基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，包括以下步骤：判断系统传感器数据类型；采集环境数据；风速风向数据转化为风压算法；风压数据滤波算法；判断环境情况是否为安全情况；危险情况识别算法；安全情况识别算法；输出当前环境状态，并重新执行采集环境数据的步骤进入下一循环。本系统利用智能控制系统解决了高风速、风向和风压作用到户外广告上带来的安全性隐患，从而实现在很多要求安全性高的建筑物上实现安装户外广告系统来进行二次开发利用，提升经济价值；同时整套智能控制系统安装便捷，在原理上规避广告幕墙在大风中受损，以及广告幕墙受损后衍生的安全事故。

【技术实现步骤摘要】
基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统及装置
本专利技术涉及一种自动控制的户外广告展示系统，特别是涉及一种可以采集环境风速风向或风压，并通过单片机智能判别环境情况、从而控制广告幕布减少与风的受力面积，达到提高安装户外广告的建筑物安全性的展示系统。
技术介绍
随着市场经济的高速发展，户外广告牌在街头出现得越来越多，形式也越来越丰富。近年来，户外广告牌被大风刮倒毁物、砸伤人的事件也时有发出，特别是在沿海多风地区，广告牌存在的安全问题令人担忧。目前，户外广告的建设遵守相关建筑标准，在结构上具备一定程度的抗风能力性能，但采用此种方式建设的户外广告，抗风能力为静态值，无实时感知环境风速、风向和风压的能力；在风速、风向和风压超限环境中，无有效手段规避风险。一旦环境风速、风向和风压超标，户外广告结构将产生结构性损坏，一方面导致业主的经济损失，另一方面极易造成重大安全社会事故。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统及装置，克服了现有户外广告无法动态感知环境风速、风向和风压而做出应对方案的不足，实时测量风速、风向和风压，在识别到环境进入非安全情况时，控制系统将会控制广告幕墙减少与风的受力面积，从而在原理上规避广告幕墙在大风中受损，以及广告幕墙受损后衍生的安全事故。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下方式来实现：基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，具体包括以下步骤：1)判断系统传感器数据类型：当传感器数据类型是风速风向传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风速风向标志位，当传感器数据类型是风压传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风压标志位；2)采集环境数据：判断传感器类型标志位，若传感器类型标志位为风速风向标志位，则采集风速风向环境数据，并执行步骤3)，若传感器类型标志位为风压传感器标志位，则采集风压环境数据，并执行步骤4)；3)风速风向数据转化为风压算法：根据传感器采集的风速风向、环境空气重度和重力加速度计算出风压；4)风压数据滤波算法：对风压数据采用算术平均值得到有效稳定的滤波风压数据；5)判断环境情况是否为安全情况：若环境情况是安全情况，则执行步骤6)，若环境情况不是安全情况，则执行步骤7)；6)危险情况识别算法；7)安全情况识别算法；8)输出当前环境状态，并重新执行步骤2)进入下一循环。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术通过引入智能控制设备和传感设备，利用智能控制系统解决了高风速、风向和风压作用到户外广告上带来的安全性隐患，从而实现在很多要求安全性高的建筑物上实现安装户外广告系统来进行二次开发利用，提升经济价值；同时整套智能控制系统安装便捷，在原理上规避广告幕墙在大风中受损，以及广告幕墙受损后衍生的安全事故，可以适配任意需要加装户外广告的建筑物体。附图说明图1为本专利技术的环境判别流程示意图；图2为本专利技术的风速风压转化风压算法流程图；图3为本专利技术的风压数据滤波算法流程图；图4为本专利技术的危险情况识别算法流程图；图5为本专利技术的危险情况识别定时器流程图；图6为本专利技术的安全情况识别算法流程图；图7为本专利技术的安全情况识别定时器流程图；图8为本专利技术的防乒乓切换定时器流程图；图9为本专利技术的一种实施例结构示意图；图10为图9中上卷轴拆分结构示意图；图11为双步进电机驱动电路图；图12为位置传感器与原点传感器电路图；图13为风速风向与风压传感器电路图。图中各个标记分别为：1、电机，2、铜柱，3、联轴器，4、固定板，41、矩形通孔，42、凹槽，51、紧固件，52、装置固定支架，61、支撑幕布卧式带座轴承，62、收卷幕布卧式带座轴承，71、支撑幕布圆柱形光轴，72、收卷幕布圆柱形光轴。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1所示，基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，具体包括以下步骤：1)判断系统传感器数据类型：当传感器数据类型是风速风向传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风速风向标志位，当传感器数据类型是风压传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风压标志位；2)采集环境数据：判断传感器类型标志位，若传感器类型标志位为风速风向标志位，则采集风速风向环境数据，并执行步骤3)，若传感器类型标志位为风压传感器标志位，则采集风压环境数据，并执行步骤4)；3)风速风向数据转化为风压算法：根据传感器采集的风速风向、环境空气重度和重力加速度计算出风压；4)风压数据滤波算法：对风压数据采用算术平均值得到有效稳定的滤波风压数据；5)判断环境情况是否为安全情况：若环境情况是安全情况，则执行步骤6)，若环境情况不是安全情况，则执行步骤7)；6)危险情况识别算法；7)安全情况识别算法；8)输出当前环境状态，并重新执行步骤2)进入下一循环。