CN105547940A - 基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：主要由微处理器，均与微处理器相连接的信号调节电路、显示器和滤波谐振电路，与滤波谐振电路相连接的电源，与信号调节电路相连接的转换识别电路，以及与转换识别电路相连接的风速传感器组成；所述转换识别电路由转换芯片U1，输入端与风速传感器相连接、输出端与转换芯片U1相连接的信号输入电路，以及输入端与转换芯片U1相连接、输出端与信号调节电路相连接的信号放大整形电路组成。本发明不仅结构简单，而且成本低廉，还能在必不拆卸空气净化器的情况下就能得知过滤网附着灰尘颗粒的情况，以此判定是否需要清洁过滤网，因此适合推广运用。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测系统，具体是指一种基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统。
背景技术
空气净化器主要是通过吸附空气中的颗粒杂质而清洁空气，在空气净化器使用一段时间后由于滤网吸附了大量颗粒杂质将会影响除尘效果，因此需要清除滤网上吸附的颗粒杂质。目前，用户在使用空气净化器时不能确定滤网的吸附情况，只能不定期的拆卸空气净化器，以便于检查滤网的吸附情况并进行对滤网的清洁工作，因此给用户带来极大的不便。
发明内容
本发明的目的在于克服目前用户在使用空气净化器时不能确定滤网的吸附情况，只能不定期的拆卸空气净化器以确定滤网的吸附情况的缺陷，提供一种不仅结构简单，而且成本低廉，还能随时监测滤网的吸附情况的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统。
本发明通过下述技术方案实现：
基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，主要由微处理器，均与微处理器相连接的信号调节电路、显示器和滤波谐振电路，与滤波谐振电路相连接的电源，与信号调节电路相连接的转换识别电路，以及与转换识别电路相连接的风速传感器组成；所述转换识别电路由转换芯片U1，输入端与风速传感器相连接、输出端与转换芯片U1相连接的信号输入电路，以及输入端与转换芯片U1相连接、输出端与信号调节电路相连接的信号放大整形电路组成。
进一步的，所述信号调节电路由调节芯片U2，三极管VT6，三极管VT7，场效应管Q2，P极作为信号调节电路的其中一个输入端、N极经电阻R12后与调节芯片U2的VG管脚相连接的稳压二极管D7，一端作为信号调节电路的另一个输入端、另一端经电阻R14后与调节芯片U2的RE管脚相连接的电阻R13，正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、负极与调节芯片U2的RG管脚相连接的极性电容C4，N极与极性电容C4的正极相连接、P极与三极管VT6的基极相连接的稳压二极管D8，N极与调节芯片U2的SE管脚相连接、P极经电阻R15后与三极管VT7的发射极相连接的二极管D9，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极与场效应管Q2的栅极相连接的极性电容C5，串接在调节芯片U2的OUT管脚与三极管VT7的基极之间的电阻R16，串接在二极管D9的P极与三极管VT6的发射极之间的电阻R17，P极与三极管VT7的集电极相连接、N极与场效应管Q2的漏极相连接的二极管D10，负极与三极管VT6的集电极相连接、正极经电阻R18后与场效应管Q2的源极相连接的极性电容C6，以及一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与场效应管Q2的漏极共同作为信号调节电路的输出端的电阻R19组成；所述调节芯片U2的VIN管脚与其VG管脚相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT7的集电极与三极管VT6的集电极相连接，其发射极与极性电容C5的正极相连接。
再进一步的，所述滤波谐振电路由三极管VT8，三极管VT9，场效应管Q3，P极经电感L后与三极管VT8的基极相连接、N极与三极管VT9的发射极相连接的二极管D11，正极经电阻R20后与三极管VT8的集电极相连接、负极接地的电容C7，串接在三极管VT8的发射极与三极管VT9的基极之间的电阻R21，串接在场效应管Q3的源极与三极管VT9的集电极之间的电阻R23，P极与场效应管Q3的漏极相连接、N极与三极管VT8的发射极相连接的二极管D12，正极经电阻R22后与场效应管Q3的栅极相连接、负极与三极管VT9的基极相连接的电容C8，N极与三极管VT9的集电极相连接、P极作为滤波谐振电路的输出端与微处理器相连接的二极管D13，以及正极与二极管D13相连接、负极与三极管VT9的发射极相连接的电容C9组成；所述场效应管Q3的栅极与电容C7的正极相连接，所述三极管VT8的基极作为滤波谐振电路的输入端与电源相连接。
