CN104075753A

CN104075753A - 多功能环境测量仪

Info

Publication number: CN104075753A
Application number: CN201410185928.1A
Authority: CN
Inventors: 林聪�
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明公开了一种多功能环境测量仪，该方法是在室外设置多个单点温湿度检测装置，室内设置多功能环境检测仪主机，多个单点温湿度检测装置通过无线通讯方式将数据传输给多功能环境检测仪主机，且多功能环境检测仪主机还通过无线通讯方式来控制多个无线插座的断开与闭合，从而控制室内空气净化设备的启动与关闭，所述室内的多功能环境检测仪主机还可以通过无线路由器20连入网络并可通过网络21将检测数据发送到云服务器22和手机APP终端23。本发明的有益效果是结构简单，实用性强。

Description

多功能环境测量仪

技术领域

本发明涉及环境检测设备改进，特别是一种多功能环境测量仪。

背景技术

现在的人们，大多数时间都是生活在室内，随着人们生活素质的提高，人们对室内的空气质量指数的关注也越来越高。室内空气质量的好与坏直接关系着人们的身体健康，然而现在的人们了解空气质量的途径一般是天气预报。但是天气预报所说的空气质量是整个范围的，带普遍性，多指室外空气质量。而多室内的空气质量因不同的室内空间，具有很大的差异性。还有人们需要对空气质量进行实时的了解。

室内主要的四大污染物有甲醛、苯、氨、TVOC。甲醛是一种重要的化工原料和有机溶剂，是制造油漆、塑料、橡胶、染料等的原料。

所以家庭装修的材料中不可避免的含有甲醛。另外，甲醛作为消毒剂、防腐剂等也普遍存在于人们的身边，严重的危害着人们的健康。

甲醛是一种毒性很大的气体，在我国有毒化学品优先控制名单上，甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。当甲醛浓度在每立方米空气中达到0.06～0.07mg/m³时，儿童就会发生轻微气喘；当多功能环境检测仪主机周围空气中甲醛达到0.1mg/m³时，就有异味和不适感；甲醛达到0.5mg/m³时，可刺激眼睛，引起流泪；甲醛达到0.6mg/m³，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；甲醛达到30mg/m³时，会立即致人死亡。

总挥发性有机化合物(TVOC)虽然排在室内空气污染四大有害气体(甲醛、苯、氨、TVOC)之末位，但就其数量和污染程度而言，TVOC不亚于甲醛的危害。曾有权威调查显示，70％的汽车室内有毒气体的浓度超标，其中甲醛和TVOC两项指标超标最严重。

TVOC在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。TVOC能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状；还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种多功能环境测量仪。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种多功能环境测量仪，该方法是在室外设置多个单点温湿度检测装置，室内设置多功能环境检测仪主机，多个单点温湿度检测装置通过无线通讯方式将数据传输给多功能环境检测仪主机，且多功能环境检测仪主机还通过无线通讯方式来控制多个无线插座的断开与闭合，从而控制室内空气净化设备的启动与关闭，所述室内的多功能环境检测仪主机还可以通过无线路由器20连入网络并可通过网络21将检测数据发送到云服务器22和手机APP终端23。

所述单点温湿度检测装置内包括温湿度传感器1、检测MCU控制器2和检测2.4G RF模块3，且温湿度传感器1受控于检测MCU控制器2，检测MCU控制器2通过检测2.4G RF模块3向多功能环境检测仪主机发送检测数据。

所述无线插座内包括执行MCU控制器5，且执行MCU控制器5控制继电器4和LED指示灯6工作，并通过执行2.4G RF模块7与多功能环境检测仪主机通讯。

所述多功能环境检测仪主机内包括主MCU控制器13，且主MCU控制器13分别控制TVOC传感器16、甲醛传感器17、多功能环境检测仪主机周围温度湿度传感器15、主2.4G RF模块12、WIFI模块14、按键输入模块10、LCD显示屏9、时钟模块8、USB充电供电接口19、锂电池供电模块11以及蜂鸣报警器18工作。

