专利名称：一种实时测量风速的方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及风速测量技术领域，涉及一种实时测量风速的方法及装置。
背景技术：
随着先进制造和自动化控制技术的不断发展，精密测量技术也有了很大的提高， 相应的各种测量设备也不断的更新换代，现代风速测量设备、技术也是多种多样。针对一些 长期进行的野外精密工作来说，环境比较恶劣，对风速测量的要求比较高，有很多情况需要 风速测量具有实时性，并且这些测量数据共享性要好，这就给满足这些需求的风速测量提 出了以下几项要求1.野外风速采集部分要简单、耐用、安全，可以长期在各种不同的环境下工作。2.风速测量具有实时性。3.风速值共享性要好，能够方便、安全地传输给其他需求用户。现有市场拥有的可以长期进行野外风速采集，且比较经久耐用的测量产品总结起 来大体为两类一是风杯风向测量仪，此类产品大都比较经久耐用，但是风速测量数据采样 率低，不具有实时性，且风速数据与需求用户实时共享能力差；二是小型的综合气象站，此 类产品的测量参数众多，风速测量数据采样也不具有实时性，而且长期暴露在野外，容易被 干扰损坏，比如雷电。这种综合气象站参数比较多，价格昂贵。
发明内容
针对上述现有技术问题，为了满足对风速测量的技术要求，本发明目的是提出一 种能够实时的测量风速值，并且将这些值通过网络实时地传输给其他多台有风速需要的用 户计算机，它成本低，可以长期在户外各种条件下可靠工作，易于维护的实时测量风速的方法。为了达成所述目的，本发明的一方面是提出一种实时测量风速装置，其包含有风速传感器，采集风速信息，输出风速脉冲信号；采集卡与风速传感器连接，采集卡通过信号线接收风速脉冲信号，将风速脉冲信 号转换为风速数字信号，同时采集卡还接收采集卡复位模块发送来的复位设置参数；计算机与采集卡连接，接收风速数字信号，计算机对风速数字信号进行计算处理 得到风速值；用户计算机与计算机连接，用户计算机通过网络接收风速值；所述计算机含有定时模块与采集卡连接，接收风速数字信号，并输出时间控制信号；采集风信息及风速计算模块分别与采集卡和定时模块连接，负责采集风速数字信 号和定时模块的时间控制信号，使采集风信息及风速计算模块在时间控制信号内定时的计 算处理风速数字信号，并输出风速值；操作参数判断模块与采集风信息及风速计算模块连接，操作参数判断模块接收风速值，并根据用户需求生成具有操作标志风速值；风速值记录保存模块与操作参数判断模块连接，风速值记录保存模块接收具有操作标志风速值，将所述具有操作标志风速值记录保存为带有系统时间信息的风速值；发送风速值模块与操作参数判断模块连接，发送风速值模块接收具有操作标志风 速值，并将接收到的风速值数据通过网络在线实时地输出给用户计算机；采集卡复位模块与采集风信息及风速计算模块连接，采集卡复位模块接收风速 值，在接收到风速值后对采集卡进行复位设置，并将复位设置参数输出给采集卡，为下一次 采集信号以及计算风速值做准备。优选地，所述采集卡是PCI-8554采集卡，由各自的独立计数器和级联计数器组 成；所述独立计数器接收某一频率的风速脉冲信号WT和开关控制信号S，并在某段时间内 将风速脉冲信号WT生成并输出风速脉冲数OUTl ；所述级联计数器接收系统时钟信号Tl和 开关信号VCC，生成并输出具有标准时钟信号的脉冲数0UT2。优选地，所述级联计数器由第一计数器与第二计数器默认级联组成，所述第一计 数器设置为分频器模式，第一计数器将接收系统时钟信号Tl和开关信号VCC，系统时钟信 号Tl经过分频处理后，生成标准时钟信号BT ；第二计数器的输入端与第一计数器的输出端 连接，第二计数器将接收开关信号VCC和标准时钟信号BT，在某段时间内生成具有标准时 钟的脉冲数0UT2。