CN105243820A - 智能便携环境检测终端及环境检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能便携环境检测终端，包括电源管理电路、显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、传感器信号调理电路、传感器阵列、以及单片机，电源管理电路分别与显示驱动电路、时钟电路、以及通讯电路连接，单片机分别与显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、以及传感器信号调理电路连接，传感器阵列与传感器信号调理电路连接；本发明还提供了一种环境检测系统，该系统包括云端服务器和至少一个智能便携环境检测终端，智能便携环境检测终端与云端服务器通过无线网络或/和有线网络连接。其对环境的检测数据分析、处理、以及显示能力良好，并且检测能力良好。

Description

智能便携环境检测终端及环境检测系统

技术领域

本发明涉及一种环境检测设备及技术，尤其涉及一种智能便携环境检测终端及环境检测系统。

背景技术

随着世界人口的增加、工业污染的加剧，各种能够对周围环境质量进行检测的技术变得至关重要，特别是对空气、水、土壤的检测技术，这些检测一般要求用户自行提供样品并送到相关实验室进行检测，检测后由实验室提供给用户一个完整报告；这种检测一般周期比较长而且费用较高，若用户想得到测量结果随时间和地理位置的变化分布，其费用更是惊人；不仅如此，由于检测周期较长，用户往往无法及时得到分析结果，导致测量意义大打折扣。

目前，针对上述问题，市场上出现了一些便携式的检测设备，这类设备往往针对特定用途可以进行快速、多次检测，解决了用户对于测量成本和测量分析速度的基本要求，但是，需要指出的是，这种便携设备往往出于对成本控制的要求，其数据分析、处理能力和显示能力极为有限，并不能真正取代传统意义上的实验室；不仅如此，用户也很难得到随时间、地理位置的分布的测量结果以及与历史上相近测量结果的比对，更不能与其它测量设备联网进行大范围的检测，以上缺陷极大地限制了这种便携设备的应用和意义。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种智能便携环境检测终端及环境检测系统，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种对环境的检测数据分析、处理、以及显示能力良好，并且检测能力良好的便携环境检测终端。

本发明的智能便携环境检测终端，包括电源管理电路、显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、传感器信号调理电路、传感器阵列、以及单片机，所述电源管理电路分别与显示驱动电路、时钟电路、以及通讯电路连接，所述单片机分别与显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、以及传感器信号调理电路连接，所述传感器阵列与传感器信号调理电路连接。

进一步的，所述传感器阵列包括分别与传感器信号调理电路连接的光学传感器、或/和电学传感器、或/和电化学传感器、或/和光电子学传感器、或/和光谱仪。

进一步的，该检测终端还包括与所述显示驱动电路连接的LCD显示器或LED显示器。

进一步的，该检测终端还包括人机交互按键，所述人机交互按键一端连接电源管理电路，且人机交互按键另一端连接单片机。

进一步的，该检测终端还包括基准电路，所述基准电路分别与电源管理电路、单片机、传感器信号调理电路连接。

进一步的，该检测终端还包括语音播报电路，所述语音播报电路一端连接单片机，且语音播报电路另一端连接电源管理电路。

进一步的，所述电源管理电路包括USB充电管理电路、电源、以及保护电路，所述保护电路一端连接USB充电管理电路，且保护电路另一端连接电源。

进一步的，所述单片机内嵌有固化程序，所述固化程序用于执行以下步骤：1)设置测量参数；2)启动测量；3)采集数据；4)对步骤3)采集到的数据进行处理；5)将步骤4)所得数据处理结果传输给通讯电路。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种环境检测系统，该系统包括云端服务器和至少一个上述智能便携环境检测终端，所述智能便携环境检测终端与云端服务器通过无线网络或/和有线网络连接，且所述全部智能便携环境检测终端通过云端服务器连成网络并实现数据共享。

