CN103528623A

CN103528623A - 一种多功能环境监测仪

Info

Publication number: CN103528623A
Application number: CN201310486100.5A
Authority: CN
Inventors: 汪义旺; 张承成; 陆军
Original assignee: Suzhou Vocational University
Current assignee: Suzhou Vocational University
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种多功能环境监测仪，其中环境监参数检测控制部分包括MCU处理器、环境参数传感器电路；所述环境参数传感器电路包括颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器；所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器、声强传感器分别与MCU处理器相连；所述MCU处理器可分别调用所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器获得的检测信息数据，并处理；所述太阳能供电部分与MCU处理器相连，为其提供电能；所述无线通信电路与MCU处理器的通信端口相连接，将MCU处理器发出的数据经天线发射出去，实现监控仪的组网与无线数据通信功能；本发明能同时检测多种环境参数并能将获得的环境参数无线发射出去，同时还采用太阳能供电部分供电，绿色环保。

Description

一种多功能环境监测仪

技术领域

本发明涉及一种环境监测仪的改进，特指一种可同时对空气中的PM2.5颗粒物、温度、湿度、噪音和光照度等多参数实时监测，并可将采集到的环境参数实时通过无线网络传输到PC电脑等监控终端上的多功能环境监测仪。

背景技术

在实际的生产和生活中，环境监控是重要的研究课题之一。对于工业生产而言，准确获取系统的环境参数，有助于对生产过程的环境进行监控，保证生产的正常顺利进行；对于生活而言，对所处的环境进行监控，可以及时检测所处环境参数的各项指标是否正常和影响正常的生活，以便采取相应的监控措施。特别是随着环境问题的日益突出，人们对生活环境的要求也越来越高，而现有的环境参数检测设备大多为工业用，较少有民用的多功能环境参数检测的相关仪器，且多数环境监测仪，功能单一只能对某单一参数进行检测，如温度、湿度等，不具备多参数同时监测的功能，也不具备监测后实施控制输出的功能。现有的检测仪的供电大多采用干电池进行供电，大多不能循环使用，造成仪器使用成本高和不环保等问题。为此，我们研发了一种可同时对空气中的PM2.5颗粒物、温度、湿度、噪音和光照度等多参数实时监测，并可将采集到的环境参数实时通过无线网络传输到PC电脑等监控终端上的多功能环境监测仪。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可同时对空气中的PM2.5颗粒物、温度、湿度、噪音和光照度等多参数实时监测，并可将采集到的环境参数实时通过无线网络传输到PC电脑等监控终端上的多功能环境监测仪。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能环境监测仪，包括环境参数监测控制部分、太阳能供电部分、无线通信电路；所述环境监参数检测控制部分包括MCU处理器、环境参数传感器电路；所述环境参数传感器电路包括颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器；所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器、声强传感器分别与MCU处理器相连；所述MCU处理器可分别调用所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器获得的检测信息数据，并处理；所述太阳能供电部分与MCU处理器相连，为其提供电能；所述无线通信电路，包含无线数据收发电路、天线；所述无线数据收发电路与MCU处理器的通信端口相连接；所述无线数据收发电路将MCU处理器发出的数据经天线发射出去，实现监控仪的组网与无线数据通信功能。

优选的，所述太阳能供电部分包括太阳能电池、充电电路、蓄电池；所述太阳能电池设置在监测仪壳体上，所述太阳能电池的输出与充电电路相连，所述充电电路与蓄电池连接，实现对蓄电池的充电控制。

优选的，所述太阳能供电部分还包含切换开关；所述所述切换开关外接补充电源，可以实现补充电源充电的切换。

优选的，所述太阳能供电部分还包稳压电路；所述稳压电路与蓄电池连接相连，使蓄电池输出的电源更稳定。

优选的，所述多功能环境监测仪还包含控制输出电路；所述控制输出电路与MCU处理器相连，用于控制MCU处理器的输出。

优选的，所述多功能环境监测仪还包含时钟电路；所述时钟电路14为MCU处理器提供准确定时。

优选的，所述多功能环境监测仪还包含液晶显示/按键电路；所述液晶显示/按键电路用于显示MCU处理器获得的数据和对MCU处理器进行输入。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的多功能环境监测仪能同时检测多种环境参数并能将获得的环境参数无线发射出去；同时本发明采用太阳能供电部分供电，绿色环保。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的多功能环境监测仪的工作原理图；

附图2是本发明所述的多功能环境监测仪的MCU处理器的电路图；

附图3是本发明所述的多功能环境监测仪的环境参数传感器电路的电路原理图；

附图4是本发明所述的多功能环境监测仪的控制输出电路和时钟电路的电路原理图;

附图5是本发明所述的多功能环境监测仪的无线通信电路的电路原理图;