优选地，所述采集风信息及风速计算模块接收独立计数器在某段时间内的风速脉 冲数0UT1、级联计数器在该段时间内标准时钟的脉冲数0UT2和定时模块的时间控制信号， 计算出风速脉冲的频率，然后根据风速传感器的标准风速脉冲频率fs与标准风速值Vs的对 照关系进行线性计算得到实测风速值vw，最后通过安全的网络传输给需要风速信息的用户 计算机。为了达成所述目的，本发明的另一方面是提出一种实时测量风速的方法，实现步 骤如下步骤Sl 启动实时测量风速的装置并稳定后，将风速脉冲信号WT作为采集卡的独 立计数器的时钟脉冲输入，将系统时钟信号Tl作为采集卡的级联计数器的标准脉冲输入， 启动定时模块；步骤S2 采集风信息及风速计算模块读取某段时间内独立计数器的输出值0UT1、 级联计数器的输出值0UT2和定时模块的时间控制信号T，输出风速值；设置第一计数器的 分频数为N1，设在定时模块的时间控制信号的Y1时刻，读取独立计数器的计数值为Nsl，读 取级联计数器的计数值为Ns2 ；设在定时模块的时间控制信号的T2时刻，读取独立计数器 的计数值为Nel，读取级联计数器的计数值为队2，则在从T1到T2时间段△ t内，采集风信息 及风速计算模块读取的独立计数器的输出值OUTl为Nel-Nsl,级联计数器的输出值0UT2为 Ne2-Ns2,则风速脉冲频率fw计算如下根据公式Δ t = (Ne2-Ns2) + (8 X IO6^N1)(1)fff = (Nel-Nsl) + At(2)根据风速传感器的风速脉冲频率fs与标准风速值Vs的对照表，进行线性插值运 算，设上式计算得出的风速脉冲频率fw在风速传感器的标准频率fn与fn+1之间，因此实测 风速Vw也就介于标准风速表中Vn与Vn+1之间，则计算出实测风速Vw为
vw = vn+ (vn+「vn) X (fff-fn) + (fn+「fn)⑶；步骤S3 操作参数判断模块对用户操作标志进行判断，如果操作标志是1，则转入 步骤S4 ；如果操作标志是2，则转入步骤S6 ；步骤S4 风速值记录保存模块将风速值放入缓存中，且设置风速记录标志为1 ；步骤S5 判断风速值存储记录是否完成，如果完成则转入步骤S8 ；如果没有完成 则转入步骤S4继续将风速值数据进行存储记录；步骤S6 发送风速值模块通过网络将风速值发送给用户计算机，且设置发送数据 标志为1 ；步骤S7 判断风速值发送给用户计算机是否完成，如果完成，则转入步骤S9 ；如果 没有完成，则返回步骤S6继续向用户计算机发送风速值数据；步骤S8 获取实时风速测量时的系统时间，将此时间与风速值一起写入文件，并 且清空缓存，记录标志置为0;步骤S9 停止向用户计算机发送数据，将发送数据标志置为0 ；步骤S10 采集卡复位模块重新对PCI采集卡进行参数、模式设置；步骤S11:结束。优选地，所述独立计数器和级联计数器的计数采用加法或减法计数。本发明的优点针对复杂多变的野外环境，利用简单，耐用，不易被干扰，不易损坏 的杯式风速传感器进行风速信息采集，并且将风速脉冲信号WT传送到采集卡，通过计算机 中的定时模块来控制风速的实时计算，然后通过网络实现风速信息共享。主要优势如下1、能够实时的进行测量计算得到风速值。2、当实时的得到风速值时，可以实时的进行网络传输，将这些数据提供给其他需 求用户。3、本系统安全可靠，稳定性很强，不受环境的拘束，能长期在野外作业，且成本低。
图1是EL15-型杯式风速传感器外观图；图2是本发明风速测量系统的整体结构图；图3是风速信号转换原理框架图；图4是本发明实时测量风速的方法的流程图；图5是实时测量的风速值；图6是风激振动实验时风速的实时测量值变化情况；图7A是风激振动实验时柔性索系统在风的影响下X方向上响应；图7B是风激振动实验时柔性索系统系在风的影响下X方向上的振动频率分析。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问题。应指出的是， 所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。