进一步的，该环境检测系统还包括分别与云端服务器、智能便携环境检测终端连接的手持智能终端或/和计算机。

进一步的，所述云端服务器为包括数据库和数据分析处理模块的服务器，所述数据库包括以往环境检测的时间、地理位置、以及结果。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明便携检测终端加入了通讯电路，引入了云端服务器，从而将复杂的数据处理任务从检测终端转移到云端数据处理模块和服务器上执行，不仅降低了检测终端的设备成本，而且极大提高了数据处理能力和分析精确度，进而取代传统意义上的检测实验室；不仅如此，云端数据处理模块与云端数据库相连，进行更为复杂的历史测量数据比对，可以为用户提供更为准确的测量结果分析，并提供测量结果随时间、地理位置变化的详细图表，以及与相近地区检测结果的比对等；在用户同时使用多个便携检测终端时，云端数据处理模块还可以将网络内所有的终端相连，以便进行大覆盖范围的快速检测；以上优势是现有便携检测设备和传统检测实验室都难以达到的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明智能便携环境检测终端及环境检测系统的电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，本发明一较佳实施例所述的智能便携环境检测终端13，包括电源管理电路1、显示驱动电路2、时钟电路3、通讯电路4、采样滤波电路5、传感器信号调理电路6、传感器阵列7、以及单片机8，电源管理电路1分别与显示驱动电路2、时钟电路3、以及通讯电路4连接，单片机8分别与显示驱动电路2、时钟电路3、通讯电路4、采样滤波电路5、以及传感器信号调理电路6连接，传感器阵列7与传感器信号调理电路6连接。

需要说明的是，在本实施例中，传感器信号调理电路的作用在于，其用于对传感器信号的放大、整形，为下一级电路提供理想的信号输出；采样滤波电路的作用在于，用于完成多路调理信号的采集、滤波、以及电平转换等，为AD采样提供最佳的信号范围及线性度；时钟电路的作用在于，其可以准确地提供当前时间，送入单片机；

通讯电路或模块的作用在于，其用于连接便携检测终端跟外部云端服务器和智能设备(智能手机、平板电脑等)，通过不同的组网模式，实现局域网短距离与广域网远距离控制，其控制收发的数据包括各种测量数据以及各种控制指令；该通讯电路包括WI-FI通讯模块但不限于WI-FI通讯模块，本实施例还可以采用ZIGBEE模块、或者蓝牙模块、或2.4G开关、或433开关组成所需要的无线通讯电路；

单片机8内嵌有固化程序，固化程序用于执行以下步骤：1)设置测量参数；2)启动测量；3)采集数据；4)对步骤3)采集到的数据进行处理；5)将步骤4)所得数据处理结果传输给通讯电路。需要说明的是，单片机的作用在于，单片机可以控制多路传感器工作状态设置并完成信号的采样及数据压缩，完成电量信号的采样计算，对电量情况做出显示，采集当前的时间，做出时间显示；采集按键信息，完成人机交互；驱动显示屏，完成各种信息的显示；与通讯电路或模块连接，将当前信息及压缩数据通过网络发送到云端服务器和智能手持设备(智能手机、平板电脑等)。

传感器阵列7包括分别与传感器信号调理电路连接的光学传感器、或/和电学传感器、或/和电化学传感器、或/和光电子学传感器、或/和光谱仪。需要说明的是，传感器阵列中的传感器并不限于上述传感器，可以根据需要检测的环境因素添加其它的传感器，比如雨水或河流酸碱度检测传感器，或删减上述传感器中的一种或多种。

关于本发明中为了实现检测人员与该检测终端之间的信息交互，以及命令的设置，可以采用如下方案的一种或两种来完成：

第一、该检测终端还包括与显示驱动电路连接的LCD显示器或LED显示器，通过手指或笔杆等方式按压显示器的显示屏，可以实现检测人员与该检测终端之间的信息交互，以及命令的设置。

第二、该检测终端还包括人机交互按键10，人机交互按键10一端连接电源管理电路，且人机交互按键另一端连接单片机。

以上两种实现检测人员与该检测终端之间的信息交互的方案中，单独采用第一种或第二种时，都可以实现检测人员与该检测终端之间的信息顺利交互，当采用以上两种方式同时进行时，则给人机信息交互提供了双重保障。

该检测终端还包括基准电路9，基准电路9分别与电源管理电路1、单片机8、传感器信号调理电路6连接。需要说明的是，本实施中的基准电路用于为单片机、信号调理电路等提供电压基准；而电压基准电路的作用是能输出一个稳定度、精度极高的参考电压，其温漂极小。

该检测终端还包括语音播报电路12，语音播报电路12一端连接单片机8，且语音播报电路12另一端连接电源管理电路1。需要说明的是，语音播报电路用于支持本检测终端对检测时的重要信息，比如时间、地点，以及检测结果，比对所得的近似历史检测结果通过语音播报给检测人员，方便最终获得检测报告。

电源管理电路1包括USB充电管理电路(图中未示出)、电源、以及保护电路11，保护电路11一端连接USB充电管理电路，且保护电路11另一端连接电源；需要说明的是，电源管理电路用于给系统供电，并提供电量信号给单片机，以提醒用户是否给产品充电；同时USB充电管理电路的USB接口可以很方便的与很多设备连接，甚至可以将产品放置在车内，而不用担心供电问题；与电源管理电路配套的交流充电器输出端与USB接口连接，其输入端与市电AC220V连接。在本实施例中，电源可选择锂电池但不限于锂电池，还可以是镍氢电池，凡是可以给检测终端提供足够能量并且可以通过充电反复使用的电池，或者其它形式的电源均落在本发明的保护范围内。

