一种基于风铃应用的室外环境监测传声系统的制作方法

本实用新型涉及传感器技术应用领域，基于风铃应用的室外环境监测传声系统。

背景技术：

随着现代居家及办公的发展，建筑物的格局变得越来越封闭，人们对环境的感知变得越来越迟钝。为了在封闭的生活或工作环境中也能够感受到大自然的风声雨声，人们常常会在居家或者办公场所设置风铃。

然而，要在现代生活环境下的室外安装目前市场上的那些风铃极其困难，并且由于墙壁和玻璃的阻拦，传声效果非常差，且无法侦测是否下雨的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决传统风铃风声传播被阻隔，下雨无法检测的问题。

本实用新型的目的采用下述的技术方案来实现：

一种基于风铃应用的室外环境监测传声系统，其特征在于：所述系统包括设置在室外的检测装置和设置在室内的蓝牙音响，所述检测装置包括三轴加速度计、下雨检测电路、带蓝牙功能的微控制器，该三轴加速度计和下雨检测电路的输出端分别和该微控制器的输入端相连；该检测装置与该蓝牙音响通过蓝牙连接实现室外检测和室内音响的通信。

上述本实用新型提供的一种基于风铃应用的室外环境监测传声系统进一步的特征在于：所述下雨检测电路包括一对金属片，分别连接电源的正极和负极，该正负极金属片与该微控制器的输入端相连，当有雨水流过该正负极金属片时，该两个金属片导通，没有雨水流过时，则该两个金属片断开。微控制器只要检测金属片是否导通就可以判定是否下雨。

更进一步的是，所述的系统具有LED显示装置，该LED显示装置设置在前述的蓝牙音响上，以LED灯显示电量和系统工作状态。

将前述检测装置设置在室外环境中，通过三轴加速度计及下雨检测电路获知风雨信息，具有蓝牙功能的微控制器通过I2C接口实时读取加速度计的三轴加速度数据，并计算出三轴加速度计本身角度倾斜，另一方面，微控制器根据下雨检测电路检测是否下雨，微控制器根据角度和下雨检测电路检测状态通过内中的蓝牙模块向蓝牙音响传送装置倾斜角度和雨滴密集度信息，蓝牙音响根据不同信息播放相应音乐。

本实用新型提供的基于风铃应用的室外环境监测传声系统，是基于三轴加速度计所具有的倾角检测功能而设计出的一种成本低，实用性强的室外环境监测传声解决方案，可以有效解决由于墙壁和玻璃等建筑物阻拦下传声效果非常差，且无法侦测是否下雨的技术难题。

附图说明

图1是本实用新型结构框图；

图2是本实用新型实施例室外检测装置电路原理示意图；

图3是本实用新型实施例室内蓝牙音响电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式进一步加以描述：

本实施例提供的基于风铃应用的室外环境监测传声系统结构如图1所示，所述系统包括设置在室外的三轴加速度计、下雨检测电路、带蓝牙通信功能的微控制器以及设置在室内的蓝牙音响。该三轴加速度计和下雨检测电路的输出端分别和该微控制器的输入端相连。该微控制器与该蓝牙音响通过蓝牙连接实现室外检测和室内音响的通信。所述的系统还具有LED显示装置，该LED显示装置设置在前述的蓝牙音响上，以LED灯显示电量和系统工作状态。

图2、图3示出的是根据上述本实用新型技术方案的一个较佳实施例，本实施例中三轴加速计采用DA213，微控制器采用CC2541（内含蓝牙通讯模块），可以实现I2C通信。三轴加速度计DA213的SCL端与微控制器CC2541的一个I/O输入接口（SCL）相连，三轴加速度计DA213的SDA端与微控制器CC2541的另一个I/O输入接口（SDA）相连，所述的蓝牙音响内也包含一个型号为CC2541的MCU，室外检测装置的微控制器CC2541与室内音响中内置的CC2541通过蓝牙连接，实现室内音响和室外检测装置的通信。

本实施例中，下雨检测电路包括一对铜质金属片，分别连接电源的正极和负极，该正负极铜质金属片与该微控制器CC2541的输入端相连，当有雨水流过该正负极金属片时，该两个金属片导通，没有雨水流过时，则该两个金属片断开。微控制器CC2541只要检测铜质金属片是否导通就可以判定是否下雨。

本系统可以通过以下方式设置在室外：

方式一：将本实用新型系统中的检测装置置于一具有过水孔的盒体内，该盒体用螺钉固定于建筑物外墙，风和雨这两种检测目标进入该开孔的盒体内，三轴加速度计受风的影响，三轴加速度数据发生变化，微控制器通过I2C接口实时读取加速度计的三轴加速度数据，并计算出三轴加速度计本身角度倾斜；另一方面，当雨水流入盒体内时，盒体内的正负极铜质金属片遇水导通，待雨水停止，则金属片断开，微处理器通过检测铜质金属片是否导通就可以判定是否下雨。微控制器根据倾斜角度和下雨检测状态通过蓝牙模块向室内的蓝牙音响传送装置倾斜角度和雨滴密集度信息，蓝牙音响根据这些信息播放相应音乐。

方式二：将上述本实用新型系统中的检测装置放置在一个外观类似传统风铃的结构内，其上开设一过水孔，同样道理，当雨水通过过水孔流入风铃结构内时，结构内的正负极铜质金属片遇水导通，待雨水停止，则金属片断开，微控制器根据加速度计倾斜角度和下雨检测状态通过蓝牙模块向室内的蓝牙音响传送装置倾斜角度和雨滴密集度信息，蓝牙音响根据这些信息播放相应音乐。

利用开孔盒以及风铃结构的开孔设计，让雨滴可以顺利流入流出，在开孔中放置正负极铜质金属片，利用雨水导电的原理，当雨水流入时金属片导通，流出则断开。微处理器只要检测铜质金属片是否导通就可以判定是否下雨。

根据三轴加速度数据计算加速度计倾斜角度的方法具体为：

设OXYZ为动坐标系，并且加速度计的三个轴分别为X轴、Y轴和Z轴，三轴输出值分别为A_X、A_Y和A_Z。设θ为X轴与水平面的夹角，设ψ为Y轴与水平面的夹角，设φ为Z轴与重力矢量的夹角。当动坐标系发生转动时，通过基本三角函数可获得θ、ψ和φ数值，即为加速度计的倾斜角度