大口径球面射电望远镜(简称FAST)是世界上最大的单口径望远镜，它有着几项 独立创新关键技术，其中包括主动反射面系统和光机电一体化的馈源柔索支撑系统，风是影响这两项关键技术成败的一项重要因素，本发明就是针对该工程而产生的。FAST馈源舱重约30吨，悬挂于相距约600米的支撑塔之间，在离地面150米高的 空中沿口径约206米的球冠上以小于11.9mm/S的速度进行运动。舱索系统具有非线性、 大滞后、大惯性和弱刚度的特点，是风敏感结构，FAST总体要求馈源舱的空间定位精度达到 RMS 4mm，同时还能保证方便精确地进行换源。由于风是馈源舱一个主要振动干扰源，所以 要实现如此大跨度、高精度的实时动态定位，对风速的实时准确测量至关重要。FAST的主动反射面分成4600块小球面单元拼合并安装在台址洼地内，形成初始 中性球面。在进行观测时，需要通过索网支撑系统实时、动态、高精度的将该球面局部控制 调整为抛物面，其控制调整精度为1mm，因此在实际的控制过程中风会影响索网结构的应力 值，从而会导致局部索松弛或局部索应力超过设计值，且在有些时候风的频率可能会跟索 网的振动频率达成共振，这些情况对整个系统的危害很大，都不允许发生，所以风的影响使 整体索网结构的设计难度大大增加，因此实时的风速测量系统在反射面整体索网结构的预 研究和反射面的主动控制过程中起着很重要的作用。该实时风速测量技术包括风速传感器1、采集卡2、采集风信息及风速计算模块3、操作参数判断模块4、风速值记录保存模块5、发送风速值模块6、PCI采集复位模块7和定 时模块8 ；如图1所示所述风速传感器1采用杯式风速传感器。风速传感器1通过信号线将风速脉冲信号传送给采集卡2，经过采集卡2转换为风 速数字信号；同时采集卡2还接收采集卡复位模块8发送来的复位设置参数；计算机A与采集卡2连接，接收风速数字信号，计算机A对风速数字信号进行计算 处理得到风速值；用户计算机B与计算机A连接，用户计算机B通过网络接收风速值；所述计算机A含有定时模块8与采集卡2连接，接收风速数字信号，输出时间控制信号；采集风信息及风速计算模块3分别与采集卡2和定时模块8连接，负责采集风速 数字信号和定时模块8的时间控制信号，使采集风信息及风速计算模块3在控制时间内定 时的计算处理风速数字信号，并输出风速值，此过程与一般的风速测量系统相比，优点在于 用户能够根据自己的需求来设置采集风信号、计算风速值的频率，此频率可大可小，从而能 够满足用户从实时风速测量到大时间跨度等不同风速测频的要求；操作参数判断模块4与采集风信息及风速计算模块3连接，操作参数判断模块4 接收风速值，操作参数判断模块4根据用户的需要请求生成具有操作标志风速值来判断对 上述风速值的处理方式当操作参数标志为1时，将风速值数据进行记录保存；当操作参数 标志为2时，将风速值数据发送给用户计算机B ；风速值记录保存模块5与操作参数判断模块4连接，风速值记录保存模块5接收 具有操作标志风速值，风速值记录保存模块5目的是将具有操作标志风速值记录保存为带 有系统时间信息的风速值，由于在实时测量的工况下，数据量比较大，所以风速值记录保存 模块5采用二进制存储方式将风速值数据来进行记录存储；发送风速值模块6与操作参数判断模块4连接，发送风速值模块6接收风速值，发 送风速值模块6是通过网络在线实时的为用户计算机B提供风速值；
采集卡复位模块7与采集风信息及风速计算模块3连接，采集复位模块7是在接 收到风速值后对采集卡2进行复位设置，并将复位设置参数输出给采集卡2，为下一次采集 信号以及计算风速值做准备。具体实施方案的结构模块说明如下 杯式风速传感器1的安装将杯式风速传感器1安装在室外一固定位置(此位置 能较好的反映所测现场的风力情况)，保证风杯部件不受到其他外力干扰。1、选用经久耐用，对环境要求低的风速传感器1，例如EL15-型杯式风速传感器， 选择的风速传感器1只要是能够适用于长期野外工作的杯式风速传感器都可以，其他类型 的风速传感器在此不再赘述，EL15-型杯式风速传感器是利用一个低惯性的风杯部件作为 感应部件，其随风旋转并带动风速码盘进行光电扫描，输出相应的电脉冲信号，同时通过信 号线将脉冲信号传输给采集卡2。