手持式氣象監(jiān)測儀的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及測風儀領域，特別是涉及一種手持式氣象監(jiān)測儀。
【背景技術】
[0002]手持式氣象監(jiān)測儀為便攜式產(chǎn)品，通常包括測風儀和環(huán)境傳感器，可為用戶提供風速、風向、濕度和溫度等氣象參數(shù)?，F(xiàn)有的手持式氣象裝置的測風儀通常使用的為超聲波測風儀，超聲波測風儀是指利用發(fā)送超聲波脈沖，測量接收端的時間或頻率差別(多普勒變換)來計算風速和風向的測量傳感器或測量儀器。超聲波測風儀被應用在多個技術領域，如環(huán)境檢測、風力發(fā)電、測風塔和氣象站等?，F(xiàn)有的超聲波測風儀大都直徑超過10Cm，體積較大，導致手持式氣象裝置的體積也較大，不方便攜帶。
【實用新型內容】
[0003]基于此，有必要提供一種體積小方便攜帶的手持式氣象監(jiān)測儀。
[0004]本發(fā)明提供一種手持式氣象監(jiān)測儀，包括:超聲波測風儀、手柄以及連接超聲波測風儀和手柄的百葉窗結構的箱體，箱體內設置有微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊；
[0005]微控制器的一端分別與超聲波測風儀和環(huán)境傳感器連接，用于接收超聲波測風儀的測風結果和環(huán)境傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)，微控制器的另一端與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于將測風結果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至對應的終端設備。
[0006]在其中一種實施方式中，超聲波測風儀包括多個超聲波探頭以及容納超聲波探頭殼體；
[0007]殼體包括發(fā)射面和反射面，發(fā)射面和反射面分別為弧面，發(fā)射面和反射面相對設置且間隔預設距離形成空間；
[0008]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面或者反射面上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內通過反射面與發(fā)射面的多次反射被第二超聲波探頭接收。
[0009]在其中一種實施方式中，環(huán)境傳感器包括溫濕度傳感器和壓力傳感器，溫濕度傳感器用于測量所處環(huán)境的濕度和濕度，壓力傳感器用于測量所處環(huán)境的氣壓。
[0010]在其中一種實施方式中，還包括設置在百葉箱內與微控制器連接的GPS模塊，用于獲取所處環(huán)境的地理位置。
[0011]在其中一種實施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊為無線通訊模塊，包括藍牙、移動數(shù)據(jù)、WIFI中的任意一種或多種;或，數(shù)據(jù)傳輸模塊為設置在手柄底部的數(shù)據(jù)傳輸接口。
[0012]在其中一種實施方式中，殼體包括相互間隔設置的發(fā)射殼體和反射殼體，發(fā)射面形成于發(fā)射殼體面向反射殼體的一側，反射面形成于反射殼體面向發(fā)射殼體的一側，發(fā)射殼體與反射殼體呈中心對稱設置，發(fā)射面和反射面分別為球面。
[0013]在其中一種實施方式中，超聲波探頭還包括第三超聲波探頭和第四超聲波探頭，第一超聲波探頭、第二超聲波探頭、第三超聲波探頭和第四超聲波探頭均可選地發(fā)射信號或者接收信號，發(fā)射信號的波束開角大于60°，每個超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)反射面與發(fā)射面多次反射后被與其相鄰的兩個超聲波探頭接收。
[0014]在其中一種實施方式中，發(fā)射面和反射面的球面半徑為發(fā)射殼體和反射殼體的預設距離的15?25倍。
[00?5]在其中一種實施方式中，超聲波探頭均分布于發(fā)射面上。
[0016]在其中一種實施方式中，手柄底部設置螺紋孔，用于將手持式氣象監(jiān)測儀連接在安裝設備上。
[0017]而本發(fā)明實施例的手持式氣象監(jiān)測儀可對風速、風向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應的終端設備，方便用戶查看。且該手持式氣象監(jiān)測儀通過將微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊設置于位于超聲波測風儀、手柄之間的百葉窗結構內，合理的布置了各結構的位置與連接關系，使得整個氣象監(jiān)測儀的體積較小，實現(xiàn)了手持式，方便攜帶。
【附圖說明】
[0018]圖1為一種實施方式的手持式氣象監(jiān)測儀的正視圖；
[0019]圖2為圖1所示手持式氣象監(jiān)測儀的斜視圖；
[0020]圖3為一種實施方式的手持式氣象監(jiān)測儀的箱體內的器件連接的功能模塊示意圖；
[0021 ]圖4為一種實施方式的超聲波測風儀的超聲波探頭的一個發(fā)射信號的反射路徑不意圖；
[0022]圖5為一種實施方式的超聲波測風儀的超聲波探頭的全部發(fā)射信號的反射路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1和如圖2所示，一種手持式氣象監(jiān)測儀，包括:超聲波測風儀20、手柄30以及連接超聲波測風儀20和手柄30的百葉窗結構箱體10。箱體內設置有微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊(圖未示)。
[0024]放置微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊的箱體采用百葉窗結構，該百葉窗結構包括多個環(huán)形的、且直徑略大于超聲波測風儀20的百葉，能夠防止陽光直射對器件造成損傷，同時也能保護箱體內的空氣流通。同時，微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊均進行了防水處理。
