1.一种风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,包括非接触式摩擦纳米模块、安装轴、活动套接在所述安装轴上的壳体和安装在所述壳体上的数个风杯,每个所述风杯内设置有接触分离式摩擦纳米模块,所述非接触式摩擦纳米模块包括第一导电元件和第二导电元件,与所述风杯对应匹配的所述壳体内壁面上安装有所述第一导电元件,所述安装轴上安装有用于感应所述第一导电元件的电荷且用于检测风向的数个所述第二导电元件,所述接触分离式摩擦纳米模块与所述第一导电元件通过导线连接;外部风力驱动每个所述风杯转动带动所述壳体绕着所述安装轴转动,所述接触分离式摩擦纳米模块摩擦产生正电荷,增加或减少所述第一导电元件的正电荷,对应增加或减少与所述第一导电元件对应的所述第二导电元件的负电荷,得到用于检测风速的第一信号数据和用于检测风向的第二信号数据。
2.根据权利要求1所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述接触分离式摩擦纳米模块包括安装在所述风杯内的薄膜元件和第三导电元件,所述第三导电元件通过所述导线与所述第一导电元件连接;外力驱动所述薄膜元件往所述第三导电元件移动直至与所述第三导电元件接触;无外力驱动,所述薄膜元件与所述第三导电元件处于分离状态。
3.根据权利要求2所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述薄膜元件为FEP薄膜、尼龙薄膜或石墨薄膜;和/或,所述第三导电元件为导电金属箔。
4.根据权利要求3所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述导电金属箔为铝箔或铜箔。
5.根据权利要求1所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述壳体与每个所述风杯之间设置具有容纳所述导线的连接件,对应所述风杯内开设有容纳所述导线的连接孔。
6.根据权利要求1所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述第一导电元件和所述第二导电元件均为导电片,所述导电片为铜片、铁片或铝片。
7.根据权利要求1所述的风杯式的风速风向监测装置,其特征在于,所述安装轴外壁面的八个方向上均安装有一个所述第二导电元件。
8.一种风杯式的风速风向监测方法,其特征在于,应用于如权利要求1-7任意一项所述的风杯式的风速风向监测装置上,该风速风向监测方法包括以下步骤:对安装轴上的每个第二导电元件进行标号,获取所述风杯式的风速风向监测装置中每个接触分离式摩擦纳米模块输出的第一信号数据和每个所述第二导电元件输出的第二信号数据;
对所述第一信号数据和所述第二信号数据进行分析,得到对应的信号间隔均值和最强信号;
根据所述信号间隔均值计算,得到检测风速;根据所述最强信号确定标号,根据所述标号确定对应所述第二导电元件所表示风向作为检测风向。
9.根据权利要求8所述的风杯式的风速风向监测方法,其特征在于,所述第一信号数据包括至少两组相邻的周期信号,所述周期信号为壳体旋转一周所有所述接触分离式摩擦纳米模块输出电信号组成的,对所述第一信号数据进行分析得到对应的信号间隔均值的内容包括:将同一个所述接触分离式摩擦纳米模块相邻两组的所述周期信号计算,得到间隔时间;将所有所述间隔时间计算,得到信号间隔均值。
10.根据权利要求8所述的风杯式的风速风向监测方法,其特征在于,根据所述信号间隔均值计算得到检测风速包括:根据所述信号间隔均值计算,得到信号频率;获取风速修正系数,根据所述信号频率和所述风速修正系数计算,得到检测风速。