一种天气仿真系统

技术领域

本发明涉及天气数据获取技术领域，具体涉及一种天气仿真系统。

背景技术

传统获取天气数据的方式主要有手机和小型天气检测仪，主要通过网络或者传感器获取天气数据，将数据以数值的形式显示在手机或硬件上。因此，交互方式很不友好。

如中国专利申请号为202111434489.X，公告日为2023.06.30的专利文献中公开了一种用于驾考模拟场景的天气仿真方法，该天气仿真方法通过创建天气数据库用于采集实际的天气数据和天气预报预测的天气类型，从而将实际的天气数据应用在3D虚拟场景中从而辅助驾驶证考试练习中。

但是，如上述的现有技术中，其只是将天气数据收集了应用在3D虚拟场景中，对于人们来说只是在虚拟场景中才能体验，而没有办法直接直观获取到天气的数据，在室内无法实际体验到室外的实时天气情况。

发明内容

本发明提供一种天气仿真系统，通过对室外天气数据收集，从而实时传输至室内的主控电路，进而可以根据室外天气情况从而在室内进行天气的仿真，从而使得人们可以在不方便外出的情况下体验室外的实时天气情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种天气仿真系统，包括室外终端和室内终端，所述室外终端包括室外主控电路、光照感应电路、风速检测电路和雨量检测电路，所述室外主控电路连接光照感应电路、风速检测电路和雨量检测电路；所述室内终端包括室内主控电路、LED电路、风扇电路和水泵电路，所述风扇电路连接风扇J47，所述水泵电路连接洒水器，所述LED电路连接LED灯组；所述LED电路、风扇电路和水泵电路连接室内主控电路，所述室外主控电路与室内主控电路之间通过无线电路通信连接。

具体步骤包括：

（1）光照感应电路、风速检测电路和雨量检测电路实时对室外的天气进行检测并收集天气数据至室外主控电路。

（2）室外主控电路接收天气数据并通过无线电路传输至室内主控电路。

（3）室内主控电路根据天气数据对室内环境进行控制。

（31）若室外起风，室内主控电路发送控制信号至风扇电路并进行步骤（4）。

（32）若室外降雨，室内主控电路则发送控制信号至水泵电路并进行步骤（5）。

（33）室内主控电路根据室外是白天还是夜晚，进而发送控制信号至LED电路并进行步骤（6）。

（4）风扇电路根据室外风速驱动并调整风扇转动的速度从而模拟室外起风天气。

（5）水泵电路根据室外降雨程度驱动并调整洒水器喷水的强度和频率从而模拟室外降雨天气。

（6）LED电路驱动LED灯组打开或关闭模拟白天或夜晚，同时LED电路根据室外的实际光照亮度控制LED灯组的发光亮度、颜色和方向。

上述的方法，通过光照感应电路对室外的亮度数据进行收集，通过风速检测电路对室外环境的风速进行测量，通过雨量检测电路对室外的降雨天气进行收集后反馈至室外主控电路，通过室外主控电路将数据经过无线电路发送至室内主控电路，室内主控电路根据室外主控电路发送的数据，进而控制LED电路、风扇电路和水泵电路进行相对应的控制，从而使得在室内也能真实模拟室外天气情况，从而使得人们可以在不方便外出的情况下体验室外的实时天气情况。

进一步的，所述室内主控电路包括主控芯片U0、电阻R7、晶振Y2、电容C10、电容C12和电容C13，所述主控芯片U0的第38引脚连接供电端，主控芯片U0的第38引脚还通过电容C10接地；主控芯片U0的第29引脚通过电阻R7连接供电端；主控芯片U0的第14引脚通过电容C12接地，主控芯片U0的第15引脚通过电容C13接地，在主控芯片U0的第14引脚和第15引脚之间设有晶振Y2；所述主控芯片U0的第5引脚和第7引脚通过无线电路连接室外主控电路；主控芯片U0的第18引脚至第25引脚连接LED电路；主控芯片U0的第40引脚至第44引脚连接风扇电路；主控芯片U0的第26引脚连接水泵电路。

