CN101915597A

CN101915597A - 室内环境监测系统

Info

Publication number: CN101915597A
Application number: CN 201010225998
Authority: CN
Inventors: 冯爱明; 侯德鑫; 叶树亮; 康娟; 张晟; 宋佳莹; 钱泽群
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明公开了一种室内环境监测系统。系统中的CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接传感器多路选通电路的输入，传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、预留接口电路和按键电路的输出分别连接单片机的输入，单片机的输出分别连接声光报警电路、液晶显示电路和预留扩展I/O口电路，电源电路对整个系统供电。它能监测八种环境污染相关参数，能智能的分析各项参数对人体的影响，显示当前的舒适度值，根据数据结果自动执行相关操作，且操作方便、自动化程度高、准确度高和安全性好。

Description

室内环境监测系统

技术领域

本发明涉及环境监测系统，具体是涉及大型建筑物和普通家庭的一种室内环境监测系统。

背景技术

建筑物，比如楼宇、居民房，其内部环境直接对人们的身心健康产生直接、重要的影响，我国颁布的室内空气质量标准(GB/T188883-2002)对室内环境作了比较严格的规定。人们在室内的时间约为85％以上，室内环境质量的好坏对人的身心健康十分重要。目前室内环境的监测主要依赖于技术人员对特定环境在一定时间内的环境指标的监测，实时性差。而现有的监测仪所能监测的内容单一，自动化程度不高，不能对有害事件进行预测和报警，也不可以显示当前环境舒适度，更不能根据所测数据自动执行相关操作，无法满足当前的要求。

发明内容

针对上述背景技术中监测的不足，本发明的目的是提供一种室内环境监测系统，能够同时监测八种环境污染相关参数，能够智能的分析各项参数对人体的影响，显示当前的舒适度值，根据数据结果自动执行相关操作，预测多种有害事件的室内环境监测系统。

本发明采用的技术方案是：

本发明它包括CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、传感器多路选通电路、模数转换电路、单片机电路、电源电路、预留接口电路、声光报警电路、液晶显示电路、预留扩展I/O口电路和按键电路；CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接传感器多路选通电路的输入，传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、预留接口电路和按键电路的输出分别连接单片机的输入，单片机的输出分别连接声光报警电路、液晶显示电路和预留扩展I/O口电路，电源电路对整个系统供电。

所述的传感器多路选通电路U101采用CD4051B芯片，U101的13、15、14、12、2和5脚分别CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路连接；U101的9、10和11脚分别与单片机电路的59、60和61脚连接。

所述的单片机电路U102采用ATMEGA128芯片，U102的18和19脚分别与预留接口电路J111的5和2脚连接；U102的44脚与声光报警电路的WARN口连接；U102的51、50、49、48、47、35、36、37、38、39、40、41和42脚分别与液晶显示电路J109的4、5、6、15、16、7、8、9、10、11、12、13和14脚连接；U102的46、42、41、40、39、38、37、36和35脚分别与预留扩展I/O口电路U106的11、2、3、4、5、6、7、8和9脚连接；U102的20和22脚接按键电路的输出；U102的23、24、33和34脚分别接温湿度传感器电路的X2、X1和J112的4和1脚；U102的9脚接可吸入颗粒物传感器电路J101的2脚。

所述的模数转换电路U104采用ADS7841芯片，U104的2脚与传感器多路选通电路U101的3脚连接，U104的12、13、14、15和16脚与单片机电路U102的31、26、30、45和32脚连接。

本发明具有的有效果是：

本发明能够同时监测八种环境污染相关参数，能够智能的分析各项参数对人体的影响，显示当前的舒适度值，根据数据结果自动执行相关操作，预测多种有害事件的室内环境监测系统，且操作方便、自动化程度高、准确度高和安全性好。