[0025]如圖3所示，微控制器101的一端分別與超聲波測風儀20和環(huán)境傳感器102連接，用于接收超聲波測風儀20的測風結果和環(huán)境傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)，微控制器101的另一端與數(shù)據(jù)傳輸模塊103連接，用于將測風結果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊103發(fā)送至對應的終端設備。
[0026]在具體的實施方式中，終端設備可以為移動終端，如手機或平板電腦等，也可為固定終端設備。用戶可通過終端設備實時獲取所處環(huán)境的風速和風向的測量結果以及環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0027]本發(fā)明實施例的手持式氣象監(jiān)測儀可對風速、風向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應的終端設備，方便用戶查看。且該手持式氣象監(jiān)測儀通過將微控制器、環(huán)境傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊設置于位于超聲波測風儀、手柄之間的百葉窗結構內，合理的布置了各結構的位置與連接關系，使得整個氣象監(jiān)測儀的體積較小，實現(xiàn)了手持式，方便攜帶。
[0028]在另一種實施方式中，超聲波測風儀包括多個超聲波探頭212以及容納超聲波探頭212和殼體20。殼體20包括發(fā)射面211和反射面221，發(fā)射面211和反射面221分別為弧面，發(fā)射面211和反射面221相對設置且間隔預設距離形成空間。
[0029]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面211或者反射面221上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內通過反射面221與發(fā)射面211的多次反射被第二超聲波探頭接收。
[0030]由于發(fā)射面211與反射面221為相對設置的弧面，如圖4所示，位于發(fā)射內超聲波探頭10的發(fā)射信號受發(fā)射面211弧度的影響，發(fā)射信號呈一定的角度被發(fā)射后到達反射面221，反射面221接收到發(fā)射信號后，改變發(fā)射角度，將發(fā)射信號反射至發(fā)射面211，受發(fā)射弧面的影響發(fā)射信號被反射至反射面221，從而經(jīng)過發(fā)射面211和反射面221的多次反射，第一超聲波探頭I的發(fā)射信號被第二超聲波探頭2接收。
[0031]以第一超聲波探頭I為例，第一超聲波探頭I的發(fā)射信號，到達球反射面進行反射，發(fā)射波又返回到發(fā)射面，這樣在發(fā)射面和反射面之間進行多次反射，最后到達第二超聲波探頭2。
[0032]根據(jù)超聲波測風儀的原理，其是根據(jù)發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時間或頻率差別來計算風速和風向的，若發(fā)射端和接收端的距離較短，發(fā)射信號經(jīng)過的路徑較短，則接收端則可能還未避開發(fā)射信號的余震信號從而無法正常的接收到發(fā)射信號，從而導致超聲波測風儀的計算誤差。因此，超聲波測風儀的發(fā)射信號需要經(jīng)過足夠長的路徑以拉大發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時間或頻率差別。
[0033]而本發(fā)明的手持式氣象裝置可對風速、風向、溫度、濕度和氣壓等氣象環(huán)境要素進行智能監(jiān)測并發(fā)送給對應的終端設備，方便用戶查看。由于超聲波測風儀的第一超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)過發(fā)射面和反射面的多次反射才被第二超聲波探頭接收，即使發(fā)射面和反射面之間的預設距離很小，但由于反射信號經(jīng)過多次反射才被另一超聲波探頭接收，因此，反射信號的反射路徑較長，從而能夠避免發(fā)射信號的余震信號的影響。一方面，能夠提高超聲波測風儀的計算精度，另一方面，發(fā)射面和反射面之間的預設距離可以很小，從而可以減小超聲波測風儀的體積，進而減小手持式氣象監(jiān)測儀的體積，方便攜帶。
[0034]在另一種實施方式中，環(huán)境傳感器包括溫濕度傳感器和壓力傳感器，溫濕度傳感器用于測量所處環(huán)境的溫度和濕度，壓力傳感器用于測量環(huán)境的氣壓。微控制器101獲取溫濕度傳感器測量的溫度和濕度數(shù)據(jù)以及壓力傳感器測量的氣壓數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給對應的終端設備。
[0035]在另一種實施方式中，還包括設置在箱體內與微控制器連接的GPS模塊104，用于獲取所處環(huán)境的地理位置，同時還獲取當前測風儀的姿態(tài)信息，包括指北，橫滾和俯仰，用于對測量時方位誤差的修正。
[0036]在另一種實施方式中，該手持式氣象監(jiān)測儀還包括電源，為溫濕度傳感器、壓力傳感器、測風儀、GPS模塊提供電能。電源可采用鋰電池，設置在手柄30內。
[0037]在另一種實施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊為無線通訊模塊，測風結果和環(huán)境數(shù)據(jù)通過無線通訊的方式傳輸給對應的終端設備，無線通訊模塊包括藍牙、移動數(shù)據(jù)、WIFI中的任意一種或多種。
[0038]在另一種實施方式中，數(shù)據(jù)傳輸模塊設置在手柄底部的數(shù)據(jù)傳輸接口，數(shù)據(jù)傳輸接口采用通用串行總線，可將氣象站的輸出數(shù)據(jù)通過有線連接的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的終端設備，輸出數(shù)據(jù)采用NMEAO183標準協(xié)議。
[0039]在另一種實施方式中，手柄10的外表面涂有硅膠層，握手柄時