程度表示的氣象信息值。
一旦計算出前述的氣象信息值，MCU151將會將這些值發(fā)送到顯示器120，用于直接讀出。并且更為重要的是，MCU151也將產(chǎn)生描述前述四個類型的氣象值的相應(yīng)的輸出信號。接著這些輸出信號將被放大、調(diào)制，并且作為無線RF信號通過RF發(fā)射機160發(fā)射，以便由遙控指示器200接收。
根據(jù)一種數(shù)據(jù)協(xié)議，數(shù)據(jù)信號被MCU151編碼和打包(pack)并被發(fā)射，在所述數(shù)據(jù)協(xié)議中，四種類型的氣象信息值可以被格式化為一系列的數(shù)據(jù)位，每個值為代表范圍(確定的數(shù)值落入該范圍內(nèi))的四位代碼，其前面是確定所涉及的類型的2位標(biāo)識符。
關(guān)于遙控指示器200，該遙控指示器具有大致扁平的方形外殼210，該外殼包括彎曲的前壁211、細(xì)長的右側(cè)壁215，前壁211被分為淺中性色(比如淺奶白)的半透明的較寬的左邊部分212和垂直地位于右側(cè)的條狀部213。位于后壁的倒置的鍵孔219允許外殼210懸掛于墻上。條狀部213除了在四個小的半透明區(qū)域214之外，通常為不透明的，在四個小的半透明區(qū)域214中，壁上印有字母“UV”(用于UV指數(shù))、“天氣”(用于天氣預(yù)報)、“％RH”(用于相對濕度)以及“TEMP”(用于溫度)。這些文字表示的可替換的選擇為使用圖解符號，比如太陽和溫度計圖標(biāo)。按鈕開關(guān)選擇器220設(shè)置于右側(cè)壁215上。
外殼210中容納有至少一個最好是五個超亮的三原色RGB LED(紅-綠-藍發(fā)光二極管)230、主要用于控制RGB LED230的操作的基于IC控制電路251的操作電路250，以及連接于控制電路251的RF接收器260。還有連接到控制電路251的用于供電的直流電源適配器252。
三原色發(fā)光二極管(RGB LED)230能夠改變顏色，如現(xiàn)有技術(shù)中所知的那樣，光取決于供應(yīng)到三個內(nèi)部元件彩色LED或者相關(guān)的接線端的驅(qū)動電流的(相對)大小。RGB LED 230在前壁左邊部分212的后面被均勻地定位在中心區(qū)和四個角附近。該左邊部分為半透明的，這樣，從LED 230發(fā)出的光能夠通過它漫射出來，從而以受控的顏色生動地照亮指示器200。
接收器260根據(jù)基站100的發(fā)射機160被調(diào)諧(即以433MHz諧振)，以接收由發(fā)射機160發(fā)射的前述無線電RF信號。所接收的信號接著被解調(diào)，并且輸送給控制電路251，用于處理尤其是區(qū)分四種類型的氣象信息并且提取它們的值(被量子化為范圍)。
選擇器220連接于控制電路251上，并且能夠使使用者在原地(in situ)(即，為了方便起見，就在指示器200上)選擇一個想要的通過指示器200顯示的氣象信息的類型。該選擇由分別位于外殼的條狀部213的半透明區(qū)域214后面的小LED識別，該LED將通過重復(fù)的按壓選擇器220被控制電路251點亮，以表示所選擇的類型。
一旦想要的類型被選擇，通過控制電路251激勵RGB LED 230，以便根據(jù)裝入到基站100的MCU151中的相應(yīng)的顏色設(shè)計或者模式，以預(yù)定的顏色照亮指示器200，從而顯示相關(guān)的氣象信息的值。
如圖9和10所描述的那樣，顏色設(shè)計規(guī)定了顏色的序列，用于根據(jù)或者依賴于氣象信息的值的一系列范圍，來表示(每個)氣象信息，每個顏色表示所述值的相應(yīng)的范圍。例如，溫度的范圍以10℃為一級來限定，濕度的范圍以20％為一級來劃分，UV指數(shù)的范圍被分為0-2、3-5、6-7、8-10以及11+等級，天氣預(yù)報的范圍被歸類為“雪”、“雨”、“多云”“部分多云”以及“晴朗”。
可以看出，顏色設(shè)計大致模仿彩虹的色譜，顏色在氣象信息的值變化的一個方向上向暖色(橙色或紅色)變化，并且在氣象信息的值變化的相反方向上向冷色(也就是，青綠色或者藍色)變化。
在這個具體的實施例中，表示溫度的顏色向紅色變化表示升溫，并且向淡紫色(或者玫瑰紅)變化表示降溫。表示濕度的顏色向淡橙色變化表示濕度降低，并且向藍色變化表示濕度增大。表示天氣預(yù)報的顏色向淡橙色變化表示晴朗預(yù)報，向青綠色變化表示多云預(yù)報(在最惡劣的情況下為雪)。表示UV指數(shù)的顏色向粉紅色變化表示強輻射，并且向亮綠色變化表示弱輻射。由于可利用的顏色依賴于色標(biāo)的長度以及相鄰顏色之間的對比度，因此與彩虹顏色序列的輕微偏差在所難免。
本發(fā)明提供一種自主式(self-contained)氣象站設(shè)備，該氣象站設(shè)備以一種顏色隨著條件的變化而逐漸變化的方式，提供一種有趣的、引人注目的氣象信息的發(fā)光顯示。所述光源，優(yōu)選地為RGB LED，安裝在遙控指示裝置中，該遙控指示裝置通過無線電RF輻射與氣象站相聯(lián)絡(luò)，并且因此可以自由移動。這為使用者提供了一種方便簡易的裝置，在他或她需要的任何地方，都可以很快瀏覽，并可選擇在原處顯示的信息的類型。其它的氣象信息同樣可以被顯示，比如舒適度、降水量、風(fēng)速、風(fēng)向、土壤濕度、花粉類型等等同樣可被顯示。
本發(fā)明僅通過例子給出，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明描述的實施例作各種修改和變換，而不脫離本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍。
比如，為了得到平滑的變化，遙控指示器的發(fā)光顏色的變化可以為逐漸的或者連續(xù)的。同樣，RGB LED 230可以由一組三個紅、綠、藍的單色LED來代替，用于以變化的合成顏色進行照明，該合成顏色依賴于三個單獨的LED的相對亮度。
權(quán)利要求
