一种用于室外的空气温湿度及降雨量传感器的制作方法

1.本实用新型涉及检测设备技术领域，特别是一种用于室外的空气温湿度及降雨量传感器。


背景技术：

2.应用于室外的温湿度检测装置是一种广泛使用在气象、生产、农业等部门的设备，其主要功能是检测目标区域的温湿度数据，为基于温湿度控制的设备输入温湿度数据信号，进而实现智能化控制目的等。实际情况下，有些目标区域不但需要检测温湿度数据，还有检测目标区域降水量数据的需求(比如气象部门)，因此还会在现场安装降雨量检测设备。
3.现有的室外降雨量检测设备一般结构是通过具有刻度值的量杯、采集单位时间内目标区域的降雨量数据。由于采用量杯方式等检测雨水量，因此需要工作人员在一定时间后到现场观测量杯等的刻度值，另外为了下次正常使用还需要工作人员每次将上次采集位于量杯内的雨水倒掉。由于需要工作人员到现场操作，会给工作人员带来不便、还会增加相关管理方的人工费用支出。基于上述，提供一种兼具温湿度、降雨量采集功能，并且不需要工作人员到现场操作的传感器显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有室外降雨量检测设备，由于需要工作人员在一定时间后到现场观测量杯等的刻度值，及将上次采集位于量杯内的雨水倒掉，会给工作人员带来不便、还会增加相关管理方人工费用支出的弊端，本实用新型提供了一种基于温湿度检测仪本体等，采用太阳能电池供电、使用更加方便并节能，应用中，能实时采集现场的温湿度、降雨量数据并经gprs模块远传，为使用者基于现有成熟的无线数据收发技术、通过智能手机或pc机内应用，掌握现场温湿度及雨水量数据起到了有力技术支撑，且不需要工作人员到现场进行操作，给工作人员带来了便利、还减少了相关方人工费用支出的一种用于室外的空气温湿度及降雨量传感器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种用于室外的空气温湿度及降雨量传感器，包括太阳能电池板、蓄电池、电源开关、单片机模块、gprs模块、温湿度检测仪本体，其特征在于还具有雨水采集机构；所述雨水采集机构包括外杯、量杯、力敏电阻和时控开关、电磁阀；所述力敏电阻安装在外杯的内下部，外杯安装在太阳能电池板侧端，量杯放在外杯内下端，电磁阀一端和量杯下端一侧连接；所述蓄电池、电源开关、单片机模块、gprs模块、时控开关安装在元件盒内；所述时控开关的电源输出端和电磁阀的电源输入两端分别电性连接，力敏电阻、温湿度检测仪本体的信号输出端和单片机模块的多个信号输入端分别电性连接，gprs模块的信号输入端和单片机模块的信号输出端电性连接。
7.进一步地，所述外杯的外径大于量杯的外径。
8.进一步地，所述单片机模块主控芯片型号为stc12c5a60s2，单片机多个信号输入端口各串联有一只取样电阻。
9.进一步地，所述电磁阀的阀芯为常闭式。
10.进一步地，所述时控开关是全自动微电脑时控开关。
11.进一步地，所述温湿度检测仪本体是温湿度变送器。
12.本实用新型有益效果是：本新型基于温湿度检测仪本体等，采用太阳能电池供电，不需要架设供电线路，使用更加方便并节能。应用中，温湿度检测仪本体能实时采集现场的温湿度数据，雨水采集机构能实时采集现场的降雨量数据，各种数据经单片机模块模数转换后，通过gprs模块经无线移动网络发送，为使用者基于现有成熟的无线数据收发技术、通过智能手机或pc机内应用，掌握现场温湿度及雨水量数据起到了有力技术支撑(现有技术中，单片机模块将输入的多路模拟电压信号转换为数字信号，然后经gprs模块发送数据信号，通过智能手机或pc机相关应用接收无线数据信号，然后经智能手机或pc机显示界面通过波形图或数字方式显示现场各种数据，是现有物联网技术等中使用较为广泛且成熟的技术)。本新型一定时间段时控开关能自动控制电磁阀得电工作，进而将量杯内雨水排光，为下次正常使用测量雨水量做好了准备。本新型不需要工作人员到现场进行操作，给工作人员带来了便利、且减少了相关方人工费用支出。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
13.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
14.图1是本实用新型整体结构及局部放大结构示意图。
15.图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
16.图1、2中所示，一种用于室外的空气温湿度及降雨量传感器，包括太阳能电池板g1、蓄电池g2、电源开关s1、单片机模块a2、gprs模块a3、温湿度检测仪本体a1，太阳能电池板a1安装在支撑架1上，支撑架1安装在室外，还具有雨水采集机构；所述雨水采集机构包括上端为开放式下端具有若干排水孔的金属(不锈钢)外杯2、上端为开放式下端为封闭式结构且具有刻度值的量杯3(玻璃)、力敏电阻rt和时控开关a4、电磁阀dc；所述力敏电阻rt安装在一只电路板上，电路板下端用胶粘接在外杯2的内下中部，力敏电阻rt的应变片上端用胶粘接有密封胶垫，力敏电阻rt应变片位于外杯2的内下中部上端，支撑架1的右侧端横向焊接有一只支撑杆4，外杯2的左下端焊接在支撑杆4右端上，量杯3的下端右部垂直用胶粘接有一根和量杯内互通的连接管31，量杯3放在外杯内下端且其下部位于力敏电阻rt的应变片上端，连接管31经由外杯2右下端一个开孔引出位于外杯2右下端，电磁阀dc一端和连接管31下端经螺纹连接；所述蓄电池g2、电源开关s1、单片机模块a2、gprs模块a3、时控开关a4安装在元件盒5内电路板上，温湿度检测仪本体a1、元件盒5经由螺杆螺母安装在支撑架4的前上端。