EL15-型杯式风速传感器1主要包括风杯部件、壳体(内装风速转换单元和加热单 元)和插座等，。EL15-型杯式风速传感器1的技术指标为测量范围0· 3m/s 60m/s启动风速小于0. 3m/s分辨力0· 05m/s抗风强度75m/s准确度士0.3输出信号0-122Hz工作电压交流AC24V加热系统直流DC5-15V风向转换系统使用环境-40-60°C0—100% RH2、采集卡2采用PCI-8554采集卡接收风速脉冲信号并对风速脉冲信号进行转换 处理。？(1-8554采集卡包含有独立计数器21和含有811泡(11)系统时钟的级联计数器22， 如图3所示级联计数器22实际上是由第一计数器221与第二计数器222默认级联组成，利 用级联计数器22可以输出精准的时钟信号BT的脉冲数，利用独立计数器21可以输出风速 脉冲信号WT的脉冲数。PCI-8554采集卡2 用信号线将杯式风速传感器1和采集卡2连接好之后，在计算 机A对采集卡2上的独立计数器21和级联计数器22进行设置。如图3所示独立计数器21 由一个计数器组成，二进一出，级联计数器22由两个计数器级联组成，级联计数器22含有 8MHz的系统时钟。将独立计数器21设置为标准输出模式，将级联计数器22中的第一计数 器221设置为分频器模式，第二计数器222设置为标准输出模式。独立计数器21和级联计 数器22的具体实现过程如下独立计数器21 该独立计数器21的输入为某一频率的脉冲信号，本发明中此信号 是风脉冲信号WT，输出为该信号在某段时间内的脉冲数OUTl。级联计数器22 因为将第一计数器221作为分频器，所以8MHz的标准时钟输入经 过分频处理后便可以得到一个标准时钟输出BT，如图3所示，BT又作为第二计数器222的 标准时钟输入，由于第二计数器222的工作模式为标准输出，因此第二计数器222的输出为 标准时钟BT在某段时间内的风速脉冲数0UT2，也就是级联计数器22输出为标准时钟BT在某段时间内的脉冲数0UT2。3、计算控制部分是用VC++语言进行编程，实现了友好的可视化交互界面，更容易 的对风速测量的各项功能进行控制显示。计算机A实现功能模块包括采集风信息及风速计 算模块3、操作参数判断模块4、风速值记录保存模块5、发送风速值模块6、PCI采集卡复位 模块7和定时模块8。以级联计数器22精准的时钟控制为基准，利用独立计数器21的风速 脉冲信号WT的脉冲数来计算出风速脉冲信号WT的频率，然后根据风速传感器1标准的风 速脉冲频率fs与标准风速值vs的对照关系进行线性计算得到实测风速值vw，最后通过安全 的网络传输给需要风速信息的用户计算机B。风速计算是采用电子计数器测量频率的方法。所述频率，就是周期信号在单位时 间(1秒)内变化的次数。若在某段时间间隔T内记得这个周期性信号的重复变化次数N， 其频率表达式为f = N+T，则可以得到该周期信号的频率f。由以上分析可以设计风速测量实现过程如下(1).将风速脉冲信号WT作为独立计数器21的时钟脉冲输入，输出为某段时间 A t内风速脉冲信号的脉冲数0UT1 ；8MHz的系统时钟信号T1作为级联计数器22的标准脉 冲输入，输出为在At时间段内，标准时钟信号的脉冲数0UT2，如图3所示；(2).设计采集风信息及风速计算模块3、操作参数判断模块4、风速值记录保存模 块5、发送风速值模块6、PCI采集复位模块7和定时模块8 ；(3).采集风信息及风速计算模块3接收定时模块8的时间控制信号，在定时模块 8的时间控制信号的控制下同时读取△ t时间段内独立计数器21输出的风速脉冲WT的脉 冲数0UT1，级联计数器22输出的标准脉冲BT的脉冲数0UT2 ；(4).