[发明专利]一种风速风向自适应的抛物面天线除雪系统

摘要

本发明公开了一种风速风向自适应的抛物面天线除雪系统，包括风扇、风道、喷风喷嘴、三维云台、风速风向传感器、控制器、电源模块、网络模块、手机APP；风扇连风道，风道连喷风喷嘴，都安装在三维云台上；风速风向传感器测量环境风速和风向；手机APP显示系统状态，异态报警，设置三维云台的巡航预置位，获取环境风速和风向，给控制器发送扫雪指令和停止扫雪指令；控制器接收扫雪指令，启动风扇，控制三维云台进入巡航模式，在每个预置位，按三维云台预置位修正及风扇功率调整算法修正预置位和调整风扇功率，喷风喷嘴随三维云台转动，喷出高速气流覆盖整个抛物面天线，实现除雪。本发明用手机APP遥控方便，抗风干扰，除雪高效。

主权项

一种风速风向自适应的抛物面天线除雪系统，其特征在于包括：风扇、风道、喷风喷嘴、三维云台、风速风向传感器、控制器、电源模块、网络模块、手机APP；所述风扇连接风道，风道连接喷风喷嘴；所述风扇、风道和喷风喷嘴安装在三维云台上；所述喷风喷嘴，风扇吹出的风经风道通过喷风喷嘴形成高速气流喷出，吹到抛物面天线，将积雪吹散；所述三维云台，在抛物面天线外侧，与抛物面天线反射面中轴线的切面成大于0度且小于90度夹角，控制喷风方向；所述风速风向传感器，测量环境风速和风向；所述风扇、三维云台、风速风向传感器、电源模块、网络模块与控制器通过信号线连接，受控制器控制；所述控制器，是MCU、DSP、FPGA、ARM的一种；所述电源模块，是市电或太阳能供电，带蓄电池，为风扇、三维云台、风速风向传感器、控制器、网络模块供电；所述网络模块，可接入局域网或互联网，控制器通过网络模块与手机APP进行网络通讯；所述手机APP，包括网络检测模块、系统状态模块、云台预置位设置模块、喷风设置模块、环境风速风向模块、除雪模块；所述网络检测模块，检测与控制器的网络连接，中断则报警；所述系统状态模块，接收并显示控制器发送的系统状态信息；所述系统状态信息，包括风扇状态、三维云台状态、风速风向传感器状态、电源模块状态、网络模块状态；所述云台预置位设置模块，设置三维云台的巡航预置位；所述三维云台的巡航预置位，将整个抛物面天线的反射面划分为M*N个子区域，每个巡航预置位对应1个子区域；所述喷风设置模块，设置喷风档位与风扇功率的关联关系，设置当前喷风档位；所述喷风档位，将风扇的功率设为3档，对应3级喷风档位，1级喷风档位对应风扇最大功率的60％，2级喷风档位对应风扇最大功率的80％，3级喷风档位对应风扇最大功率；所述环境风速风向模块，接收并显示风速风向传感器测量的环境风速和风向；所述除雪模块，通过网络模块给控制器发送扫雪指令和停止扫雪指令；所述控制器的工作过程是：定时向手机APP发送系统状态信息；接收三维云台的巡航预置位设置指令，设置和更新三维云台的巡航预置位；定时向手机APP发送风速风向传感器测量的环境风向；接收扫雪指令，启动风扇，控制三维云台进入巡航模式，遍历每个预置位，每个预置位方向直对对应的抛物面天线反射面的子区域，按三维云台预置位修正及风扇功率调整算法得到三维云台的在该预置位的预置位修正方向和所需风扇功率P1瓦，于是移动三维云台到预置位修正方向，调节风扇功率为P1瓦，延时，完成1个预置位的操作，控制三维云台巡航遍历每个巡航位，带动喷风喷嘴转动，喷风喷嘴喷出的高速气流覆盖整个抛物面天线进行除雪，向手机APP发送扫雪进行中状态信息；接收停止扫雪指令，关闭风扇、控制三维云台复位，向手机APP发送扫雪停止状态信息；所述三维云台预置位修正及风扇功率调整算法是：设喷风喷嘴到抛物面天线的所有子区域的最远距离为L米，设喷风喷嘴口的风速为V米每秒，实验测得吹散距离喷风喷嘴L米处的积雪所需喷风喷嘴口的风速V至少为V0米每秒，实验测得风扇功率P与喷风喷嘴口的风速V的关系函数F，设环境风矢量的方向值为风速风向传感器测得的风向值，速度值为风速风向传感器测得的风速值，设预置位矢量的方向值为预置位方向，速度值为喷风喷嘴口的风速值V0米每秒，设预置位修正矢量的方向值为预置位修正方向，速度值为喷风喷嘴口的风速值V1米每秒，按矢量三角法，可从环境风矢量和预置位矢量，得到预置位修正矢量，即预置位修正方向和喷风喷嘴口的风速值V1，从预置位修正矢量的速度值V1米每秒和风扇功率P与喷风喷嘴口的风速V的关系函数F，可以得到此时风扇功率为P1瓦；所述手机APP的工作过程是：定时检测与控制器的网络连接，如网络连接中断，则声光报警；定时接收并显示控制器发送的系统状态信息，异态则声光报警；设置三维云台的巡航预置位；定时接收并显示风速风向传感器测量的环境风速和风向；当需要除雪时，发送扫雪指令给控制器；当结束除雪时，发送停止扫雪指令给控制器。