所述云服务器22和手机APP终端23分别连入网络21，且云服务器内设有数据存储装置。

所述检测2.4G RF模块3和执行2.4G RF模块7分别与主2.4G RF模块12实施无线通讯连接。

所述WIFI模块14可通过无线路由器20将信号上传至网络21。

利用本发明的技术方案制作的多功能环境测量仪，能够迅速的检测出空气中甲醛、TVOC的浓度，并且能够远程智能查看当前的空气质量，控制净化空气的设备对检测的环境进行净化空气，提高生活环境的质量。

附图说明

图1是本发明所述多功能环境测量仪的结构示意图；

图2是本发明所述无线插座工作流程示意图；

图3是本发明所述单点测温湿度装置的工作流程示意图；

图4是本发明所述多功能环境测量仪主机的工作流程步骤图；

图5是本发明所述系统检测状态发生变化时系统自动进行更新的步骤图；

图6是本发明所述电源管理的工作流程示意图；

图7是本发明所述RF控制工作流程示意图；

图8是本发明所述WIFI控制工作流程示意图；

图中，1、温湿度传感器；2、检测MCU控制器；3、检测2.4G RF模块；4、控制继电器；5、执行MCU控制器；6、LED指示灯；7、执行2.4G RF模块；8、时钟模块；9、LCD显示屏；10、按键输入模块；11、锂电池供电模块；12、主2.4G RF模块；13、主MCU控制器；14、WIFI模块；15、多功能环境检测仪主机周围温度湿度传感器；16、控制TVOC传感器；17、甲醛传感器；18、蜂鸣报警器；19、USB充电供电接口；20、无线路由器；21、网络；22、云服务器；23、手机APP终端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种多功能环境测量仪，该方法是在室外设置多个单点温湿度检测装置，室内设置多功能环境检测仪主机，多个单点温湿度检测装置通过无线通讯方式将数据传输给多功能环境检测仪主机，且多功能环境检测仪主机还通过无线通讯方式来控制无线插座的断开与闭合，从而控制室内空气净化设备的启动与关闭，所述室内的多功能环境检测仪主机还可以通过无线路由器20连入网络并可通过网络21将检测数据发送到云服务器22和手机APP终端23；所述单点温湿度检测装置内包括温湿度传感器1、检测MCU控制器2和检测2.4G RF模块3，且温湿度传感器1受控于检测MCU控制器2，检测MCU控制器2通过检测2.4G RF模块3向多功能环境检测仪主机发送检测数据；所述无线插座内包括执行MCU控制器5，且执行MCU控制器5控制继电器4和LED指示灯6工作，并通过执行2.4G RF模块7与多功能环境检测仪主机通讯；所述多功能环境检测仪主机内包括主MCU控制器13，且主MCU控制器13分别控制TVOC传感器16、甲醛传感器17、多功能环境检测仪主机周围温度湿度传感器15、主2.4G RF模块12、WIFI模块14、按键输入模块10、LCD显示屏9、时钟模块8、USB充电供电接口19、锂电池供电模块11以及蜂鸣报警器18工作；所述云服务器22和手机APP终端23分别连入网络21，且云服务器内设有数据存储装置；所述检测2.4G RF模块3和执行2.4G RF模块7分别与主2.4G RF模块12实施无线通讯连接；所述WIFI模块14可通过无线路由器20将信号上传至网络21。

本发明所述的多功能环境测量仪，其具体实施方案为：

本技术方案的特点是可以实时检测多功能环境检测仪主机周围的TVOC气体浓度、甲醛气体浓度、多功能环境检测仪主机周围温度湿度指标以及单点温湿度检测装置的温度湿度指标，一方面将检测到相关数据结果实时显示在LCD显示屏上，另一方面通过WIFI经过无线路由器发送到网络服务器内的云服务器内存储处理。如有TVOC的浓度或者甲醛的浓度值超过预设的阈值时，蜂鸣报警器会做出相应的报警提示，与此同时主机将会通过主2.4G RF模块发送控制命令给无线插座，以无线插座的通与断来达到控制外围净化设备的目的。用户可以通过手机APP远程查看相关数据信息和控制相关设备，使用户的多功能环境检测仪主机周围生活保持良好的空气环境。

