[发明专利]一种风速风向的离线测量小车

权利要求书

1.一种风速风向的离线测量小车，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；所述本体正面设有液晶显示屏，所述液晶显示屏一侧设有键盘，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵；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RS485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、按键输入单元、显示单元和RS485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；所述按键输入单元与所述键盘电连接，通过所述键盘输入启停或修改设定测试参数；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；所述控制单元对采集的测试数据处理分析，计算得到风速风向的真实数据，输出连接所述存储单元和所述显示单元；所述存储单元和所述SD卡槽电连接，将计算数据保存在SD卡内；所述显示单元与所述液晶显示屏电连接，实时显示二维曲线拟合后的实际风速以及各坐标轴的风向角；所述RS485通信单元与所述RS485接口电连接，所述控制单元还通过所述RS485通信单元与上位机相连接，将所述风速风向的真实数据上传给所述上位机进行存储和进一步处理分析。

2.根据权利要求1所述的一种风速风向的离线测量小车，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离线测量小车，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离线测量小车，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离线测量小车，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离线测量小车，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离线测量小车，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离线测量小车，其特征在于：所述按键输入单元包括键盘扫描芯片、键盘、石英晶振、第五～第七电容和第十～第十六电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵。

9.根据权利要求1所述的一种风速风向的离线测量小车，其特征在于：所述显示单元选用液晶模块LCD12864。

10.根据权利要求1所述的一种风速风向的离线测量小车，其特征在于：所述RS485通信单元选用RS485驱动器MAX487。