17.图1、2所示，外杯2位于太阳能电池板g1右外侧端，雨水能进入量杯3内，外杯2的外径大于量杯3的外径1厘米。太阳能电池板g1型号是12v/20w(实际输出电压高于12v，以利于
为12v蓄电池充电)；蓄电池g2型号是12v/200w(锂蓄电池)；电源开关s1是拨动电源开关(操作手柄位于元件盒5前端开孔外)。单片机模块a2是主控芯片型号为stc12c5a60s2的单片机模块成品，单片机模块成品a2上有三个模拟信号接入端1及2、3脚，单片机模块成品a2上有一个rs485数据输出端口，单片机a1三个信号输入端口各串联有一只取样电阻r1、r2、r3；gprs模块成品a3型号是zlan8100，gprs模块成品a3上有rs485数据输入端口。电磁阀dc是工作电压直流12v、阀芯为常闭式的电磁阀成品。时控开关a4是型号kg316t的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关具有液晶显示屏，还具有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，其还具有两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，应用前，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间及输出电源的时间，一次设定后只要不进行下一次操作按键设定，失电也不会导致设置的电源输出时间改变。温湿度检测仪本体a1是型号rs
‑
ws
‑
n01
‑
2的温湿度变送器本体，其具有两个电源输入端1及2脚、两个信号输出端3及4脚，应用中随着监测区域的温湿度大小不同，两个信号输出端3及4脚会输出0
‑
5v之间动态变化的模拟电压信号。
18.图1、2所示，太阳能电池板g1两极和蓄电池g2两极分别经导线连接，蓄电池g1正极和电源开关s1一端经导线连接，电源开关s1另一端、蓄电池g2负极和温湿度检测仪本体a1电源输入两端1及2脚、单片机模块a2电源输入两端4及5脚、gprs模块a3电源输入两端1及2脚、时控开关a4的电源输入两端1及2脚分别经导线连接。时控开关a4的电源输出端3及4脚和电磁阀dc的电源输入两端分别经导线连接，蓄电池g2正极经电源开关s1和力敏电阻rt一端经导线连接，力敏电阻rt另一端、温湿度检测仪本体a1的信号输出端和单片机模块a2的信号输入端电阻r1、r2、r3另一端分别经导线连接。gprs模块a3的信号输入端和单片机模块a2的信号输出端经rs485数据线连接。
19.图1、2所示，本新型采用太阳能电池g1供电，不需要架设供电线路，使用更加方便并节能，太阳电池板g1受光照产生电能为蓄电池g2充电，保证了本新型阴雨天及晚上均能正常使用。蓄电池g2输出的电源进入温湿度检测仪本体a1、单片机模块a2、gprs模块a3、时控开关a4的电源输入两端后，温湿度检测仪本体a1、单片机模块a2、gprs模块a3、时控开关a4处于得电工作状态(同时12v电源正极进入力敏电阻rt一端)。温湿度检测仪本体a1得电工作后，随着监测区域的温湿度大小不同，两个信号输出端3及4脚会输出0
‑
5v之间动态变化的模拟电压信号，动态变化电压信号分别经电阻r2、r3降压限流进入单片机模块a2的2及3脚。下雨时雨水会进入量杯3内，量杯3下端的重量作用于力敏电阻rt的应变片，降雨量越大、力敏电阻rt应变片受到的重力越大，这样12v电源正极经电阻r1、力敏电阻rt(进入单片机模块a2的1脚)降压限流后进入单片机模块的模拟电压信号电压越高，降雨量越小、力敏电阻rt应变片受到的重力越小，这样12v电源正极经电阻r1、力敏电阻rt降压限流后进入单片机模块的模拟电压信号电压越低。温湿度检测仪本体及力敏电阻输出动态变化模拟电压信号进入单片机模块a2的信号输入端1、2、3脚后，单片机模块a2在其内部电路作用下会将动态变化的模拟电压信号转为数字信号输出到gprs模块a3的信号输入端。gprs模块a3将输入的动态变化数字信号经无线移动网络发送出去。为和gprs模块a3建立连接的管理人员，基于现有成熟的无线数据收发技术、通过智能手机或pc机内应用、掌握现场温湿度及雨水量数据起到了有力技术支撑(现有技术中，单片机模块将输入的多路模拟电压信号转换为数字信号，然后经gprs模块发送数据信号，通过智能手机或pc机相关应用接收无线数据信
号，然后经智能手机或pc机显示界面通过波形图或数字方式显示现场各种数据，是现有物联网技术等中使用较为广泛且成熟的技术)。显示界面显示降雨量波形图越高或数字越大代表现场降雨量越大(波形图在最低，数字为最小时提示现场没有降雨，波形图或数字每增加一个量级代表现场降雨量增加一个量级，反之减小)；显示界面显示温、湿度波形图越高或数字越大代表现场温、湿度越大(波形图或数字每增加一个量级代表现场温、湿度增加一个量级，反之减少)。时控开关a4得电工作后会在内部电路及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，每天输出一段时间电源进入电磁阀dc的电源输入端(比如每天晚上12点输出5分钟电源)于是，电磁阀dc得电的时间内阀芯打开将量杯3(其容积大于单位时间内所在区域最大降雨量)内的雨水及时排出，保证了为下次统计一个单位时间内降雨量数据做好准备，由于不需要工作人员到现场进行操作，给工作人员带来了便利(雨水进入外杯2内时、会从外杯2的下端排水孔排出)。电阻r1、r2、r3阻值是100ω；力敏电阻rt型号是ims
‑
c04n。
20.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
21.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。