專利名稱：基于rfid的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量裝置，具體涉及一種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，主要用于大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的研究。
背景技術(shù)：
在研究環(huán)境大氣遷移規(guī)律的大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，風(fēng)速、風(fēng)向、溫度是三個(gè)必測(cè)的氣象參數(shù)，特別是在豎有鐵塔的大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量從地面到100米高度范圍內(nèi)的風(fēng)速廓線以及垂直溫度梯度，對(duì)于確定大氣的熱力穩(wěn)定度，了解溫度場(chǎng)的空間分布和時(shí)間上的變化，摸清抑制污染物稀釋擴(kuò)散的逆溫情況，正確評(píng)價(jià)該地區(qū)潛在污染物的水平，有著十分重要的意義?，F(xiàn)有的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x都是將鐵塔上不同高度的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器輸出的信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)娇刂剖覂?nèi)的測(cè)量?jī)x器中進(jìn)行采樣和測(cè)量的，由于有線信號(hào)傳輸距離有限，因此鐵塔與控制室相距不能太遠(yuǎn)，使得安裝鐵塔的選址受到很大限制；鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量采用有線信號(hào)傳輸還需要采取較嚴(yán)格的防雷擊措施，這會(huì)大大增加傳輸電路的復(fù)雜性和成本；鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量需要同時(shí)測(cè)量100米高度范圍內(nèi)I到6層風(fēng)速、風(fēng)向、溫度值，采用有線信號(hào)傳輸需要多條多芯電纜線，這也大大增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，以克服現(xiàn)有技術(shù)中采用有線信號(hào)傳輸帶來(lái)的上述缺點(diǎn)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，從鐵塔所在的地面到其頂部高度范圍內(nèi)設(shè)置3至6個(gè)不同高度的測(cè)量層，每個(gè)測(cè)量層上分別設(shè)有風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器；設(shè)有主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)包括控制模塊、存儲(chǔ)模塊和輸入輸出模塊；每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)微控制器，該測(cè)量層的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器輸出的信號(hào)連接至所述微控制器；每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)與該測(cè)量層的微控制器相連的RFID模塊；所述主控系統(tǒng)中設(shè)有第二 RFID模塊，該第二 RFID模塊與主控系統(tǒng)中的控制模塊連接，且所述第二 RFID模塊與每一測(cè)量層中的RFID模塊匹配無(wú)線通信連接。上述技術(shù)方案中，所述主控系統(tǒng)放置在控制室內(nèi)，所述控制室與鐵塔的距離小于RFID的有效通信距離。所述主控系統(tǒng)中的輸入模塊包括操作鍵盤，輸出模塊包括LED顯示器、并行接口和RS232C串行接口。上述技術(shù)方案中，每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)微控制器，對(duì)該高度上風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度值，該測(cè)量層上的RFID模塊與微控制器相連，將該層的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度值用無(wú)線信號(hào)發(fā)送出去。主控系統(tǒng)放置在距鐵塔一定范圍的控制室內(nèi)，主控系統(tǒng)的第二 RFID模塊，用來(lái)接收每個(gè)測(cè)量層RFID模塊發(fā)送出來(lái)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度值；接收到的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度值被傳送到存儲(chǔ)模塊中進(jìn)行存儲(chǔ)，其中一層的測(cè)量值被送到LED顯示器顯示出來(lái)，操作鍵盤用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的工作參數(shù)、工作模式，選擇顯示的測(cè)量層等操作；并行接口可以直接驅(qū)動(dòng)打印機(jī)打印測(cè)量數(shù)據(jù)；串行接口可以與微機(jī)通信將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到微機(jī)中存儲(chǔ)和處理。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):1.本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置RFID模塊和第二 RFID模塊，實(shí)現(xiàn)測(cè)量層和主控系統(tǒng)間的無(wú)線通信，不需要布設(shè)傳輸線，降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本；同時(shí)，由于是無(wú)線傳輸，控制室和鐵塔間可以有一定的距離，便于布局設(shè)置。2.主控模塊通過(guò)并行接口可以直接驅(qū)動(dòng)打印機(jī)打印測(cè)量數(shù)據(jù)；如果選擇配置計(jì)算機(jī)則可以將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)串行接口傳送到計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)，便于采用其它軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:實(shí)施例一:一種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，參見(jiàn)圖1所示，傳感器安裝在野外的鐵塔上，風(fēng)速、風(fēng)向、溫度三個(gè)傳感器一組，安裝于鐵塔的某一個(gè)高度層用來(lái)測(cè)量這一高度的氣象參數(shù)；不同傳感器組安裝在鐵塔不同的高度層用來(lái)測(cè)量不同高度的氣象參數(shù)；實(shí)際測(cè)量時(shí)，根據(jù)需要的高度層配置3到6組傳感器組。