附图6是本发明所述的多功能环境监测仪的太阳能供电部分的电路图；

其中：1、环境参数监测控制部分；2、太阳能供电部分；3、无线通信电路；11、MCU处理器；12、环境参数传感器电路；13、控制输出电路；14、时钟电路；15、液晶显示/按键电路；21、太阳能电池；22、切换开关；23、充电电路；24、蓄电池；25、稳压电路；121、颗粒物传感器；122、光照度传感器；123、温湿度传感器；124、声强传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图1-6为本发明所所述的多功能环境监测仪，包括环境参数监测控制部分1、太阳能供电部分2、无线通信电路3；所述环境监参数检测控制部分包括MCU处理器11、环境参数传感器电路12、控制输出电路13、时钟电路14和液晶显示按键电路15；所述环境参数传感器电路12包括颗粒物传感器121、光照度传感器122、温湿度传感器123和声强传感器124，所述颗粒物传感器121、光照度传感器122、温湿度传感器123和声强传感器124分别与MCU处理器11相连；所述MCU处理器11可分别调用所述颗粒物传感器121、光照度传感器122、温湿度传感器123和声强传感器124获得的检测信息数据，并处理；所述太阳能供电部分2与MCU处理器11相连，为其提供电能；所述太阳能供电部分2包括太阳能电池21、切换开关22、充电电路23、蓄电池24、稳压电路25，所述太阳能电池21设置在监测仪壳体上，方便实现光电的转换和减小体积；当监测仪置于太阳光下即可实现光电转换，太阳能电池21的输出与充电电路23相连，所述充电电路23与蓄电池24连接，实现对蓄电池24的充电控制；所述切换电路22外接补充电源，可以实现补充电源充电的切换；所述稳压电路25与蓄电池24连接相连，使蓄电池24输出的电源更稳定；所述无线通信电路3，包含无线数据收发电路、天线；所述无线数据收发电路与MCU处理器11的通信端口相连接；所述无线数据收发电路将MCU处理器11发出的数据经天线发射出去，实现监控仪的组网与无线数据通信功能；所述控制输出电路13、时钟电路14、液晶显示/按键电路15分布与MCU处理器11相连；所述控制输出电路13用于控制MCU处理器11的输出；所述时钟电路14为MCU处理器11提供准确定时；所述液晶显示/按键电路15，用于显示MCU处理器11获得的数据和对MCU处理器11进行输入。

如附图2所示为MCU处理器的电路图，所述MCU处理器11选用IAP15F2K61S2作为核心处理器，MCU处理器11的端口设有10k的上拉电阻排R_P01-R_P04和上拉电阻R10-R15；所述液晶显示/按键电路选用128*64的字符型液晶显示器。

如附图3所示为环境检测传感器电路的电路原理图，环境参数传感器电路12包括颗粒物传感器121、光照度传感器122、温湿度传感器123、声强传感器124；所述颗粒物传感器121包含GP2Y1010AU0F颗粒物粉尘传感器和外围电路，与MCU处理器的PWM信号和AD端口连接，通过控制采集GP2Y1010AU0F颗粒物粉尘传感器的电压传感信号，测量出颗粒物的含量；所述光照度传感器122包含16位数字输出型光照度传感芯片BH1750和电源供电电路，所述BH1750通过两线式串行总线接口I2C与MCU处理器11相连，由MCU处理器11读取数字光照强度的数值，并进行处理；所述温湿度传感器123为数字温湿度传感器 DHT11，MCU处理器11通过单端口读取温湿度传感器123的温湿度数据信息；所述声强传感器124包含驻极式电容麦克风和LM386处理电路，将声强信号准换成电压信号由MCU处理器11调用处理。

如附图4所示，输出控制电路13由光耦和继电器组成，光耦的控制端与MCU处理器11相连接，接受控制算法的控制输出信号；所述继电器输出设有常闭或常开接点，可以根据控制需要进行外电路连接。

如附图5所示，无线通信电路3包含无线通信模块和USB转换模块；所述无线通信电路3和MCU控制器的通信端口TXD和RXD相连接，实现通信数据的无线收发和无线通信组网功能。

如附图6所示，太阳能供电部分2包含太阳能电池片21、切换开关22、充电电路23、蓄电池24和电源变换电路；所述太阳能电池片21与监测仪壳体嵌为一体；所述充电电路23包含IN4007二极管，所述切换开关22由单刀双掷开关S00实现，可以实现太阳能和其它充电方式互补；所述的电源变换电路包含电源芯片AMS1117。

本发明方案的多功能环境监测仪本发明方案的多功能环境监测仪能同时检测多种环境参数并能将获得的环境参数无线发射出去；同时本发明采用太阳能供电部分供电，绿色环保。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种多功能环境监测仪，包括环境参数监测控制部分、太阳能供电部分、无线通信电路；所述环境监参数检测控制部分包括MCU处理器、环境参数传感器电路；其特征在于：所述环境参数传感器电路包括颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器；所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器、声强传感器分别与MCU处理器相连；所述MCU处理器可分别调用所述颗粒物传感器、光照度传感器、温湿度传感器和声强传感器获得的检测信息数据，并处理；所述太阳能供电部分与MCU处理器相连，为其提供电能；所述无线通信电路，包含无线数据收发电路、天线；所述无线数据收发电路与MCU处理器的通信端口相连接；所述无线数据收发电路将MCU处理器发出的数据经天线发射出去，实现监控仪的组网与无线数据通信功能。

2.根据权利要求1所述的多功能环境监测仪，其特征在于：所述太阳能供电部分包括太阳能电池、充电电路、蓄电池；所述太阳能电池设置在监测仪壳体上，所述太阳能电池的输出与充电电路相连，所述充电电路与蓄电池连接，实现对蓄电池的充电控制。

3.根据权利要求2所述的多功能环境监测仪，其特征在于：所述太阳能供电部分还包含切换开关；所述所述切换开关外接补充电源，可以实现补充电源充电的切换。

4.根据权利要求2或3所述的多功能环境监测仪，其特征在于：所述太阳能供电部分还包稳压电路；所述稳压电路与蓄电池连接相连，使蓄电池输出的电源更稳定。

5.根据权利要求4所述的多功能环境监测仪，其特征在于：还包含控制输出电路；所述控制输出电路与MCU处理器相连，用于控制MCU处理器的输出。

6.根据权利要求5所述的多功能环境监测仪，其特征在于：还包含时钟电路；所述时钟电路为MCU处理器提供准确定时。

7.根据权利要求5或6所述的多功能环境监测仪，其特征在于：还包含液晶显示/按键电路；所述液晶显示/按键电路用于显示MCU处理器获得的数据和对MCU处理器进行输入。