附图说明

图1是本发明实施例的结构框图。

图2是噪声与可吸入颗粒物传感器电路原理图。

图3是CO、SO₂、CH₂O传感器电路原理图。

图4是电磁辐射传感器电路原理图。

图5是单片机电路、温湿度传感器电路和按键电路原理图。

图6是传感器多路选通电路原理图。

图7是模数转换电路原理图。

图8是预留接口电路原理图。

图9是预留扩展I/O口电路和CO₂传感器电路原理图。

图10是液晶显示电路原理图。

图11是声光报警电路原理图。

图12是电源电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明它包括CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、传感器多路选通电路、模数转换电路、单片机电路、电源电路、预留接口电路、声光报警电路、液晶显示电路、预留扩展I/O口电路和按键电路；CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接传感器多路选通电路的输入，传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、预留接口电路和按键电路的输出分别连接单片机的输入，单片机的输出分别连接声光报警电路、液晶显示电路和预留扩展I/O口电路，电源电路对整个系统供电。

如图2所示，是噪声与可吸入颗粒物传感器电路原理图，噪声传感器的型号为AWA5661，可吸入颗粒物传感器的型号为DSM-501。

如图3所示，是CO、SO₂、CH₂O传感器电路原理图，CO传感器的型号为ME3-CO，SO₂传感器的型号为ME3-SO₂，CH₂O传感器的型号为ME3-CH₂O。

如图4所示，是电磁辐射传感器电路原理图，电磁辐射传感器的型号为QX-5，通过型号为CD4051B的芯片对电磁辐射传感器收集到的信号按频率从高到低的次序，循环选通，然后通过AD8572对信号进行放大。

如图5所示，所述的单片机电路U102采用ATMEGA128芯片，U102的18和19脚分别与预留接口电路J111的5和2脚连接；U102的44脚与声光报警电路的WARN口连接；U102的51、50、49、48、47、35、36、37、38、39、40、41和42脚分别与液晶显示电路J109的4、5、6、15、16、7、8、9、10、11、12、13和14脚连接；U102的46、42、41、40、39、38、37、36和35脚分别与预留扩展I/O口电路U106的11、2、3、4、5、6、7、8和9脚连接；U102的20和22脚接按键电路的输出；U102的23、24、33和34脚分别接温湿度传感器电路的X2、X1和J112的4和1脚；U102的9脚接可吸入颗粒物传感器电路J101的2脚，温湿度传感器的型号为DHT90。

如图6所示，所述的传感器多路选通电路U101采用CD4051B芯片，U101的13、15、14、12、2和5脚分别CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路连接；U101的9、10和11脚分别与单片机电路的59、60和61脚连接，对传感器输出的信号循环选通，使一个时刻只有一路信号被通过。

如图7所示，所述的模数转换电路U104采用ADS7841芯片，U104的2脚与传感器多路选通电路U101的3脚连接，U104的12、13、14、15和16脚与单片机电路U102的31、26、30、45和32脚连接，将模拟信号转变为数字信号。

如图8所示，是预留接口电路原理图。

如图9所示，是预留扩展I/O口电路和CO₂传感器电路原理图，CO₂传感器的型号为MHZ-12。寄存器U106的型号是74HC573，它把从单片机出来的数据进行存储；CO₂传感器的1、2和5脚接单片机U102d的3、2和29脚，预留扩展I/O口电路会根据单片机的指示自动的执行改善环境的相关操作。

如图10所示，是液晶显示电路原理图。

如图11所示，是声光报警电路原理图，，当从WARN出来的信号使三极管Q301导通时，发光报警装置工作；当从WARN出来的信号不使三极管Q301导通时，发光报警装置不工作。

如图12所示，是电源电路原理图，系统采用24V的直流电池进行供电，通过电路可将24V转换成5V、+3V和-3V，以满足不同电路对电压的要求。

如图2、图3、图4、图5、图9所示，将噪声传感器AWA5661、电磁辐射传感器的型号为QX-5，温湿度传感器的型号为DHT90和可吸入颗粒物传感器DSM-501分别插入到插座J102、J105、J112和J101上，接通电源开始工作。

