CN105510536A - 高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法 - Google Patents

高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法 Download PDF

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仵浩
周蒙钒
黄杰烽
王利君
宋超群
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0073—Control unit therefor
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

本发明公开一种高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法，包括AD采样模块、温湿度传感器、GPRS模块、RF模块和控制器，AD采样模块对空气污染物进行采样检测，控制器对采样数据进行分析处理，通过GPRS模块和RF模块与上位机进行通信。本发明支持太阳能电池、锂电池和市电三电源供电；采用了AD7606高速高精度采样芯片，在输入保护、滤波处理、采样通道和采样算法中有优势；配有GPS模块，可准确定位装置所放地点，方便装置在户外寻找。

Description

高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法
技术领域
本发明涉及环境监测设备技术领域，尤其涉及一种高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法。
背景技术
现有的大气污染物监测方案基本是采用采样电路和放大电路对现有的大气污染物气体传感器进行数据采集，再通过放大电路放大电压信号送给控制器，控制器通过对电压信号的分析判断气体浓度的大小，功能单一，对大气污染物监测效果不理想。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的就是要克服上述缺点，旨在提供一种高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明的高精度便携式大气污染物监测装置，包括电源模块，用于为整个监测装置供电；
AD采样模块，对大气中的污染物信息进行精确采集，并转化为污染物数字信号；
温湿度传感器，用于检测大气中的温湿度，并将其转换为温湿度数字信号；
GPRS模块和RF模块，其中，所述GPRS模块与上位机进行数据通信；所述RF模块与上位机进行射频通信；
GPS模块，通过经度和纬度对监测装置进行精确定位；
存储模块、显示模块和报警模块，所述存储模块用于存储污染物浓度值信息；所述显示模块用于显示各项信息；所述报警模块用于发出报警；
控制器，用于将污染物数字信号、温湿度数字信号进行数字分析，并通过GPRS模块和RF模块与上位机进行互动通信，同时，对数字分析的结果通过存数、显示和/或报警。
所述电源模块包括为监测装置直接供电的太阳能电池、锂电池和适配器，所述太阳能电池和适配器均能为锂电池充电。
所述AD采样模块连接有CO传感器、NO传感器、NO2传感器、O3传感器、SO2传感器和PM2.5传感器，用于采集对应的空气污染物信息。
还公开了一种大气污染物监测方法，包括如下步骤，
电源模块进行供电，在室内供电遇停电时，通过GPRS和RF模块告知上位机停电信息；
AD采样模块采集污染物信息，并将其转换为数字信号传递给控制器；
温湿度传感器将温湿度信息传递至控制器；
GPS模块为控制器提供位置信息；
控制器将采集到的污染物信息和温湿度信息以及位置信息进行存储和显示，若当前污染物浓度超过预设值则启动报警模块；
其中报警模块通过GPRS和/或RF模块传递报警信息；
控制器通过GPRS和/或RF模块与上位机进行相互通信，上位机可设置污染物浓度的预设值。
进一步，所述AD采样模块为AD7606高精度采样芯片。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：1、支持太阳能电池、锂电池和市电三电源供电；2、采用了AD7606高速高精度采样芯片，在输入保护、滤波处理、采样通道和采样算法中有优势；3、可检测出有害气体的多种大气污染物浓度指标：如臭氧和PM2.5；4、GPRS、RF、TF卡多重手段存储数据；5、配有GPS模块，可准确定位装置所放地点，方便装置在户外寻找。
附图说明
图1为本发明的高精度便携式大气污染物监测装置原理图；