级联计数器22的第一计数器221的标准输入脉冲信号频率为8MHz，设置分 频数为所以经过分频后的时钟信号BT的频率&为fT = SXlCf + Ni，假设在时间At内 由⑶得到的级联计数器22的输出脉冲个数为N2，即(3)中所述0UT2，所以根据公式At = N2 + fT可以计算出此段时间At;(5).因为独立计数器21和级联计数器22的输出是在定时模块8的时间控制信号 的控制下同时被采集风信息及风速计算模块3读取的，所以由第4步算出的时间间隔At 也是独立计数器21的输入风速脉冲WT脉冲数的时间间隔，设在此时间段At内独立计数 器21输出的风速脉冲WT的脉冲数为N3，即(3)中所述0UT1，风速脉冲信号WT频率为fw， 根据公式fw = A t可以算出风速脉冲信号WT的频率fw ；根据风速传感器1标准的风速 脉冲信号频率fs与标准风速值vs的对照表和通过已经算出的风速脉冲信号频率fw，通过线 性插值运算即可以算出实测风速值vw ；4、风速测量方法具体实现的算法及流程采集风信息及风速计算模块3读取某段时间At内独立计数器21的输出值0UT1、 级联计数器22的输出值0UT2和定时模块8的时间控制信号T，输出风速值。设置第一计数 器221的分频数为N”设在定时模块8的时间控制信号的时刻，读取独立计数器21的计 数值为Nsl，读取级联计数器22的计数值为Ns2 ；设在定时模块8的时间控制信号的T2时刻， 读取独立计数器21的计数值为化，读取级联计数器22的计数值为队2，则在从到T2时间 段A t内，采集风信息及风速计算模块3读取的独立计数器21的输出值0UT1为Nel-Nsl，级 联计数器22的输出值0UT2为Ne2-Ns2，则风速脉冲频率fw计算如下
根据公式Δ t = (Ne2-Ns2) + (8 X IO6^N1) (1)fff = (Nel-Nsl) + At(2)根据风速传感器的风速脉冲频率fs与风速值Vs的对照表，进行线性插值运算，设 上式计算得出的风速脉冲频率fw在风速传感器的标准频率fn与fn+1之间，因此实测风速Vw 也就介于标准风速Vn表中Vn与vn+1之间，则计算出实测风速Vw为vw = vn+ (vn+「vn) X (fff-fn) + (fn+「fn)⑶；图4是本发明中功能实现的流程图，主要由以下几部分组成步骤Sl 启动实时测量风速的装置并稳定后，启动定时模块8 ；步骤S2 采集风信息及风速计算模块3读取独立计数器21的输出值0UT1、级联 计数器22的输出值0UT2和定时模块8的时间控制信号，根据上述公式(1)、公式(2)、公式 ⑶计算出风速值vw;步骤S3 操作参数判断模块4对用户操作标志进行判断，如果操作标志是1，则转 入步骤S4 ；如果操作标志是2，则转入步骤S6 ；步骤S4 风速值记录保存模块5将风速值放入缓存中，且设置风速记录标志为1 ；步骤S5 判断风速值存储记录是否完成，如果完成则转入步骤S8 ；如果没有完成 则转入步骤S4继续将风速值数据进行存储记录；步骤S6 发送风速值模块6通过网络将风速值发送给用户计算机B，且设置发送数 据标志为1 ；步骤S7 判断风速值发送给用户计算机B是否完成，如果完成，则转入步骤S9 ；如 果没有完成，则返回步骤S6继续向用户计算机B发送风速值数据；步骤S8 获取实时风速测量时的系统时间，将此时间与风速值一起写入文件，并 且清空缓存，记录标志置为0;步骤S9 停止向用户计算机B发送数据，将发送数据标志置为0 ；步骤SlO 采集卡复位模块7重新对PCI采集卡进行参数、模式设置；步骤Sll:结束。5、风速值共享的实现计算机A与用户计算机B的通信是采用“TCP/IP网络——数据报文(UDP)方式” 进行的，预先预留多个IP地址和端口作为冗余接口，能为更多的用户计算机B服务，由于获 得的风速值是实时的，所以与计算机A通信的每一个用户计算机B都可以实时的获取风速值。以下是针对FAST工程馈源舱索支撑系统风激振动实验的分析表1是风激振动实验的数据分析表中LTD500和APITracker是两种激光跟踪仪，用于测量风激振动情况下索系的 空间位置变化。 