一种风速风向的测量小车.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108181485A(43)申请公布日2018.06.19(21)申请号201711446668.9(22)申请日2017.12.27(71)申请人湖州灵感电子科技有限公司地址313000浙江省湖州市吴兴区红旗路212号2幢208室(72)发明人施卫杰(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人郭晓凤(51)Int.Cl.G01P5/24(2006.01)G01P13/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种风速风向的测量小车(57)摘要本发明提供了一种风速风向的测量小车，包括本体、基座、前轮和后轮，所述本体位于所述基座上面，两个所述前轮分别通过前转动轴与所述基座相连接，两个所述后轮分别通过后转动轴与所述基座相连接，所述本体上表面设有超声波换能器组。本发明通过超声波时差法测量平面二维风速，结合霍尔传感器和电子罗盘测量小车的运动方向和速度，对测得的风速风向进行修正从而获得准确的风速风向数据，并可通过远程无线方式对小车进行控制，其结构简单，体积小巧，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，可扩展性强，操作方便，应用范围广，适用于基座移动过程中的测量。CN108181485ACN108181485A权利要求书1/1页1.一种风速风向的测量小车，包括本体、基座、前轮和后轮，所述本体位于所述基座上面，两个所述前轮分别通过前转动轴与所述基座相连接，两个所述后轮分别通过后转动轴与所述基座相连接，其特征在于：所述本体上表面设有超声波换能器组，所述超声波换能器组包括第一～第四超声波换能器，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器相对的位于所述本体上表面的水平中线两端，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器构成超声波换能器收发对，所述第三超声波换能器和所述第四超声波换能器相对的位于所述本体上表面的竖直中线两端，所述第三超声波换能器和所述第四超声波换能器也构成超声波换能器收发对；所述基座下面设有测速装置，所述测速装置位于两个所述前轮之间，其中一个所述前轮上粘有磁钢；所述本体背面设有电池仓，所述电池仓两侧分别设有SD卡槽和USB接口；所述本体内部设有控制电路板，所述控制电路板包括控制单元、自激驱动单元、信号调理单元、存储单元、USB传输单元和无线通信单元；所述基座内部设有方向测量单元，所述测速装置内部设有基座测速单元；所述控制单元输出激励脉冲信号送给所述自激驱动单元的输入端，所述自激驱动单元对所述激励脉冲信号进行自激震荡，驱动所述超声波换能器收发对的发射部发射超声波信号，所述信号调理单元对所述超声波换能器收发对的接收部所接受的所述超声波信号进行放大、滤波和包络检波，得到所述超声波信号的到达时间数据送入所述控制单元；所述方向测量单元与所述控制单元的UART0口相连接，将小车行驶方向的测量数据送入所述控制单元；所述基座测速单元与所述控制单元的UART1口相连接，将小车行驶速度的测量数据送入所述控制单元；所述存储单元对所述到达时间数据、所述小车行驶方向的测量数据及所述小车行驶速度的测量数据进行保存；所述控制单元通过所述无线通信单元将所述到达时间数据、所述小车行驶方向的测量数据及所述小车行驶速度的测量数据发送给上位机并接收所述上位机的控制命令；所述无线通信单元还通过所述USB传输单元将所述存储单元保存的数据上传给所述上位机。2.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述控制单元选用32位ARM控制器LPC1768。3.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述第一～第四超声波换能器均选用FUS-200型超声波换能器。4.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述自激驱动单元包括脉冲变压器、场效应管、第一和第二三极管、电感、第一～第三二极管、第一～第四电容和第一～第九电阻。5.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述信号调理单元包括放大电路、滤波电路和包络检波电路；所述放大电路包括两片运算放大器OP37和RC网络，所述滤波电路为单运算放大器TL082为核心的压控电压源二阶带通滤波器，所述包络检波电路选用电压比较器LM393。6.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述方向测量单元选用电子罗盘LSM303DLH。7.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述基座测速单元选用集成常开开关型霍尔传感器A04E。8.根据权利要求1所述的一种风速风向的测量小车，其特征在于：所述无线通信单元为蓝牙、WiFi或GPRS模块。2CN108181485A说明书1/4页一种风速风向的测量小车技术领域[0001]本发明