主控系統(tǒng)包括控制模塊、存儲(chǔ)模塊、輸入輸出模塊和第二 RFID模塊。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器采用的`是天津海洋儀器廠生產(chǎn)的EL15-1型杯式風(fēng)速傳感器和EL15-2型風(fēng)向傳感器；風(fēng)速傳感器啟動(dòng)風(fēng)速0.3m/s，分辨率0.05m/s，精度±0.3m/s，最大抗風(fēng)強(qiáng)度70m/s;風(fēng)向傳感器將360°分為16個(gè)方位，分辨率2.5°，精度±5°。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器內(nèi)部設(shè)有加熱裝置，可以保證在高寒地區(qū)的冬季也能正常工作。溫度傳感器采用石英晶體溫度傳感器，測(cè)量范圍-30°C +50°C，分辨率±0.01°C，精度彡 ±0.15°C。每個(gè)測(cè)量層上的微控制器和RFID模塊采用美國(guó)TI公司的內(nèi)置RF無(wú)線收發(fā)器的微控制器CC2530F32，這樣兩個(gè)部分的功能由一個(gè)芯片就可以完成，降低了成本、減小了電路的面積、提高了電路的可靠性。主控模塊的微處理器采用MCS-51系列的8位微處理器AT89C55，內(nèi)含20K字節(jié)Flash程序存儲(chǔ)器；外部擴(kuò)充16K字節(jié)具有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器循環(huán)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，可以保存最近24小時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。LED顯示器由16個(gè)LED數(shù)碼管組成，其中10個(gè)用于顯示某一高度層的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度瞬時(shí)測(cè)量值，其它6個(gè)用于顯示實(shí)時(shí)數(shù)字時(shí)鐘。鍵盤采用薄膜按鍵，有12個(gè)按鍵，其中數(shù)字鍵10個(gè)、回車鍵I個(gè)、上檔鍵I個(gè)；上檔+數(shù)字鍵(上檔和數(shù)字鍵同時(shí)按下)又可以構(gòu)成10個(gè)功能鍵；除上檔鍵外，其它鍵被按下時(shí)都會(huì)發(fā)出音響提示；鍵盤采用中斷方式，使微處理器能及時(shí)響應(yīng)并執(zhí)行相應(yīng)操作。串行接口采用RS232C標(biāo)準(zhǔn)，主要元件為MAX232集成電路芯片，該芯片采用+5V單電源即可實(shí)現(xiàn)RS232C電平轉(zhuǎn)換和收發(fā)功能，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便。并行接口為標(biāo)準(zhǔn)并行打印機(jī)接口，可以連結(jié)并行接口的打印機(jī)打印測(cè)量數(shù)據(jù)。為了使測(cè)量?jī)x能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷地測(cè)量，應(yīng)當(dāng)為系統(tǒng)配備UPS電源。當(dāng)使用后備電源供電時(shí)，為了節(jié)省能耗，可以將LED顯示器單獨(dú)關(guān)閉。
權(quán)利要求1.種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，從鐵塔所在的地面到其頂部高度范圍內(nèi)設(shè)置3至6個(gè)不同高度的測(cè)量層，每個(gè)測(cè)量層上分別設(shè)有風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器；設(shè)有主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)包括控制模塊、存儲(chǔ)模塊和輸入輸出模塊；其特征在于:每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)微控制器，該測(cè)量層的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器輸出的信號(hào)連接至所述微控制器；每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)與該測(cè)量層的微控制器相連的RFID模塊；所述主控系統(tǒng)中設(shè)有第二RFID模塊，該第二 RFID模塊與主控系統(tǒng)中的控制模塊連接，且所述第二 RFID模塊與每一測(cè)量層中的RFID模塊匹配無(wú)線通信連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述主控系統(tǒng)放置在控制室內(nèi)，所述控制室與鐵塔的距離小于RFID的有效通信距離。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述主控系統(tǒng)中的輸入模塊包括操作鍵盤，輸出模塊包括LED顯示器、并行接口和RS232C串行接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于RFID的鐵塔氣象參數(shù)測(cè)量?jī)x，設(shè)置3至6個(gè)不同高度的測(cè)量層，每個(gè)測(cè)量層上分別設(shè)有風(fēng)速、風(fēng)向、溫度傳感器；設(shè)有主控系統(tǒng)；其特征在于每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)微控制器；每個(gè)測(cè)量層上設(shè)有一個(gè)與該測(cè)量層的微控制器相連的RFID模塊；所述主控系統(tǒng)中設(shè)有與控制模塊連接的第二RFID模塊，第二RFID模塊與每一測(cè)量層中的RFID模塊匹配無(wú)線通信連接。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置RFID模塊和第二RFID模塊，實(shí)現(xiàn)測(cè)量層和主控系統(tǒng)間的無(wú)線通信，不需要布設(shè)傳輸線，降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本；同時(shí)，由于是無(wú)線傳輸，控制室和鐵塔間可以有一定的距離，便于布局設(shè)置。
文檔編號(hào)G01W1/02GK202929220SQ20122066226
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者陸曉峰 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)