本实施例还提供了一种环境检测系统，该系统包括云端服务器14和至少一个上述智能便携环境检测终端13，智能便携环境检测终端与云端服务器通过无线网络或/和有线网络连接，且所述全部智能便携环境检测终端通过云端服务器连成网络并实现数据共享。该环境检测系统还包括分别与云端服务器、智能便携环境检测终端连接的手持智能终端或/和计算机。需要说明的是，用户可通过手持设备和/或电脑远程控制单片机，从而控制便携检测终端完成测量任务并进行数据处理和显示；用户还可通过手持设备和/或电脑同时连接便携检测终端和云端服务器，进行复杂测量、复杂数据分析与比对、复杂结果显示。

云端服务器14包括数据库和数据分析处理模块，数据库包括以往环境检测的时间、地理位置、以及结果。需要说明的是，数据分析处理模块中设置有支持安卓系统或苹果系统的APP软件，APP软件由UI界面、各级子菜单、各功能子程序组成；APP软件是安装在智能设备(如智能手机)上的程序，用户通过APP软件可以在局域网或者广域网范围内找到并控制便携检测终端、登录云端服务器进行检测数据分析与显示。智能手持设备APP的引入使得便携检测终端、智能手持设备、云端数据库和数据分析处理模块融为一体，用户的检测时间和地理位置等重要信息可以方便地从用户智能手机得到，各种检测结果可以清楚方便地显示在用户手机屏上；用户也可以远程登录云端服务器，随时调阅测量结果；手持设备或电脑APP可直接通过有线或无线的方式与便携终端相连，并通过手机信号与云端服务器相连，这样，可以通过充分利用手持设备(如智能手机)的软、硬件资源来减少便携终端的硬件配置，便携终端通过手持设备向云端服务器上传的检测结果，检测时间及地理位置信息，可以由手持设备通讯信号、WI-FI信号、GPS信号获得，最后云端服务器向手持设备发送分析结果并显示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.智能便携环境检测终端，其特征在于：包括电源管理电路、显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、传感器信号调理电路、传感器阵列、以及单片机，所述电源管理电路分别与显示驱动电路、时钟电路、以及通讯电路连接，所述单片机分别与显示驱动电路、时钟电路、通讯电路、采样滤波电路、以及传感器信号调理电路连接，所述传感器阵列与传感器信号调理电路连接。

2.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：所述传感器阵列包括分别与传感器信号调理电路连接的光学传感器、或/和电学传感器、或/和电化学传感器、或/和光电子学传感器、或/和光谱仪。

3.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：该检测终端还包括与所述显示驱动电路连接的LCD显示器或LED显示器。

4.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：该检测终端还包括人机交互按键，所述人机交互按键一端连接电源管理电路，且人机交互按键另一端连接单片机。

5.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：该检测终端还包括基准电路，所述基准电路分别与电源管理电路、单片机、传感器信号调理电路连接。

6.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：该检测终端还包括语音播报电路，所述语音播报电路一端连接单片机，且语音播报电路另一端连接电源管理电路。

7.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：所述电源管理电路包括USB充电管理电路、电源、以及保护电路，所述保护电路一端连接USB充电管理电路，且保护电路另一端连接电源。

8.根据权利要求1所述的智能便携环境检测终端，其特征在于：所述单片机内嵌有固化程序，所述固化程序用于执行以下步骤：1)设置测量参数；2)启动测量；3)采集数据；4)对步骤3)采集到的数据进行处理；5)将步骤4)所得数据处理结果传输给通讯电路。

9.一种环境检测系统，其特征在于：该系统包括至少一个云端服务器和如权利要求1～8任一所述的智能便携环境检测终端，所述智能便携环境检测终端与云端服务器通过无线网络或/和有线网络连接，且所述全部智能便携环境检测终端通过云端服务器连成网络并实现数据共享。

10.根据权利要求9所述的一种环境检测系统，其特征在于：该环境检测系统还包括分别与云端服务器、智能便携环境检测终端连接的手持智能终端或/和计算机。

11.根据权利要求9所述的一种环境检测系统，其特征在于：所述云端服务器为包括数据库和数据分析处理模块的服务器，所述数据库包括以往环境检测的时间、地理位置、以及结果。