在本技术方案中，单点测温湿度检测装置安装在单点温湿度检测装置，其主要通过温湿度传感器检测单点温湿度检测装置的温湿度，并将相应的温湿度数据经过检测MCU控制器处理之后通过检测2.4G RF模块主动发送给主机；

当主机通过TVOC传感器、甲醛传感器检测检测多功能环境检测仪主机周围的TVOC浓度值或者是甲醛浓度值超过或者低于预设的报警值时，将会通过主2.4G RF模块发送一命令数据给无线插座，无线插座通过执行2.4G RF模块收到相关的命令数据后，将通过控制继电器，从而控制插座的开启与关闭，进而控制相关的净化设备的开启与关闭，以净化多功能环境检测仪主机周围空气，与此同时也有相关的LED指示灯指示当前无线插座的插座开与关状态。

多功能环境检测仪主机一方面通过TVOC传感器、甲醛传感器、温湿度传感器分别实时检测多功能环境检测仪主机周围的TVOC浓度值、甲醛浓度值与温湿度值，数据经过主MCU控器处理之后通过LCD显示屏进行实时显示，另一方面处理后的数据信息通过WIFI模块经过无线路由器发送到网络、并在云服务器上存储相关的数据信息；当TVOC传感器、甲醛传感器检测到多功能环境检测仪主机周围的TVOC浓度值、甲醛浓度值超过或低于预设的阈值时，蜂鸣报警器会自动报警(开启自动报警功能后有效，可通过按键输入模块进行开启与关闭)，与此同时通过主2.4G RF模块发送一命令数据给无线插座，无线插座收到相关数据命令后，将控制插座的开启与关闭，进而控制相关的净化设备的开启与关闭，以净化多功能环境检测仪主机周围空气。

按键输入模块的功能设置有开关机、TVOC单位切换(mg/m3与ppm 的切换)、温度单位切换(。C与。F的切换)、TVOC、甲醛报警阈值的设置、时钟的设置、配置主机与从机的2.4G RF模块的频道与地址等功能。

一个主机最多可以连接126个从机一,126个从机二.并且扩展出来的从机二(无线插座)可以用来控制其他家电使用，所受控的家电均可以通过网络控制或者手动按键来实现开关的控制。并且支持网络延时定时无线插座的开关。

主MUC控制器的供电方式采用锂电池供电，方便携带；充电方式采用手机USB接口进行对锂电池充电，操作方便，兼容性强。

主机与从机都有掉电保存、低功耗等功能。

手机APP终端软件一方面可以通过互联网Internet查看相关的设备数据信息以及公司主页、官方产品信息还可以对设备进行相关的命令控制；另一方面可以直接与WIFI进行局域网通信，可以对设备进行相关的命令控制。

无线插座的工作流程：

如图2所示，首先上电程序初始化(包括各外设)，检测该从机ID是否已经配置完毕。当从机已经配置好ID时开始检测从机是否向主机报道成功，报道不成功则继续进行报道。报道成功后进入等待接收主机的命令，并检测等待时间是否超过所设定的时间T1，超时则继续向主机发送报道命名，未超时则接收主机命令。然后进行命令的处理，根据主机发送的命令内容对开关的控制或者反馈开关的状态；当从机未配置ID时，则检测按键是否在按下状态，按键如有按下大于3S时进入配置模式，向主机申请ID，如申请成功则收到主机发来的ID进入到等待接受命令状态。按键如有按下小于3S时则直接控制继电器的开关。

当有按键按下小于3S时，从机会立即进行开关继电器的断开或者开启。

单点测温湿度检测装置的工作流程：

如图3所示，首先开始初始化，检测该从机ID是否已经配置，当ID已经配置时检测从机是否向主机报道成功。报道成功后等待接收主机发出测温湿度的命令，然后检测等待时间是否超过所设定的时间T2，未超过时接收到主机的命令，然后进行反馈所测的温湿度，反馈成功后进入休眠60S。休眠60S后自动唤醒进入下一轮的判断；当从机尚未配置ID时，从机直接进入到休眠60S的模式。

当检测到有按键下时自动唤醒，并且检测按键按下的时间是否大于3S，按键按下时间超过3S时从机进入配置模式，向主机申请ID。申请成后进入到等待接收主机发出的测温湿度的命令。