更进一步的，所述信号输入电路由三极管VT1，一端作为信号输入电路的输入端、另一端经极性电容C1后与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，N极与极性电容C1和电阻R1的连接点相连接、P极经电阻R2后与转换芯片U1的SCLK管脚相连接的稳压二极管D1，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与转换芯片U1的CS管脚相连接的稳压二极管D2，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与转换芯片U1的RESET管脚相连接的电阻R3组成；所述三极管VT1的发射极与稳压二极管D1的P极相连接，其基极接地，所述转换芯片U1的GND管脚接地。
同时，所述信号放大整形电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，场效应管Q1，N极经电阻R4后与转换芯片U1的VDD管脚相连接、P极与场效应管Q1的栅极相连接的稳压二极管D3，正极与场效应管Q1的栅极相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C2，一端与场效应管Q1的漏极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电阻R5，P极与放大器P的输出端相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的稳压二极管D5，一端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R7，一端与转换芯片U1的DRDY管脚相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电阻R6，串接在三极管VT3的发射极与三极管VT5的集电极之间的电阻R8，串接在三极管VT3的基极与三极管VT2的发射极之间的稳压二极管D4，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C3，串接在三极管VT2的集电极与三极管VT5的集电极之间的电阻R10，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电阻R11，以及N极与三极管VT5的集电极相连接、P极与三极管VT4的发射极共同作为信号放大整形电路的输出端的稳压二极管D6组成；所述放大器P的正输入端与转换芯片U1的DIN管脚相连接，其负输入端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接，其输出端分别与场效应管Q1的源极和三极管VT3的发射极相连接；所述三极管VT5的基极与三极管VT4的集电极相连接，其发射极接地；所述三极管VT2的集电极与三极管VT3的集电极相连接。
为了确保效果，所述转换芯片U1为AD7705集成芯片，所述调节芯片U2为MLH6609集成芯片，所述微处理器为NCP1652集成芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明不仅结构简单成本低廉，还能通过风速传感器采集空气净化器的过滤网上的风速，并通过转换识别电路将风速传感器采集的风速信号转换为微处理器可识别的电信号，通过信号调节电路对该电信号进行调解处理，通过微处理器处理该电信号后可将处理结果显示在显示器上，用户则可通过显示器得知过滤网上覆盖灰尘颗粒的情况，以此判定是否需要清洁过滤网，而不需要不定期的拆卸空气净化器就能得知过滤网是否需要清洁，非常方便使用。
(2)本发明的信号调节电路可对转换识别电路输出的电信号进行高纹波抑制、降低导通阻抗以及稳流稳压处理，使输入微处理器的电信号更加平稳且更加准确，因此可提高本发明的监测结果的准确率。
(3)本发明的滤波谐振电路可对电源进行滤波和去噪处理，以便于向本发明的监测系统提供稳定的电源电压。
(4)本发明的信号输入电路可便于将风速传感器采集的风速信号传输至转换芯片U1，通过转换芯片U1将风速传感器采集的风速信号转换为电信号，以便于微处理器识别并进行计算。
(5)本发明的信号放大整形电路可将转换芯片U1转换后的电信号进行放大，同时还能对该电信号进行去噪整形处理，以便于微处理器接收到准确的风速信息，从而得出过滤网上附着灰尘颗粒的准确信息。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的转换识别电路的电路结构示意图。
图3为本发明的信号调节电路的电路结构示意图。
图4为本发明的滤波谐振电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明的监测系统，主要由微处理器，均与微处理器相连接的信号调节电路、显示器和滤波谐振电路，与滤波谐振电路相连接的电源，与信号调节电路相连接的转换识别电路，以及与转换识别电路相连接的风速传感器组成。使用时，所述风速传感器设置在空气净化器的过滤网上，风速传感器采集空气净化器过滤时空气经过过滤网所产生的风速，转换识别电路将风速传感器采集的风速信号转换为电信号，信号调节电路对该电信号进行调节处理，然后将该电信号传输至微处理器，微处理器通过计算得出风阻信息，并能通过风速传感器采集的风速大小计算得出过滤网上覆盖灰尘颗粒的比例，然后将相关的信息显示在显示器上。由于过滤网上过滤时滤出的灰尘颗粒大多附着在过滤网上，过滤网上附着的灰尘颗粒越多则空气经过过滤网时产生的风速越小，因此用户通过显示器显示的信息可以得知过滤网上附着的灰尘量的大小，以此判定是否需要清洁过滤网，而不必不定期的拆卸空气净化器就能得知过滤网是否需要清洁，非常方便使用。