从表1中可以看出，在风速为1. 56m/s和1. llm/s的情况下，位置偏差的RMS(标 准差)由0. 16mm下降到0. 085mm,同时两根索的振动频率也变小了，这说明风对FAST工程 馈源舱索支撑系统有着很明显的影响，尤其是对位置测量的影响较大。FAST馈源舱重约30 吨，悬挂于相距约600米的支撑塔之间，由柔性索系统控制舱体在离地面150米高的空中沿 口径约206米的球冠上以小于11. 9mm/s的速度进行运动，同时要求馈源舱的空间定位精度 达到RMS 4mm，所以要实现如此大跨度、高精度的实时动态定位，就需要针对实时的准确的 风速值来控制调整索系统的张力值、馈源舱的运动速度、馈源舱的空间位置。针对以上工况 本发明能够实时的测量风速值，然后实时的发送给馈源舱索控制系统来完成馈源舱的实时 精确的空间定位。图5示出实时测量的风速值；图6是风激振动实验时风速的实时测量值随时间的变化曲线，本曲线中所涉及的 风速的平均值为1. llm/s。图7A是风激振动时X方向的响应，图中曲线的含义是在风的影响下，索系在X方 向振动的幅度。从曲线看以看出，风对FAST馈源舱索系结构的影响是比较明显的。图7B是风激振动时X方向振动的频率分析，该曲线反映的是风对索系振动频率的影响。以上所述，仅为本发明中的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在 本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
一种实时测量风速的装置，其特征在于，含有风速传感器，采集风速信息，输出风速脉冲信号；采集卡与风速传感器连接，采集卡通过信号线接收风速脉冲信号，将风速脉冲信号转换为风速数字信号，同时采集卡还接收采集卡复位模块发送来的复位设置参数；计算机与采集卡连接，接收风速数字信号，计算机对风速数字信号进行计算处理得到风速值；用户计算机与计算机连接，用户计算机通过网络接收风速值；所述计算机含有定时模块与采集卡连接，接收风速数字信号，并输出时间控制信号；采集风信息及风速计算模块分别与采集卡和定时模块连接，负责采集风速数字信号和定时模块的时间控制信号，使采集风信息及风速计算模块在时间控制信号内定时的计算处理风速数字信号，并输出风速值；操作参数判断模块与采集风信息及风速计算模块连接，操作参数判断模块接收风速值，并根据用户需求生成具有操作标志风速值；风速值记录保存模块与操作参数判断模块连接，风速值记录保存模块接收具有操作标志风速值，将所述具有操作标志风速值记录保存为带有系统时间信息的风速值；发送风速值模块与操作参数判断模块连接，发送风速值模块接收具有操作标志风速值，并将接收到的风速值数据通过网络在线实时地输出给用户计算机；采集卡复位模块与采集风信息及风速计算模块连接，采集卡复位模块接收风速值，在接收到风速值后对采集卡进行复位设置，并将复位设置参数输出给采集卡，为下一次采集信号以及计算风速值做准备。
2.根据权利要求1所述的实时测量风速的装置，其特征在于，所述采集卡是PCI-8554 采集卡，由各自的独立计数器和级联计数器组成；所述独立计数器接收某一频率的风速脉 冲信号WT和开关控制信号S,并在某段时间内将风速脉冲信号WT生成并输出风速脉冲数 0UT1 ；所述级联计数器接收系统时钟信号T1和开关信号VCC，生成并输出具有标准时钟信 号的脉冲数0UT2。
3.根据权利要求2所述的实时测量风速的装置，其特征在于，所述级联计数器由第一 计数器与第二计数器默认级联组成，所述第一计数器设置为分频器模式，第一计数器将接 收系统时钟信号T1和开关信号VCC，系统时钟信号T1经过分频处理后，生成标准时钟信号 BT ；第二计数器的输入端与第一计数器的输出端连接，第二计数器将接收开关信号VCC和 标准时钟信号BT，在某段时间内生成具有标准时钟的脉冲数0UT2。