图2为本发明高精度便携式大气污染物监测装置监测方法流程图。
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。
如图1所示，本发明的高精度便携式大气污染物监测装置及其监测方法，包括电源模块，用于为整个监测装置供电；
AD采样模块，对大气中的污染物信息进行精确采集，并转化为污染物数字信号，该信号送至控制器，控制器进行计算，得出具体的数值；
温湿度传感器，用于检测大气中的温湿度，并将其转换为温湿度数字信号，该信号送至控制器，控制器进行计算，得出具体的数值；
GPRS模块和RF模块(射频通信模块)，其中，所述GPRS模块与上位机进行数据通信，提供故障上传和短信报警服务；
所述RF模块与上位机进行射频通信；GPRS模块和RF模块相互配合，多点拓展时，近距离可通过RF互相通讯，远距离可通过GPRS通讯并上传至上位机。
GPS模块，通过经度和纬度对监测装置进行精确定位；
存储模块、显示模块和报警模块，所述存储模块用于存储污染物浓度值信息；所述显示模块用于显示各项信息；所述报警模块用于发出报警；存储模块能将监测信息存储，如存储至内存卡，与GPRS模块和RF模块组成双保险，防止信息遗失。
控制器，用于将污染物数字信号、温湿度数字信号进行数字分析，并通过GPRS模块和RF模块与上位机进行互动通信，同时，对数字分析的结果通过存数、显示和/或报警。
所述电源模块包括为监测装置直接供电的太阳能电池、锂电池和适配器，所述太阳能电池和适配器均能为锂电池充电。
所述AD采样模块连接有CO传感器、NO传感器、NO2传感器、O3传感器、SO2传感器和PM2.5传感器，用于采集对应的空气污染物信息，根据污染物浓度的不同，传感器对AD采样模块的信号强度也不同，浓度值超过控制器预设值时，控制器启动报警模块，触发相应的报警设备。
图2为本发明大气污染物监测方法的流程图，包括如下步骤，
电源模块进行供电，在室内供电遇停电时，通过GPRS和RF模块告知上位机停电信息；
AD采样模块采集污染物信息，并将其转换为数字信号传递给控制器；
温湿度传感器将温湿度信息传递至控制器；
GPS模块为控制器提供位置信息；
控制器将采集到的污染物信息和温湿度信息以及位置信息进行存储和显示，若当前污染物浓度超过预设值则启动报警模块；
其中报警模块通过GPRS和/或RF模块传递报警信息；
控制器通过GPRS和/或RF模块与上位机进行相互通信，上位机可设置污染物浓度的预设值。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种高精度便携式大气污染物监测装置，其特征在于：包括
电源模块，用于为整个监测装置供电；
AD采样模块，对大气中的污染物信息进行精确采集，并转化为污染物数字信号；
温湿度传感器，用于检测大气中的温湿度，并将其转换为温湿度数字信号；
GPRS模块和RF模块，其中，所述GPRS模块与上位机进行数据通信；所述RF模块与上位机进行射频通信；
GPS模块，通过经度和纬度对监测装置进行精确定位；
存储模块、显示模块和报警模块，所述存储模块用于存储污染物浓度值信息；所述显示模块用于显示各项信息；所述报警模块用于发出报警；
控制器，用于将污染物数字信号、温湿度数字信号进行数字分析，并通过GPRS模块和RF模块与上位机进行互动通信，同时，对数字分析的结果通过存数、显示和/或报警。
2.如权利要求1所述的高精度便携式大气污染物监测装置，其特征在于：所述电源模块包括为监测装置直接供电的太阳能电池、锂电池和适配器，所述太阳能电池和适配器均能为锂电池充电。
3.如权利要求1所述的高精度便携式大气污染物监测装置，其特征在于：所述AD采样模块连接有CO传感器、NO传感器、NO2传感器、O3传感器、SO2传感器和PM2.5传感器，用于采集对应的空气污染物信息。
4.一种大气污染物的监测方法，其特征在于，包括如下步骤，
电源模块进行供电，在室内供电遇停电时，通过GPRS和RF模块告知上位机停电信息；
AD采样模块采集污染物信息，并将其转换为数字信号传递给控制器；
温湿度传感器将温湿度信息传递至控制器；
GPS模块为控制器提供位置信息；
控制器将采集到的污染物信息和温湿度信息以及位置信息进行存储和显示，若当前污染物浓度超过预设值则启动报警模块；
其中报警模块通过GPRS和/或RF模块传递报警信息；
控制器通过GPRS和/或RF模块与上位机进行相互通信，上位机可设置污染物浓度的预设值。
5.如权利要求1-3任一项所述的高精度便携式大气污染物监测装置，其特征在于：所述AD采样模块为AD7606高精度采样芯片。
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