如图2、图3、图4、图9所示，CO传感器、SO₂传感器、CH₂O传感器、CO₂传感器、噪声传感器和电磁辐射传感器将检测到的信号传送到传感器电路进行比较和放大，然后分别接入到图6中U101的13、15、14、12、2和5管脚上，经过传感器多路选通电路，将信号循环选通，是一个时刻只能有一个信号从U101的3管脚输出，从图7模数转换电路中的U104的2管脚中输入，将模拟信号转化为数字信号，然后从U104的12管脚输出，从图5的31管脚输入到单片机电路。电磁辐射信号在到达传感器多路选通电路之前通过CD4051B对电磁辐射从高到低的波段进行循环信号采集，使检测范围大大提升。

如图2和图5所示，温湿度传感器和可吸入颗粒物传感器输出的信号均为数字信号，所以不用通过模数转换即可直接到单片机上。

如图8所示，预留接口电路的2管脚和5管脚分别与单片机上的19管脚和18管脚相连接，为了以后增加设备功能留下空间。

如图6和图9所示，图6单片机上的管脚分别与图74HC573上的管脚相连接，从单片机出来的数据经过74HC573的保持，再连接到外部的一些设备，如加湿器、空调、除尘器等，使其根据单片机放出的命令进行工作。

如图6和图10所示，按键电路与单片机电路连接，通过按键来控制液晶显示器的显示界面，按键2的作用是返回上一页，按键3的作用是模式切换，按键4的作用是进去当前选定的项目，按键5的作用是让光标选定到下一行，从而在液晶显示器上看到当前所测得的各类数据值，并进行观察比较，显示出当前环境的总体舒适度值。

如图6和图11所示，将带有发光二极管的蜂鸣器插到J302上，当单片机传出的数据使三极管导通时，声光报警装置工作，一边鸣叫一边闪烁。

如图12所示，电路可完成24V-5V、5V-3V和3V--3V之间的电压转变，以满足整体电路中不同电压值的需求。

上述具体实施方案用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种室内环境监测系统，其特征在于：它包括CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、传感器多路选通电路、模数转换电路、单片机电路、电源电路、预留接口电路、声光报警电路、液晶显示电路、预留扩展I/O口电路和按键电路；CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接传感器多路选通电路的输入，传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路、温湿度传感器电路、可吸入颗粒物传感器电路、预留接口电路和按键电路的输出分别连接单片机的输入，单片机的输出分别连接声光报警电路、液晶显示电路和预留扩展I/O口电路，电源电路对整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的室内环境监测系统，其特征在于：所述的传感器多路选通电路U101采用CD4051B芯片，U101的13、15、14、12、2和5脚分别CO传感器电路、SO₂传感器电路、CH₂O传感器电路、CO₂传感器电路、噪声传感器电路、电磁辐射传感器电路连接；U101的9、10和11脚分别与单片机电路的59、60和61脚连接。

3.根据权利要求1所述的室内环境监测系统，其特征在于：所述的单片机电路U102采用ATMEGA128芯片，U102的18和19脚分别与预留接口电路J111的5和2脚连接；U102的44脚与声光报警电路的WARN口连接；U102的51、50、49、48、47、35、36、37、38、39、40、41和42脚分别与液晶显示电路J109的4、5、6、15、16、7、8、9、10、11、12、13和14脚连接；U102的46、42、41、40、39、38、37、36和35脚分别与预留扩展I/O口电路U106的11、2、3、4、5、6、7、8和9脚连接；U102的20和22脚接按键电路的输出；U102的23、24、33和34脚分别接温湿度传感器电路的X2、X1和J112的4和1脚；U102的9脚接可吸入颗粒物传感器电路J101的2脚。

4.根据权利要求1所述的室内环境监测系统，其特征在于：所述的模数转换电路U104采用ADS7841芯片，U104的2脚与传感器多路选通电路U101的3脚连接，U104的12、13、14、15和16脚与单片机电路U102的31、26、30、45和32脚连接。