如图2所示，步骤3)中具体的风速风向数据转化为风压算法如下：输入风速风向传感器采集值，计算风向和广告面垂直方向最小夹角及广告面垂直方向风速分量，根据伯努利方程计算风压并输出，V＝W.cosα(1)其中，V为垂直广告面的分量风速，m/s；W为采集的环境风速，m/s；α为气流方向和垂直广告平面方向的最小夹角；P为风压，kN/m2；γ为空气重度常量，kN/m3；g为重力加速度，m/s2。如图3所示，步骤4)中具体的风压数据滤波算法如下：对输入的风压判断是否采集达到设定次数，若未达到，则缓存采集的风压数据，延时一段时间再采集；若达到设定次数，则将多组缓存数据进行算数平均值滤波计算滤波后风压并输出滤波后风压，其中，为算术平均值后的风压，Pi为第i次采集的风压值。如图4所示，步骤6)的危险情况识别算法具体如下；输入滤波后的风压值并判断其是否大于警备风压门限值，若小于警备风压门限值则结束危险情况识别算法，并执行步骤8)；若大于警备风压门限值则判断滤波后的风压值是否大于紧急风压门限值，若大于紧急风压门限值，直接识别当前环境情况并标志系统为防乒乓切换状态模式，启动了T1定时器(危险情况识别定时器)的需要关闭T1定时器并清空危险情况计数器。若小于紧急风压门限值，继续判断是否启动了T1定时器，未启动T1定时器的启动T1定时器，将危险情况计数器+1，再执行步骤8)；如图5所示，T1定时器是独立执行的循环，在T1定时器未超时，检测到危险情况计数器大于危险情况识别次数后，改变环境情况为危险情况并标志系统为防乒乓切换状态模式，清空计数器并关闭T1定时器；如果在T1定时器超时情况下，危险情况计数器依然没有大于危险情况识别次数，清空危险情况计数器，不改变当前环境情况并关闭T1定时器。如图6所示，步骤7)的安全情况识别算法具体如下：输入滤波后的风压值并判断系统是否处于防乒乓切换状态，分为两种情况处理：若处于防乒乓切换状态，判断是否启动T3定时器(防乒乓切换定时器)，如果未启动则启动T3定时器后执行步骤8)，如果启动则直接执行步骤8)；若不处于防乒乓切换状态，判断滤波风压值是否小于警紧急风压门限值，当大于紧急风压门限值时，关闭T2定时器(安全情况识别定时器)并清空安全情况识别计数器，同时将系统标志为放乒乓切换状态，然后执行步骤8)；当小于紧急风压门限值时，启动T2定时器，并继续判断滤波风压是否小于警备风压门限值，若滤波风压大于警备风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，其特征在于：具体包括以下步骤：1)判断系统传感器数据类型：当传感器数据类型是风速风向传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风速风向标志位，当传感器数据类型是风压传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风压标志位；2)采集环境数据：判断传感器类型标志位，若传感器类型标志位为风速风向标志位，则采集风速风向环境数据，并执行步骤3)，若传感器类型标志位为风压传感器标志位，则采集风压环境数据，并执行步骤4)；3)风速风向数据转化为风压算法：根据传感器采集的风速风向、环境空气重度和重力加速度计算出风压；4)风压数据滤波算法：对风压数据采用算术平均值得到有效稳定的滤波风压数据；5)判断环境情况是否为安全情况：若环境情况是安全情况，则执行步骤6)，若环境情况不是安全情况，则执行步骤7)；6)危险情况识别算法；7)安全情况识别算法；8)输出当前环境状态，并重新执行步骤2)进入下一循环。

【技术特征摘要】
1.基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，其特征在于：具体包括以下步骤：1)判断系统传感器数据类型：当传感器数据类型是风速风向传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风速风向标志位，当传感器数据类型是风压传感器数据类型时修改传感器类型标志位为风压标志位；2)采集环境数据：判断传感器类型标志位，若传感器类型标志位为风速风向标志位，则采集风速风向环境数据，并执行步骤3)，若传感器类型标志位为风压传感器标志位，则采集风压环境数据，并执行步骤4)；3)风速风向数据转化为风压算法：根据传感器采集的风速风向、环境空气重度和重力加速度计算出风压；4)风压数据滤波算法：对风压数据采用算术平均值得到有效稳定的滤波风压数据；5)判断环境情况是否为安全情况：若环境情况是安全情况，则执行步骤6)，若环境情况不是安全情况，则执行步骤7)；6)危险情况识别算法；7)安全情况识别算法；8)输出当前环境状态，并重新执行步骤2)进入下一循环。2.根据权利要求1所述的基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，其特征在于：所述步骤3)中具体的风速风向数据转化为风压算法如下：输入风速风向传感器采集值，计算风向和广告面垂直方向最小夹角及广告面垂直方向风速分量，根据伯努利方程计算风压并输出，V＝W.cosα(1)其中，V为垂直广告面的分量风速，m/s；W为采集的环境风速，m/s；α为气流方向和垂直广告平面方向的最小夹角；P为风压，kN/m2；γ为空气重度常量，kN/m3；g为重力加速度，m/s2。3.根据权利要求1所述的基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，其特征在于：所述步骤4)中具体的风压数据滤波算法如下：对输入的风压判断是否采集达到设定次数，若未达到，则缓存采集的风压数据，延时一段时间再采集；若达到设定次数，则将多组缓存数据进行算数平均值滤波计算滤波后风压并输出滤波后风压，其中，为算术平均值后的风压，Pi为第i次采集的风压值。4.根据权利要求1所述的基于风速、风向和风压的户外广告智能控制系统，其特征在于：所述步骤6)的危险情况识别算法具体如下；输入滤波后的风压值并判断其是否大于警备风压门限值，若小于警备风压门限值则结束危险情况识别算法，并执行步骤8)；若大于警备风压门限值则判断滤波后的风压值是否大于紧急风压门限值，若大于紧急风压门限值，直接识别当前环境情况并标志系统为防乒乓切换状态模式，启动了T1定时器的需要关闭T1定时器并清空危险情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠宏，
申请(专利权)人：成都岚时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51