[发明专利]一种无人船风速测量装置

权利要求书

1.一种无人船风速测量装置，其特征在于，包括：风速传感器、STM32微控制器、电压转换模块、串行通信模块以及系统电源模块；所述风速传感器PWM输出端与电压转换模块输入端连接，电压转换模块输出端与STM32微控制器主板连接、所述STM32微控制器主板与上位机通过串行通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的无人船风速测量装置，其特征在于，所述电压转换模块采用将风速传感器输出的5V电压降压为3.3V的LM2596S。

3.根据权利要求1所述的无人船风速测量装置，其特征在于，所述STM32微控制器由系统电源模块供电，所述风速传感器由STM32微控制器的5V电压输出直接供电。

4.根据权利要求1所述的无人船风速测量装置，其特征在于，所述装置还设置有上位机监控界面。

5.根据权利要求1所述的无人船风速测量装置，其特征在于，所述装置还设置有用于实现存储容量扩展，保存实验数据的SD卡存储模块。

6.根据权利要求1所述的无人船风速测量装置，其特征在于，所述装置还设置有用于实现人机交互的TFT液晶模块。

7.一种无人船风速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将风速传感器发出的幅值为5V的PWM脉冲信号经过电压转换模块降压为幅值为3.3V的PWM脉冲信号；

步骤S2：STM32微控制器最小系统捕获上述步骤S1中降压后的PWM脉冲信号，得到PWM脉宽信号，再通过STM32微控制器将所述得到的PWM脉宽信号转换为风速测量值；

步骤S3：基于最小二乘法对所述步骤S2中的风速测量值进行校正，得到针对当前风速传感器的修正曲线；

步骤S4：将所述修正曲线作为标准，对实际使用时的初始测量值进行修正后通过串行通信模块显示在上位机，并对数据进行保存。

8.根据权利要求7所述的无人船风速测量方法，其特征在于，所述步骤S2中的捕获过程包括：

S21：选择TIM1对PWM信号进行捕获，CH1作为PWM波的输入捕获通道，将PWM信号入STM32微控制器内部，等待进一步计算；系统对风速传感器所连接的CH1通道一直处于等待捕获状态；

S22：当捕获到PWM脉冲时，立即计算其频率进而计算风速传感器的转速，并将其频率乘上系数2πRb得到风速值，其中R为风杯回转半径，b为风速计常数。

9.根据权利要求7所述的无人船风速测量方法，其特征在于，所述步骤S3中的校正过程如下：

步骤S31：在STM32微控制器最小系统中编写基于最小二乘法的测量值校正曲线程序，对当前风速传感器进行修正，得到修正曲线代替初始测量值；

步骤S32：将未经处理的测量值数据送入STM32微控制器最小系统中的测量值校正曲线程序中，计算出校正值。

10.根据权利要求9述的无人船风速测量方法，其特征在于，当采用不同型号的风速传感器时，只需要更改STM32最小系统内测量值校正曲线程序。