安装风力发电机的地方大多是偏僻远离人烟的高山、海边或草原. 这就导致风力发电机发生故障后维修人员很难确定位置，或是因为天气原因而导致维修人员无法进行正常工作. 基于此，本文设计了一种风力发电机周边环境参数实时采集装置. 以两块K60单片机为第一、第二主控制芯片，将风速传感器、温湿度传感器、气压检测传感器和GPS定位传感器作为信息采集端，由第一主控芯片接收信息，并通过无线通信模块发送到第二主控芯片，再经过第二主控芯片整理后通过显示模块显示出来. 该装置拆装方便、检测精度高，便于维修人员了解风力发电机的周边环境，进而事先做好准备，具有较强的实用性.

图1　基于K60的系统结构图

1　装置总体结构设计

本装置整体结构如图1所示，风力发电机周边环境参数实时采集装置以K60单片机为主控芯片，通过第一主控芯片将风速传感器、温湿度传感器、气压检测传感器和GPS定位传感器采集的信息传递给第二主控芯片，从而在显示模块上显示出来. 故该装置分为两部分：第一主控芯片和第二主控芯片. 其中第一主控芯片包括信号采集电路、电源模块和发送模块；第二主控芯片包括接收模块、电源模块和显示模块.

2　系统硬件设计

2.1　主控芯片的选型

单片机是风力发电机周边环境参数采集装置的核心元件，它是软件、硬件和实现控制策略的基础和载体. 风力发电机周边环境参数采集装置的设计选择了K60N512ZVLQ单片机[1]. 其具有以下特点：K60N512ZVLQ系列芯片数据总线拥有16位宽度，其工作频率最高可以达到150 MHz，完全支持风力发电机周边环境参数采集装置的程序对芯片运算速度的要求；K60N512ZVLQ系列芯片资源丰富，共拥有144个管脚，各类定时器管脚充足，便于绘制电路或编写程序时选择管脚，能够胜任风力发电机周边环境参数采集装置系统大量的信号接收和输出.

图2　电源模块电路

2.2　电源模块

由于主控芯片K60N512ZVLQ需工作在3.3 V的电压环境下，一些元器件或功能模块需要工作在5 V的环境下，而风速采集模块则需要供给9～24 V的电压，所以本装置中共需要供给3.3，5，12 V 3种电压. 在本装置中，使用AMS1117系列的稳压芯片获得所需的电压. AMS1117系列所需的外围元件较少，同时使用起来也可靠、方便，而且价格便宜，所以使用AMS1117－5.0稳压芯片产生5 V电压，用AMS1117－3.3 V稳压芯片产生3.3 V电压，而12 V电压直接由蓄电池提供. 电源模块的电路见图2.

2.3　无线通信模块

风力发电机周边环境参数采集装置工作时需要将所采集到的各种实时数据由第一主控芯片发送到第二主控芯片，以实现实时检测风力发电机周边环境状况，达到该项目预期的目的[2]. 本装置中无线通信模块有两个主从信号发射器组成，由第一主控芯片上发射端发送数据，再由第二主控芯片的接收端接收数据，以此实现数据的交流. 无线通信模块采用的芯片型号为CC2530，其输出频率为2400～2450 MHz，性能稳定. 无线通信模块的电路如图3所示.

以OLED作为模拟屏幕实时显示各个模块采集的数据，相当于显示屏.

图3　CC2530模块电路

2.4　风速采集模块

由图7可以看出，风力发电机周边环境参数采集装置分为信号采集端和信号接收显示端两部分[4]. 信号采集端包括：相关信号的采集、第一主控芯片和无线通信模块. 信号接收显示端包括：无线通信模块、第二主控芯片和显示模块.其具体控制流程如图1所示. 第一主控芯片对风速信号、温湿度信号、气压信号、GPS信号进行采集，并交由无线通信模块发送到第二主控芯片，经第二主控芯片处理后发送到显示模块，完成数据的实时采集和显示[5].

图4　风速采集模块电路

2.5　温、湿度以及GPS定位模块

在低气压条件下长期作业，易造成工作人员缺氧，危及身体健康. 本装置中用来检测气压的是型号为BMP180的模块电路，该型号的气压采集模块精度高、体积小，最小可以精确到0.03 hPa，且耗能低. 完全符合装置要求. 气压采集模块的电路如图6所示.

