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龍圖騰網(wǎng)恭喜上海物圖智能科技有限公司申請的專利一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN113406353B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202110515284.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01P5/12；該發(fā)明授權(quán)一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器是由程鵬;馮國建;彭凌捷設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-05-13向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器，包括蓋子、底座以及安裝在蓋子和底座內(nèi)部之間的PCB線路板，所述蓋子的頂部靠近兩側(cè)邊緣處均開設(shè)有固定孔，所述蓋子的頂部中心處開設(shè)有空氣通過口，所述蓋子的頂部開設(shè)有第一螺絲過孔，所述蓋子的內(nèi)部頂面中心處固定有第一連接圓管，所述蓋子的內(nèi)部頂面且位于第一連接圓管的內(nèi)部處固定有方形進(jìn)氣通道管。本發(fā)明中，采用的微風(fēng)速傳感器受環(huán)境溫度和濕度的影響較小，并且通過溫度標(biāo)定可以進(jìn)一步減小由于溫度變化產(chǎn)生的誤差，在單片機(jī)內(nèi)使用卡爾曼濾波對采集到的電壓信號進(jìn)行濾波處理，有效抑制和防止了電路中噪聲對電壓信號的干擾，使得輸出結(jié)果更加精確，擾動非常小。

本發(fā)明授權(quán)一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于卡爾曼濾波算法的通風(fēng)柜微風(fēng)速傳感器的測量方法，其特征在于：微風(fēng)速傳感器包括蓋子1、底座6以及安裝在蓋子1和底座6內(nèi)部之間的PCB線路板3，所述蓋子1的頂部靠近兩側(cè)邊緣處均開設(shè)有固定孔2，所述蓋子1的頂部中心處開設(shè)有空氣通過口12，所述蓋子1的頂部開設(shè)有第一螺絲過孔11，所述蓋子1的內(nèi)部頂面中心處固定有第一連接圓管18，所述蓋子1的內(nèi)部頂面且位于第一連接圓管18的內(nèi)部處固定有方形進(jìn)氣通道管17，且方形進(jìn)氣通道管17的頂部與空氣通過口12連通；所述底座6的內(nèi)部底面靠近兩側(cè)邊緣處均固定有支撐柱14，兩個(gè)所述支撐柱14的內(nèi)部均開設(shè)有第一螺紋孔4，所述底座6的外表面等距開設(shè)有三個(gè)調(diào)試孔20，所述底座6的內(nèi)部底面中心處固定有第二連接圓管19，所述底座6的一側(cè)開設(shè)有放置槽8，所述底座6的底部中心處開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口15；所述PCB線路板3的中心處開設(shè)有圓形通孔9，所述PCB線路板3的底部靠近圓形通孔9的一側(cè)固定有微風(fēng)速傳感器16，所述PCB線路板3的底部靠近一側(cè)邊緣處固定有接線端子13，所述接線端子13位于放置槽8的內(nèi)部；所述微風(fēng)速傳感器16的中心處開設(shè)有長方形過孔1601，且長方形過孔1601的內(nèi)徑與方形進(jìn)氣通道管17的內(nèi)徑相等；所述微風(fēng)速傳感器16采用MEMS半導(dǎo)體芯片的WIN數(shù)字風(fēng)速計(jì)的SMD貼片封裝，所述PCB線路板3包括有NTC熱敏電阻和STM32F072CBT6單片機(jī)；測量方法，包括以下步驟：S1、一定風(fēng)速的空氣從微風(fēng)速傳感器16的測速通道流過，微風(fēng)速傳感器16接收后以差分電壓信號的形式發(fā)送信號；S2、通過NTC熱敏電阻的電壓信號處理為0～3.3V范圍的直流電壓信號后傳遞到單片機(jī)上；S3、在自建的小型風(fēng)洞中對電壓-風(fēng)速關(guān)系進(jìn)行測量，取多組數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，且擬合優(yōu)度R2＝0.999，將擬合出來的多項(xiàng)式作為電壓-風(fēng)速的映射關(guān)系；S4、通過控制自建的小型風(fēng)洞中的空氣溫度，在不同的恒定環(huán)境溫度下進(jìn)行多次標(biāo)定，得出不同溫度下的電壓風(fēng)速關(guān)系式，用以減小由溫度變化產(chǎn)生的誤差；在S2的操作步驟中，還包括以下步驟：S201、環(huán)境溫度的信號處理：通過NTC熱敏電阻的計(jì)算公式計(jì)算，將接收到的直流電壓信號轉(zhuǎn)化為實(shí)際溫度；S202、風(fēng)速信號處理：通過電壓-風(fēng)速關(guān)系式將接收到的直流電壓信號進(jìn)行計(jì)算得出對應(yīng)風(fēng)速大小；S203、根據(jù)標(biāo)定好的關(guān)系式，選用對應(yīng)環(huán)境溫度下的電壓-風(fēng)速關(guān)系式將電壓信號映射為風(fēng)速；S204、采集環(huán)境溫度與微風(fēng)速傳感器16芯片的微壓差信號，建立非線性動態(tài)系統(tǒng)下的卡爾曼濾波的狀態(tài)方程和觀測方程，根據(jù)卡爾曼濾波的狀態(tài)方程和觀測方程，建立卡爾曼濾波模型；S205、確定非線性動態(tài)系統(tǒng)的初始化狀態(tài)，即確認(rèn)初始?xì)v元的狀態(tài)參數(shù)初值，方差矩陣初值以及動態(tài)噪聲初始方差矩陣；S206、基于初始?xì)v元的狀態(tài)方程和觀測方程，由卡爾曼濾波遞推方程對狀態(tài)參數(shù)初值，方差矩陣初值及動態(tài)噪聲方差矩陣進(jìn)行濾波，獲取新的濾波值；S207、根據(jù)當(dāng)前的測量的風(fēng)速和上一時(shí)刻的預(yù)測的風(fēng)速和誤差，計(jì)算得到當(dāng)前的最優(yōu)風(fēng)速，再預(yù)測下一時(shí)刻的風(fēng)速。

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