多功能环境测量仪主机的工作流程步骤：如图4所示。

按键操作说明：按键分别有功能键，设置键，和确认键

LCD显示说明：当有系统检测到的数值或者状态发生变化时系统自动进行更新

温湿度采集(步骤2)、甲醛采集(步骤3)、TVOC采集(步骤4)，如图5所示:

电源管理工作流程：

如图6所示，系统首先判断是否有外接电源给产品供电，当有USB外接电源给系统供电时系统自动断开电池连接使用外部电源供电，检测到电池电压低需要充电时给电池充电，充满后自动停止给电池充电。当没有外部电源接入时自动使用电池给系统供电，然后检测电池电压是否充足，电压不足时关闭系统，电压充足时运行系统。

RF控制(步骤8)工作流程：

如图7所示，RF模块分配置模式和工作模式。

配置模式：长按配置键并且保持按下状态，RF进入到配置模式，进入后启动配置接收地址然后等待配置的申请，然后检测是否收到申请配置的命令。如没有收到则继续等待，收到则分配ID给从机

RF工作模式：每60S开始查询所报道从机的ID，检测所查询的ID是否小于最大的从机报道ID，当大于时返回第一次个ID进行扫描检测。小于时查询从机的ID等待反馈，检测等待反馈的时间T3是否超时，如超时则申报此ID未故障设备。没超时则检测下一个ID号从机并且判断是否有命令下发到该从机，有则发送命令道从机，没有则返回查询ID部分。

WIFI控制(步骤9)工作流程：

如图8所示，首先WIFI模块进入配置使能，当使能成功是进入到配置模式。开始启动smatconfig,然后等待配置完成，检测是配置是否成功。成功后连接到路由器，不成功使用原有旧的配置连接到路由器。当使能不成功时进入到工作模式，然后连接到路由器。检查是否有数据需要发送，当有数据要发送时发送数据，并检查数据是否发送成功，连续发送3次不成功后跳转到检查是否有数据发送，发送成功后等待接收数据，接收成功时进行处理数据，处理完毕后跳转到检查是否有数据发送，当收不到接收的数据时也跳转到检查是否有数据发送。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多功能环境测量仪，其特征在于，该方法是在室外设置多个单点温湿度检测装置，室内设置多功能环境检测仪主机，多个单点温湿度检测装置通过无线通讯方式将数据传输给多功能环境检测仪主机，且多功能环境检测仪主机还通过无线通讯方式来控制多个无线插座的断开与闭合，从而控制室内空气净化设备的启动与关闭，所述室内的多功能环境检测仪主机还可以通过无线路由器(20)连入网络并可通过网络(21)将检测数据发送到云服务器(22)和手机APP终端(23)。

2.根据权利要求1所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述单点温湿度检测装置内包括温湿度传感器(1)、检测MCU控制器(2)和检测2.4G RF模块(3)，且温湿度传感器(1)受控于检测MCU控制器(2)，检测MCU控制器(2)通过检测2.4G RF模块(3)向多功能环境检测仪主机发送检测数据。

3.根据权利要求1所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述无线插座内包括执行MCU控制器(5)，且执行MCU控制器(5)控制继电器(4)和LED指示灯(6)工作，并通过执行2.4G RF模块(7)与多功能环境检测仪主机通讯。

4.根据权利要求1所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述多功能环境检测仪主机内包括主MCU控制器(13)，且主MCU控制器(13)分别控制TVOC传感器(16)、甲醛传感器(17)、多功能环境检测仪主机周围温度湿度传感器(15)、主2.4G RF模块(12)、WIFI模块(14)、按键输入模块(10)、LCD显示屏(9)、时钟模块(8)、USB充电供电接口(19)、锂电池供电模块(11)以及蜂鸣报警器(18)工作。

5.根据权利要求1所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述云服务器(22)和手机APP终端(23)分别连入网络(21)，且云服务器内设有数据存储装置。

6.根据权利要求1所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述检测2.4G RF模块(3)和执行2.4G RF模块(7)分别与主2.4G RF模块(12)实施无线通讯连接。

7.根据权利要求4所述的多功能环境测量仪，其特征在于，所述WIFI模块(14)可通过无线路由器(20)将信号上传至网络(21)。