2.6　气压采集模块

为了方便检修人员确定风力发电机位置，在装置中设置了GPS定位模块，同时为了让工作人员有舒适的工作环境，在装置中设置了温湿度模块. 两路信号由模块采集直接传输给第一主控芯片，不需要太复杂的运算，故温、湿度模块选取型号为DHT11，GPS定位模块选用型号为NEO－6M. 模块电路如图5所示.

图5　温、湿度和GPS定位模块电路

图6　气压采集模块电路

2.7　显示模块

数据可视化使用igraph实现。当爬虫采集到某用户的社交网络主页时，将分别对其的关注者和粉丝进行爬取，在igraph中围绕着目标用户构建主干节点，以此放射性地向外延伸，从而实现构建目标用户的关注人和粉丝的网状图。

一是模仿性。模仿是学生的天性，同时由于小学生知识经验的贫乏，模仿是他们学习时的心理需要。可以说小学生的一切学习都需要从模仿开始，自学方法的掌握亦然，故在阅读教学过程中，教师应提倡良好的简易行的可操作性强的自学方法供小学生模仿，潜移默化，坚持训练，方可取得良好效果。

3　系统软件设计

在实际操作中，为了维修方便必须实现对维修环境进行了解，所以检测风速很关键，在本装置中风速采集模块选用型号HS－SX03一体式风速传感器，该传感器使用方便，且便于拆装，符合风力发电机周边环境参数采集装置的工作需求[3]. 风速采集模块的电路如图4所示.

图7　控制程序框图

4　测试结果

一是注重培养新型农牧民，引导家庭牧场和专业合作社的发展以提高自我服务能力。二是鼓励规模化养殖企业和社会资本建立养殖小区以提高社会化服务能力。三是引导龙头企业延伸产业链条以提高一二三产融合能力。

图8　数据量采集图

5　结论

参考文献：

利用K60单片机设计的风力发电机周边环境参数采集装置，处理数据稳定、快捷，成本低. 利用在线调试和实时仿真可以实现数据的实时采集. 测试结果证明了该风力发电机周边环境参数采集装置的有效性和实用性.

[1]顾涵.基于AT89S51单片机的电子血压计设计[J]. 常熟理工学院学报，2011，25（8）：93－100.

数据量采集图如图8所示，前两秒内为测试前初始环境，到第3秒时改变环境的温、湿度，采集装置采集的数据也随之变化. 这一状态保持3 s后再一次改变环境的数据量，采集装置采集的数据也再次随之变化. 第6秒时显示模块上温、湿度值变化明显，同时其他的环境数据也有显著变化，这一状态持续了4 s.改变环境参数可获得不同的测试数据. 通过数据对比说明了风力发电机周边环境参数采集装置测试灵敏，能实时监测环境变化.

[2]彭灿明.射频识别数据在电力线中传输方式的研究[J]. 湖北工业大学学报，2013（1）：21－23.

[3]陆桂明，李钊，王起龙.基于GPRS的水质监测系统设计[J]. 华北水利水电学院学报，2013（4）：121－124.

具体来讲，刘德平教授的“桑叶苦瓜糖果压片”是通过四步来完成安全、稳定地调节血糖功能的：第一步：激活胰岛。“桑叶苦瓜糖果压片”通过激活胰岛、激活胰岛素受体，提高胰岛素有效利用率，使血糖调节系统发挥正常作用。第二步：调节血糖。胰岛素、胰岛素受体的激活，恢复了机体正常血糖代谢能力，实现降低血糖的目的。第三步：调整代谢系统。由于胰岛素的激活和有效利用，机体的蛋白代谢系统、脂代谢系统也逐步由紊乱状态调整到正常状态。第四步：稳定。随着糖、蛋白质、脂肪三大代谢系统趋于正常，机体内部的各种调节系统逐渐进入良性循环状态，糖尿病患者的各种症状因此逐步减轻和消失。

[4]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，1991.

[5]胡汉才.单片机原理及接口[M].北京：清华大学出版社，2004.

降雨过程中，持续最大降雨量为3.46×10-6 m/s，持续降雨时间为96 h，持续降雨过程的雨量变化曲线如图3所示。