以上设置，通过晶振Y2产生时钟信号给主控芯片U0获取时钟信号，电容C12和C13对时钟信号进行过滤操作，室外主控电路通过无线电路将室外天气数据输送至主控芯片U0，主控芯片U0根据室外主控电路发送的数据，进而控制LED电路、风扇电路和水泵电路进行相对应的控制，从而使得在室内也能真实模拟室外天气情况。

进一步的，所述LED电路包括排阻RP9和排阻RP10，LED灯组包括第一LED灯组和第二LED灯组，所述第一LED灯组通过排阻RP9连接主控芯片U0的第18引脚至第21引脚，第二LED灯组通过排阻RP10连接主控芯片U0的第22引脚至第25引脚；第一LED灯组和第二LED灯组的正极还连接供电端。

以上设置，当需要模拟室外白天还是夜晚时，主控芯片U0发送控制信号至LED电路，控制第一LED灯组和第二LED灯组全亮或者全灭从而模拟白天和夜晚。

进一步的，所述风扇电路包括风扇驱动芯片U14，所述风扇驱动芯片U14的第9引脚连接供电端，风扇驱动芯片U14的第8引脚接地；所述风扇驱动芯片U14的第1引脚至第5引脚连接主控芯片U0的第40引脚至第44引脚；风扇驱动芯片的第13至第16引脚连接风扇J47的第2引脚至第5引脚，所述风扇J47的第1引脚连接供电端；所述风扇驱动芯片U14的第12引脚连接蜂鸣器。

以上设置，当需要模拟室外的起风天气时，主控芯片U0发送控制信号至风扇驱动芯片U14，进而通过风扇驱动芯片U14启动风扇J47，由此模拟室外的起风天气。

进一步的，所述水泵电路包括放大器U15A、电阻R31、电容C32、电阻R30、电阻R33、电阻R32、电阻R29、电阻R28和电容C29，所述放大器U15A的第3引脚通过电阻R31连接主控芯片U0的第26引脚；放大器U15A的第2引脚通过电阻R28接地，放大器U15A的第4引脚接地，放大器U15A的第3引脚还通过电容C32接地，所述放大器U15A的第1引脚通过电阻R30连接洒水器J52第1引脚，洒水器J52的第2引脚连接供电端；放大器U15A的第4引脚还通过电阻R33连接洒水器J52第1引脚，所述放大器U15A的第1引脚还通过电容C29接地，在放大器U15A的第1引脚和第2引脚之间设有电阻R29，所述洒水器J52的第1引脚还通过电阻R32连接指示灯DA1的一端，所述指示灯DA1的另一端接地。

以上设置，当需要模拟室外降雨天气时，主控芯片U0发送控制信号经过放大器U15A的信号放大后输送至洒水器J52，从而通知洒水器J52开启，由此模仿室外的降雨天，通过电阻R31连接主控芯片U0的第26引脚，在主控芯片U0发送控制信号时通过电阻R31进行分压之后输入到放大器U15A的正向输入端并与负向输入端进行比较放大之后输出然后在电阻R30形成压降确保洒水器J52能可靠地打开。

进一步的，所述室外主控电路包括室外主控芯片U2，所述室外主控芯片U2的第9、24、36和48引脚连接供电端，所述室外主控芯片U2的第8、23、35和47引脚接地，所述室外主控芯片的第1引脚通过无线电路与室内主控电路连接；所述室外主控芯片U2的第5引脚连接光照感应电路；室外主控芯片U2的第20引脚连接风速检测电路；室外主控芯片U2的第34引脚连接雨量检测电路。

通过主控芯片U2收集室外的天气数据，进而发送至室内主控电路，由此使得在室内也能体验室外的实际天气情况。

进一步的，所述风速检测电路包括风速检测发电机，在风速检测发电机的驱动轴上设有旋转风杯，所述风速检测发电机的电压输出端连接室外主控芯片U2的第20引脚。

步骤（2）具体包括：

（21）当室外起风时，旋转风杯被流动的风带动而产生旋转。

（211）旋转风杯带动风速检测发电机产生电压。

（212）风速检测发电机将电压信号发送至室外主控芯片U2。

（213）室外主控芯片U2将起风信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过风速检测发电机，从而可以使得当起风时，通过冯带动旋转风杯转动进而给予室外主控芯片电压信号，从而即可收集到起风数据，结构简单且有效。