实施时，所述转换识别电路由转换芯片U1，信号输入电路，以及信号放大整形电路组成。本实施例中的转换芯片U1采用AD7705集成芯片，所述微处理器则采用NCP1652集成芯片。如图2所示，所述信号输入电路由三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，稳压二极管D1，稳压二极管D2，以及极性电容C1组成。
连接时，所述电阻R1的一端作为信号输入电路的输入端，其另一端经极性电容C1后与三极管VT1的基极相连接。其中，所述极性电容C1的正极与电阻R1相连接，其负极则与三极管VT1的基极相连接。所述稳压二极管D1的N极与极性电容C1的正极相连接，其P极经电阻R2后与转换芯片U1的SCLK管脚相连接。所述稳压二极管D2的P极与三极管VT1的发射极相连接，其N极与转换芯片U1的CS管脚相连接。所述电阻R3的一端与三极管VT1的集电极相连接，其另一端与转换芯片U1的RESET管脚相连接。
同时，所述三极管VT1的发射极与稳压二极管D1的P极相连接，其基极接地，所述转换芯片U1的GND管脚接地。所述信号输入电路的输入端与风速传感器相连接，该信号输入电路将风速传感器采集的风速信号传输至转换芯片U1，通过转换芯片U1将风速传感器采集的风速信号转换为电信号，以便于微处理器识别并进行计算。
所述信号放大整形电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，场效应管Q1，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，极性电容C2，极性电容C3，稳压二极管D3，稳压二极管D4，稳压二极管D5，以及稳压二极管D6组成。
连接时，所述稳压二极管D3的N极经电阻R4后与转换芯片U1的VDD管脚相连接，其P极与场效应管Q1的栅极相连接。所述极性电容C2的正极与场效应管Q1的栅极相连接，其负极与三极管VT4的基极相连接。所述电阻R5的一端与场效应管Q1的漏极相连接，其另一端与三极管VT4的集电极相连接。所述稳压二极管D5的P极与放大器P的输出端相连接，其N极与三极管VT4的发射极相连接。所述电阻R7的一端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接，其另一端与三极管VT2的基极相连接。所述电阻R6的一端与转换芯片U1的DRDY管脚相连接，其另一端与三极管VT3的基极相连接。所述电阻R8串接在三极管VT3的发射极与三极管VT5的集电极之间。所述稳压二极管D4则串接在三极管VT3的基极与三极管VT2的发射极之间，其中，所述稳压二极管D4的P极与三极管VT2的发射极相连接，其N极则与三极管VT3的基极相连接。所述极性电容C3的正极与三极管VT2的发射极相连接，其负极经电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接；所述电阻R10串接在三极管VT2的集电极与三极管VT5的集电极之间。所述电阻R11的一端与三极管VT4的发射极相连接，其另一端与极性电容C3的负极相连接。所述稳压二极管D6的N极与三极管VT5的集电极相连接，其P极与三极管VT4的发射极共同作为信号放大整形电路的输出端。
同时，所述放大器P的正输入端与转换芯片U1的DIN管脚相连接，其负输入端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接，其输出端分别与场效应管Q1的源极和三极管VT3的发射极相连接。所述三极管VT5的基极与三极管VT4的集电极相连接，其发射极接地；所述三极管VT2的集电极与三极管VT3的集电极相连接。
使用时，所述放大器P、场效应管Q1、电阻R5、电阻R8、稳压二极管D5、三极管VT3、三极管VT4、以及三极管VT5形成信号放大电路，可将转换芯片U1转换后的电信号进行放大。所述三极管VT2、稳压二极管D4、稳压二极管D6、极性电容C3、电阻R10和电阻R11则形成去噪整形电路，可滤除杂质信号。
如图3所示，所述信号调节电路由调节芯片U2，三极管VT6，三极管VT7，场效应管Q2，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，稳压二极管D7，稳压二极管D8，二极管D9，二极管D10，极性电容C4，极性电容C5，以及极性电容C6组成。
连接时，所述稳压二极管D7的P极作为信号调节电路的其中一个输入端与三极管VT4的发射极相连接，其N极经电阻R12后与调节芯片U2的VG管脚相连接。所述电阻R13的一端作为信号调节电路的另一个输入端与稳压二极管D6的P极相连接，其另一端经电阻R14后与调节芯片U2的RE管脚相连接。所述极性电容C4的正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接，其负极与调节芯片U2的RG管脚相连接。所述稳压二极管D8的N极与极性电容C4的正极相连接，其P极与三极管VT6的基极相连接。所述二极管D9的N极与调节芯片U2的SE管脚相连接，其P极经电阻R15后与三极管VT7的发射极相连接。所述极性电容C5的正极与三极管VT7的发射极相连接，其负极与场效应管Q2的栅极相连接。