4.根据权利要求1所述的实时测量风速的装置，其特征在于，所述采集风信息及风速 计算模块接收独立计数器在某段时间内的风速脉冲数0UT1、级联计数器在该段时间内标准 时钟的脉冲数0UT2和定时模块的时间控制信号，计算出风速脉冲的频率，然后根据风速传 感器的标准风速脉冲频率fs与标准风速值vs的对照关系进行线性计算得到实测风速值vw， 最后通过安全的网络传输给需要风速信息的用户计算机。
5.一种实时测量风速的方法，其特征在于，实现步骤如下步骤S1 启动实时测量风速的装置并稳定后，将风速脉冲信号WT作为采集卡的独立计 数器的时钟脉冲输入，将系统时钟信号T1作为采集卡的级联计数器的标准脉冲输入，启动定时模块；步骤S2 采集风信息及风速计算模块读取某段时间内独立计数器的输出值0UT1、级联 计数器的输出值0UT2和定时模块的时间控制信号T，输出风速值；设置第一计数器的分频 数为队，设在定时模块的时间控制信号的时刻，读取独立计数器的计数值为Nsl，读取级联 计数器的计数值为Ns2 ；设在定时模块的时间控制信号的T2时刻，读取独立计数器的计数值 为Nel，读取级联计数器的计数值为队2，则在从到T2时间段A t内，采集风信息及风速计 算模块读取的独立计数器的输出值0UT1为Nel-Nsl，级联计数器的输出值0UT2为Ne2_Ns2，则 风速脉冲频率fw计算如下根据公式 A t = (Ne2-Ns2) + (8X +(1)fw= (Nel_Nsl) +At(2)根据风速传感器的风速脉冲频率fs与标准风速值vs的对照表，进行线性插值运算，设 上式计算得出的风速脉冲频率fw在风速传感器的标准频率fn与fn+1之间，因此实测风速vw 也就介于标准风速表中vn与vn+1之间，则计算出实测风速vw为 Vw = Vn+ (vn+1-vn) X (fff"fn) + (fn+i"fn) (3)；步骤S3 操作参数判断模块对用户操作标志进行判断，如果操作标志是1，则转入步骤 S4 ；如果操作标志是2，则转入步骤S6 ；步骤S4 风速值记录保存模块将风速值放入缓存中，且设置风速记录标志为1 ； 步骤S5 判断风速值存储记录是否完成，如果完成则转入步骤S8 ；如果没有完成则转 入步骤S4继续将风速值数据进行存储记录；步骤S6 发送风速值模块通过网络将风速值发送给用户计算机，且设置发送数据标志 为1 ；步骤S7 判断风速值发送给用户计算机是否完成，如果完成，则转入步骤S9 ；如果没有 完成，则返回步骤S6继续向用户计算机发送风速值数据；步骤S8:获取实时风速测量时的系统时间，将此时间与风速值一起写入文件，并且清 空缓存，记录标志置为0;步骤S9 停止向用户计算机发送数据，将发送数据标志置为0 ； 步骤S10 采集卡复位模块重新对PCI采集卡进行参数、模式设置； 步骤S11 结束。
6.根据权利要求5所述实时测量风速的方法，其特征在于，所述独立计数器和级联计 数器的计数采用加法或减法计数。
全文摘要
本发明是一种实时测量风速的方法及装置，采集卡分别与风速传感器和复位模块连接，接收风速脉冲信号和复位设置参数；定时模块与采集卡连接，接收风速数字信号，输出时间控制信号；采集风信息及风速计算模块分别与采集卡和定时模块连接，采集风速数字信号和时间控制信号，输出风速值；操作参数判断模块与采集风信息及风速计算模块连接，接收风速值，生成带有不同标志风速值；风速值记录保存模块与操作参数判断模块连接，接收风速值并进行记录保存；发送风速值模块与操作参数判断模块连接，接收并发送风速值给用户计算机；采集卡复位模块与采集风信息及风速计算模块连接，接收风速值，输出复位设置参数给采集卡。
文档编号G01P5/00GK101871947SQ20091008209
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者张志伟, 彭勃, 朱丽春, 翟学兵, 路英杰, 高龙 申请人:中国科学院国家天文台