进一步的，所述光照感应电路包括光照传感器，所述光照传感器的信号输出端连接室外主控芯片U2的第5引脚。

步骤（2）具体还包括：

（22）光照传感器实时检测室外的亮度。

（221）光照传感器实时向室外主控芯片U2传输亮度信号。

（222）当室外为白天或夜晚时，光照传感器发送白天或夜晚的亮度信号至室外主控芯片U2。

（223）室外主控芯片U2将亮度信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过光照传感器即可对室外的亮度进行检测，结构简答且有效。

进一步的，所述雨量检测电路包括雨滴传感器，所述雨滴传感器的信号输出端连接室外主控芯片U2的第34引脚。

步骤（2）具体还包括：

（23）当室外下雨时，雨滴传感器检测降雨量。

（231）雨滴传感器将降雨信号发送至室外主控芯片U2。

（232）室外主控芯片U2将降雨信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过雨滴传感器即可对室外的降雨进行检测，结构简单且有效。

附图说明

图1为本发明的仿真系统的简略示意图。

图2为本发明的仿真系统的具体流程图。

图3为本发明的室内主控电路的示意图。

图4为本发明的LED电路的示意图。

图5为本发明的风扇电路的示意图。

图6为本发明的水泵电路的示意图。

图7为本发明的室外主控芯片的示意图。

图8为本发明的旋转风杯的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1至图8所示，一种天气仿真系统，包括室外终端和室内终端，所述室外终端包括室外主控电路1、光照感应电路11、风速检测电路12和雨量检测电路13，所述室外主控电路1连接光照感应电路11、风速检测电路12和雨量检测电路13；所述室内终端包括室内主控电路2、LED电路21、风扇电路22和水泵电路23，所述风扇电路22连接风扇J47，所述水泵电路23连接洒水器，所述LED电路21连接LED灯组；所述LED电路21、风扇电路22和水泵电路23连接室内主控电路2，所述室外主控电路1与室内主控电路2之间通过无线电路3通信连接。

在本实施例中，所述无线电路为常见的无线通讯电路，具体为现有技术，在此不再累述。

如图2所示，所述天气仿真系统的具体步骤包括：

（1）光照感应电路、风速检测电路和雨量检测电路实时对室外的天气进行检测并收集天气数据至室外主控电路。

（2）室外主控电路接收天气数据并通过无线电路传输至室内主控电路。

（3）室内主控电路根据天气数据对室内环境进行控制。

（31）若室外起风，室内主控电路发送控制信号至风扇电路并进行步骤（4）。

（32）若室外降雨，室内主控电路则发送控制信号至水泵电路并进行步骤（5）。

（33）室内主控电路根据室外是白天还是夜晚，进而发送控制信号至LED电路并进行步骤（6）。

（4）风扇电路根据室外风速驱动并调整风扇转动的速度从而模拟室外起风天气。

（5）水泵电路根据室外降雨程度驱动并调整洒水器喷水的强度和频率从而模拟室外降雨天气。

（6）LED电路驱动LED灯组打开或关闭模拟白天或夜晚，同时LED电路根据室外的实际光照亮度控制LED灯组的发光亮度、颜色和方向。

上述的系统，通过光照感应电路对室外的亮度数据进行收集，通过风速检测电路对室外环境的风速进行测量，通过雨量检测电路对室外的降雨天气进行收集后反馈至室外主控电路，通过室外主控电路将数据经过无线电路发送至室内主控电路，室内主控电路根据室外主控电路发送的数据，进而控制LED电路、风扇电路和水泵电路进行相对应的控制，从而使得在室内也能真实模拟室外天气情况，从而使得人们可以在不方便外出的情况下体验室外的实时天气情况。