所述电阻R16串接在调节芯片U2的OUT管脚与三极管VT7的基极之间，所述电阻R17串接在二极管D9的P极与三极管VT6的发射极之间。所述二极管D10的P极与三极管VT7的集电极相连接，其N极与场效应管Q2的漏极相连接。所述极性电容C6的负极与三极管VT6的集电极相连接，其正极经电阻R18后与场效应管Q2的源极相连接。所述电阻R19的一端与极性电容C6的正极相连接，其另一端作为信号调节电路的其中一个输出端与NCP1652集成芯片的CT管脚相连接；所述场效应管Q2的漏极作为信号调节电路的另一个输出端与NCP1652集成芯片的FB管脚相连接。所述调节芯片U2的VIN管脚与其VG管脚相连接，其GND管脚接地。所述三极管VT7的集电极与三极管VT6的集电极相连接，其发射极与极性电容C5的正极相连接。
本发明的信号调节电路可对转换识别电路输出的电信号进行高纹波抑制、降低导通阻抗以及稳流稳压处理，经过信号调节电路处理后的电信号更加平稳且更加准确，因此可提高本发明的监测结果的准确率。
本发明的电源与微处理器之间设有滤波谐振电路，所述电源为市电，所述滤波谐振电路可对市电进行滤波去噪处理，以便于为本发明的监测系统提供稳定的电源电压。具体的，如图3所示，所述滤波谐振电路由三极管VT8，三极管VT9，场效应管Q3，二极管D11，二极管D12，二极管D13，电容C7，电容C8，电容C9，电阻R20，电阻R21，电阻R22，以及电阻R23组成。
连接时，所述二极管D11的P极经电感L后与三极管VT8的基极相连接，其N极与三极管VT9的发射极相连接。所述电容C7的正极经电阻R20后与三极管VT8的集电极相连接，其负极接地。所述电阻R21串接在三极管VT8的发射极与三极管VT9的基极之间，所述电阻R23串接在场效应管Q3的源极与三极管VT9的集电极之间。所述二极管D12的P极与场效应管Q3的漏极相连接，其N极与三极管VT8的发射极相连接。所述电容C8的正极经电阻R22后与场效应管Q3的栅极相连接，其负极与三极管VT9的基极相连接。所述二极管D13的N极与三极管VT9的集电极相连接，其P极作为滤波谐振电路的输出端。所述电容C9的正极与二极管D13相连接，其负极与三极管VT9的发射极相连接。
同时，所述场效应管Q3的栅极与电容C7的正极相连接，所述三极管VT8的基极作为滤波谐振电路的输入端与电源相连接。所述二极管D13的P极与NCP1652集成芯片的VCC管脚相连接，所述显示器与NCP1652集成芯片的OUTA管脚相连接。本实施例中，所述三极管VT8、电阻R20、电容C7、电感L、二极管D11、二极管D12、电阻R21以及三极管VT9共同形成滤波电路，可对电源进行滤波处理。所述场效应管Q3、电阻R22、电阻R23、电阻C9、二极管D13则共同形成谐振电路，可对电源进行去噪处理。电源电压通过滤波谐振电路处理后可为本发明的监测系统提供稳定的电压，以保证监测系统监测结果准确可靠。
如上所述，便可较好的实现本发明。
Claims (6)
1.基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：主要由微处理器，均与微处理器相连接的信号调节电路、显示器和滤波谐振电路，与滤波谐振电路相连接的电源，与信号调节电路相连接的转换识别电路，以及与转换识别电路相连接的风速传感器组成；所述转换识别电路由转换芯片U1，输入端与风速传感器相连接、输出端与转换芯片U1相连接的信号输入电路，以及输入端与转换芯片U1相连接、输出端与信号调节电路相连接的信号放大整形电路组成。
2.根据权利要求1所述的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：所述信号调节电路由调节芯片U2，三极管VT6，三极管VT7，场效应管Q2，P极作为信号调节电路的其中一个输入端、N极经电阻R12后与调节芯片U2的VG管脚相连接的稳压二极管D7，一端作为信号调节电路的另一个输入端、另一端经电阻R14后与调节芯片U2的RE管脚相连接的电阻R13，正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、负极与调节芯片U2的RG管脚相连接的极性电容C4，N极与极性电容C4的正极相连接、P极与三极管VT6的基极相连接的稳压二极管D8，N极与调节芯片U2的SE管脚相连接、P极经电阻R15后与三极管VT7的发射极相连接的二极管D9，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极与场效应管Q2的栅极相连接的极性电容C5，串接在调节芯片U2的OUT管脚与三极管VT7的基极之间的电阻R16，串接在二极管D9的P极与三极管VT6的发射极之间的电阻R17，P极与三极管VT7的集电极相连接、N极与场效应管Q2的漏极相连接的二极管D10，负极与三极管VT6的集电极相连接、正极经电阻R18后与场效应管Q2的源极相连接的极性电容C6，以及一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与场效应管Q2的漏极共同作为信号调节电路的输出端的电阻R19组成；所述调节芯片U2的VIN管脚与其VG管脚相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT7的集电极与三极管VT6的集电极相连接，其发射极与极性电容C5的正极相连接。