1.一種用于測量和顯示氣象信息的氣象站設(shè)備，該設(shè)備具有基站以及遙控指示器該基站包括殼體；位于殼體中的微處理器控制單元，該微處理器控制單元用于進行操作和控制，包括評估與大氣參數(shù)相關(guān)的氣象信息；至少一個與微處理器控制單元相關(guān)聯(lián)的傳感器，該傳感器用于檢測將由微處理器控制單元進行后續(xù)處理的大氣參數(shù)；以及位于殼體中的發(fā)射機，該發(fā)射機用于發(fā)射代表由微處理器控制單元評估的氣象信息的無線電信號；所述指示器包括外殼；位于外殼中的用于接收來自發(fā)射機的所述無線電信號的接收器；位于外殼中的用于處理所述無線電信號的控制電路；以及，位于外殼中且由控制單元進行控制的變色光源，其用于照明，以便以依賴于氣象信息的值的顏色來顯示由所述無線電信號代表的氣象信息。
2.如權(quán)利要求1所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，該氣象站包括具有多個預(yù)定顏色的顏色設(shè)計，用于根據(jù)氣象信息的值的一系列預(yù)定范圍來表示氣象信息，每個顏色表示氣象信息的值的相應(yīng)范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，該顏色設(shè)計裝入到微處理器控制單元中以由其進行操作。
4.如權(quán)利要求3所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，所述顏色設(shè)計大致模仿彩虹的顏色，在氣象信息的值變化的一個方向上顏色向著暖色變化，并且在氣象信息的值變化的相反方向上顏色向著冷色變化。
5.如權(quán)利要求4所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，用于表示作為大氣參數(shù)的溫度的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示升溫，向著冷色變化表示降溫。
6.如權(quán)利要求4所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，用于表示作為大氣參數(shù)的濕度的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示濕度減小，向著冷色變化表示濕度加大。
7.如權(quán)利要求4所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，用于表示作為大氣參數(shù)的天氣預(yù)報的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示更晴朗的預(yù)報，向著冷色變化表示更多云的預(yù)報。
8.如權(quán)利要求4所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，用于表示作為大氣參數(shù)的UV指數(shù)的顏色設(shè)計的顏色向著暖色變化表示更強的輻射，向著冷色變化表示更弱的輻射。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一項所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，光源包括一個或者多個發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求9所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，光源包括RGB發(fā)光二極管。
11.如權(quán)利要求1至8中任何一項所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，指示器的外殼具有相對較大的部分，該部分可對光線進行漫射，光源位于該部分內(nèi)，這樣，來自光源的光通過外殼的該部分被可操作地漫射出去。
12.如權(quán)利要求1至8中任何一項所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，基站包括多個所述傳感器，用于檢測選自溫度、濕度、天氣預(yù)報以及紫外線指數(shù)的將由微處理器控制單元進行后續(xù)處理的不同類型的大氣參數(shù)，所述后續(xù)處理包括確定氣象信息的所述類型。
13.如權(quán)利要求12所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，指示器的控制電路包括選擇裝置，以使得使用者能夠選擇通過光源的所述照明顯示的氣象信息的類型。
14.如權(quán)利要求13所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，選擇裝置包括設(shè)在指示器的外殼上的開關(guān)。
15.如權(quán)利要求13所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，指示器的控制電路進一步包括識別裝置，用于識別由光源的所述照明顯示的氣象信息的類型。
16.如權(quán)利要求15所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，識別裝置包括選自文字和圖形表示的標(biāo)識符。
17.如權(quán)利要求1至8中任何一項所述的氣象站設(shè)備，其特征在于，基站包括位于殼體上的顯示器，該顯示器由微處理器控制單元進行控制，以顯示由微處理器控制單元評估的氣象信息。
全文摘要
一種氣象站設(shè)備，具有基站(100)以及遙控指示器(200)。該基站(100)包括用于評估與大氣參數(shù)相關(guān)的氣象信息的MCU(151)，所述氣象信息由傳感器(143)檢測，并由MCU進行后續(xù)的處理。還包括RF發(fā)射機(160)，用于發(fā)射代表由MCU評估的氣象信息的無線電信號。指示器(200)具有用于接收來自發(fā)射機(160)的無線電信號的RF接收器(260)；用于對無線電信號進行后續(xù)處理的控制電路(251)；以及由控制電路(251)控制的變色光源(230)，用于照明，以便以依賴于氣象信息的值的顏色來顯示由所述無線電信號代表的氣象信息。
文檔編號G01W1/10GK1866050SQ200610004758
公開日2006年11月22日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者陳煒文 申請人:萬威科研有限公司