如图3所示，所述室内主控电路2包括主控芯片U0、电阻R7、晶振Y2、电容C10、电容C12和电容C13，所述主控芯片U0的第38引脚连接供电端，主控芯片U0的第38引脚还通过电容C10接地；主控芯片U0的第29引脚通过电阻R7连接供电端；主控芯片U0的第14引脚通过电容C12接地，主控芯片U0的第15引脚通过电容C13接地，在主控芯片U0的第14引脚和第15引脚之间设有晶振Y2；所述主控芯片U0的第5引脚和第7引脚通过无线电路3连接室外主控电路1；主控芯片U0的第18引脚至第25引脚连接LED电路21；主控芯片U0的第40引脚至第44引脚连接风扇电路22；主控芯片U0的第26引脚连接水泵电路23。

以上设置，通过晶振Y2产生时钟信号给主控芯片U0获取时钟信号，电容C12和C13对时钟信号进行过滤操作，室外主控电路1通过无线电路3将室外天气数据输送至主控芯片U0，主控芯片U0根据室外主控电路1发送的数据，进而控制LED电路21、风扇电路22和水泵电路23进行相对应的控制，从而使得在室内也能真实模拟室外天气情况。

如图4所示，所述LED电路21包括排阻RP9和排阻RP10，LED灯组包括第一LED灯组211和第二LED灯组212，所述第一LED灯组通过排阻RP9连接主控芯片U0的第18引脚至第21引脚，第二LED灯组通过排阻RP10连接主控芯片U0的第22引脚至第25引脚；第一LED灯组和第二LED灯组的正极还连接供电端。

以上设置，当需要模拟室外白天还是夜晚时，主控芯片U0发送控制信号至LED电路，控制第一LED灯组和第二LED灯组全亮或者全灭从而模拟白天和夜晚。

在本实施例中，所述第一LED灯组和第二LED灯组均设有一个以上的LED灯，具体地，第一LED灯组和第二LED灯组均设有4个LED灯，且每个LED灯单独通过排阻与主控芯片U0进行连通，由此设置，当需要模拟阴天或黄昏等时间时，可以通道单独控制其中一个或多个LED灯亮来使得在室内中的亮度不会太亮或太暗，从而模拟室外的阴天或黄昏。

如图5所示，所述风扇电路22包括风扇驱动芯片U14，所述风扇驱动芯片U14的第9引脚连接供电端，风扇驱动芯片U14的第8引脚接地；所述风扇驱动芯片U14的第1引脚至第5引脚连接主控芯片U0的第40引脚至第44引脚；风扇驱动芯片的第13至第16引脚连接风扇J47的第2引脚至第5引脚，所述风扇J47的第1引脚连接供电端；所述风扇驱动芯片U14的第12引脚连接蜂鸣器。在本实施例中，所述风扇J47设有两个以上并设置在室内的两端或两侧，由此，风扇电路根据风速检测电路检测风的速度和方向，从而风扇电路即可根据风速检测电路检测的风向对位于室内一端或一侧的风扇启动从而模拟室外起风的风向，同时风扇电机根据风速检测电路检测的风速对风扇的转速进行控制，由此实现模拟室外气流。

以上设置，当需要模拟室外的起风天气时，主控芯片U0发送控制信号至风扇驱动芯片U14，进而通过风扇驱动芯片U14启动风扇J47，由此模拟室外的起风天气。

如图6所示，所述水泵电路23包括放大器U15A、电阻R31、电容C32、电阻R30、电阻R33、电阻R32、电阻R29、电阻R28和电容C29，所述放大器U15A的第3引脚通过电阻R31连接主控芯片U0的第26引脚；放大器U15A的第2引脚通过电阻R28接地，放大器U15A的第4引脚接地，放大器U15A的第3引脚还通过电容C32接地，所述放大器U15A的第1引脚通过电阻R30连接洒水器J52第1引脚，洒水器J52的第2引脚连接供电端；放大器U15A的第4引脚还通过电阻R33连接洒水器J52第1引脚，所述放大器U15A的第1引脚还通过电容C29接地，在放大器U15A的第1引脚和第2引脚之间设有电阻R29，所述洒水器J52的第1引脚还通过电阻R32连接指示灯DA1的一端，所述指示灯DA1的另一端接地。

