固态风速传感器设计实现

企业服务数据服务案例ID：172335

志远

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案例介绍

蓝色部分2号标记为弹性薄片，它可以感受外界风场（1号标记）带动线圈（3号标记）振动，4号标记的柱状物是一个永久磁体，线圈不断切割磁感线就会产生动生电动势，由5号标记的导线输出后数据采集模块采集，经计算处理后可以推算出实时风速。
信号采集使用了24位高精度数据采集卡，经串口转USB直接连接电脑进行调试或应用；显示器采用LCD1602；数据上传模块可以将实时风速上传到远程服务器存储从而实现自动测量和遥测。
GPS模块采用无源陶瓷天线，能够得到装置放置位置的准确信息，兼具GPS授时功能，确保数据的在时间和空间上的准确性；温控模块可以应对极端恶劣天气，在霜冻条件下维持弹性薄片的活性，保持数据时间连续性；通信模块采用了SIM900芯片，通过GPRS连接远程服务器，通过TCP/IP协议将风速数据实时上传到数据库；电源采用1000mAh锂电池+太阳能电池板方式供电，尽量确保无市电区的无间断测量。
在实验室风洞0-20m/s共21种风速环境下采集传感器电压，分别求得固定风速下输出电压值，通过拟合得到风速-电压线性关系解出拟合公式，这样，给定电压就能通过该公式解出对应的外界风速大小。
实际使用中通过树莓派连接USB数据采集卡测得风场中传感器输出的电压数据，由于数据采集卡的采样密度很高（1KHz），每秒采样100次取平均值认为该电压数值为该风速下对应的电压数据，再根据上述公式可计算出实际风速大小，然后将风速、时间、GPS测得的经纬度数据等上传至VPS中的数据库，可分别在装置LCD显示屏和网页前端分别进行动态显示，这就实现了遥测和动态测量。