3.根据权利要求2所述的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：所述滤波谐振电路由三极管VT8，三极管VT9，场效应管Q3，P极经电感L后与三极管VT8的基极相连接、N极与三极管VT9的发射极相连接的二极管D11，正极经电阻R20后与三极管VT8的集电极相连接、负极接地的电容C7，串接在三极管VT8的发射极与三极管VT9的基极之间的电阻R21，串接在场效应管Q3的源极与三极管VT9的集电极之间的电阻R23，P极与场效应管Q3的漏极相连接、N极与三极管VT8的发射极相连接的二极管D12，正极经电阻R22后与场效应管Q3的栅极相连接、负极与三极管VT9的基极相连接的电容C8，N极与三极管VT9的集电极相连接、P极作为滤波谐振电路的输出端与微处理器相连接的二极管D13，以及正极与二极管D13相连接、负极与三极管VT9的发射极相连接的电容C9组成；所述场效应管Q3的栅极与电容C7的正极相连接，所述三极管VT8的基极作为滤波谐振电路的输入端与电源相连接。
4.根据权利要求3所述的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：所述信号输入电路由三极管VT1，一端作为信号输入电路的输入端、另一端经极性电容C1后与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，N极与极性电容C1和电阻R1的连接点相连接、P极经电阻R2后与转换芯片U1的SCLK管脚相连接的稳压二极管D1，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与转换芯片U1的CS管脚相连接的稳压二极管D2，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与转换芯片U1的RESET管脚相连接的电阻R3组成；所述三极管VT1的发射极与稳压二极管D1的P极相连接，其基极接地，所述转换芯片U1的GND管脚接地。
5.根据权利要求4所述的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：所述信号放大整形电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，场效应管Q1，N极经电阻R4后与转换芯片U1的VDD管脚相连接、P极与场效应管Q1的栅极相连接的稳压二极管D3，正极与场效应管Q1的栅极相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C2，一端与场效应管Q1的漏极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电阻R5，P极与放大器P的输出端相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的稳压二极管D5，一端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R7，一端与转换芯片U1的DRDY管脚相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电阻R6，串接在三极管VT3的发射极与三极管VT5的集电极之间的电阻R8，串接在三极管VT3的基极与三极管VT2的发射极之间的稳压二极管D4，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C3，串接在三极管VT2的集电极与三极管VT5的集电极之间的电阻R10，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电阻R11，以及N极与三极管VT5的集电极相连接、P极与三极管VT4的发射极共同作为信号放大整形电路的输出端的稳压二极管D6组成；所述放大器P的正输入端与转换芯片U1的DIN管脚相连接，其负输入端与转换芯片U1的DOUT管脚相连接，其输出端分别与场效应管Q1的源极和三极管VT3的发射极相连接；所述三极管VT5的基极与三极管VT4的集电极相连接，其发射极接地；所述三极管VT2的集电极与三极管VT3的集电极相连接。
6.根据权利要求5所述的基于信号调节电路的整形式空气净化器用智能监测系统，其特征在于：所述转换芯片U1为AD7705集成芯片，所述调节芯片U2为MLH6609集成芯片，所述微处理器为NCP1652集成芯片。
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