以上设置，当需要模拟室外降雨天气时，主控芯片U0发送控制信号经过放大器U15A的信号放大后输送至洒水器J52，从而通知洒水器J52开启，由此模仿室外的降雨天，通过电阻R31连接主控芯片U0的第26引脚，在主控芯片U0发送控制信号时通过电阻R31进行分压之后输入到放大器U15A的正向输入端并与负向输入端进行比较放大之后输出然后在电阻R30形成压降确保洒水器J52能可靠地打开。

如图7所示，所述室外主控电路包括室外主控芯片U2，所述室外主控芯片U2的第9、24、36和48引脚连接供电端，所述室外主控芯片U2的第8、23、35和47引脚接地，所述室外主控芯片的第1引脚通过无线电路与室内主控电路连接；所述室外主控芯片U2的第5引脚连接光照感应电路；室外主控芯片U2的第20引脚连接风速检测电路；室外主控芯片U2的第34引脚连接雨量检测电路。

通过主控芯片U2收集室外的天气数据，进而发送至室内主控电路，由此使得在室内也能体验室外的实际天气情况。

如图8所示，所述风速检测电路包括风速检测发电机81，在风速检测发电机81的驱动轴上设有旋转风杯，在本实施例中，所述旋转风杯包括三个碗杯82，所述碗杯82通过连接杆83连接风速检测发电机81的驱动轴，所述风速检测发电机的电压输出端连接室外主控芯片U2的第20引脚。

步骤（2）具体包括：

（21）当室外起风时，旋转风杯被流动的风带动而产生旋转。

（211）旋转风杯带动风速检测发电机产生电压。

（212）风速检测发电机将电压信号发送至室外主控芯片U2。

（213）室外主控芯片U2将起风信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过风速检测发电机，从而可以使得当起风时，通过冯带动旋转风杯转动进而给予室外主控芯片电压信号，从而即可收集到起风数据，结构简单且有效。

所述光照感应电路包括光照传感器，所述光照传感器的信号输出端连接室外主控芯片U2的第5引脚。

在本实施例中，所述光照传感器为现有的光照检测装置，具体为现有技术，在此不再累述。

步骤（2）具体还包括：

（22）光照传感器实时检测室外的亮度。

（221）光照传感器实时向室外主控芯片U2传输亮度信号。

（222）当室外为白天或夜晚时，光照传感器发送白天或夜晚的亮度信号至室外主控芯片U2。

（223）室外主控芯片U2将亮度信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过光照传感器即可对室外的亮度进行检测，结构简答且有效。在本实施例中，所述光照感应电路还包括太阳光传感器，通过太阳光传感器对太阳光的亮度和方向进行检测，由此使得LED电路根据太阳光的亮度和方向控制LED灯组的发光亮度、颜色和方向，从而实现模拟白天、阴天、黄昏和夜晚的光线。

所述雨量检测电路包括雨滴传感器，所述雨滴传感器的信号输出端连接室外主控芯片U2的第34引脚。

在本实施例中，所述雨滴传感器为现有的降雨量检测装置，具体为现有技术，在此不再累述。

步骤（2）具体还包括：

（23）当室外下雨时，雨滴传感器检测降雨量；

（231）雨滴传感器将降雨信号发送至室外主控芯片U2；

（232）室外主控芯片U2将降雨信号通过无线电路发送至室内主控电路。

以上设置，通过雨滴传感器即可对室外的降雨进行检测，结构简单且有效。

在本实施例中，通过雨滴传感器采集室外降雨量的大小程度，可以通过采集总的降雨量以及采集到两次雨滴之间的间隔时间确定降雨频率，进而将降雨信号发送至室内主控电路进而通过室内主控电路发送控制信号至水泵电路，由此使得水泵电路根据雨滴传感器采集的室外降雨信号控制洒水器的喷水强度和频率，由此模拟室外的雨水，若室外台风天气时，通过风速检测电路对室外天气进行检测以及雨滴传感器对降雨进行检测，使得风扇电路驱动风扇启动以及水泵电路驱动洒水器启动由此即可模拟台风天时即起风又下雨的天气情况。