CN106092844A - 一种粉尘浓度远程监测装置 - Google Patents

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夏凤毅
沈洲
温林强
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China Jiliang University
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions

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Abstract

本发明涉及一种粉尘浓度远程监测装置。目的是提供的装置应具有结构简单、制造成本低、工作可靠性优异以及可以进行远程区域联合监控的特点。技术方案是：一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：该装置包括用于检测粉尘浓度的若干粉尘检测端、同时通过无线局域网连接所有粉尘检测端的服务器以及通过移动通信网络连接服务器查看粉尘浓度信息的移动端；所述每个粉尘检测端包括主控模块，分别连接主控模块的粉尘浓度检测模块、存储模块与WiFi模块，以及用于向主控模块、粉尘浓度检测模块与存储模块供电的电源模块；所述WiFi模块通过无线局域网连接服务器。

Description

一种粉尘浓度远程监测装置
技术领域
本发明涉及粉尘检测及远程监控领域，具体是一种粉尘浓度远程监测装置。
背景技术
现如今雾霾越来越严重，而加重雾霾天气的罪魁祸首主要是PM2.5。PM2.5粒径小、含有大量的有毒有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响较大，对其浓度进行有效监测已经刻不容缓。
常用的粉尘浓度检测装置结构复杂、成本较高且准确性较差，因此提供一种精度高、制作成本低、工作可靠性优异的粉尘检测装置是目前有待解决的技术问题。并且随着移动技术的发展和成熟，粉尘浓度的区域联合远程监控也是目前需要研究的内容，这样就可使监控区域形成一个整体，更加直观地观察空气中PM2.5浓度及其变化情况。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种粉尘浓度远程监测装置，该装置应具有结构简单、制造成本低、工作可靠性优异以及可以进行远程区域联合监控的特点。
本发明的技术方案是：一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：该装置包括用于检测粉尘浓度的若干粉尘检测端、同时通过无线局域网连接所有粉尘检测端的服务器以及通过移动通信网络连接服务器查看粉尘浓度信息的移动端；
所述每个粉尘检测端包括主控模块，分别连接主控模块的粉尘浓度检测模块、存储模块与WiFi模块，以及用于向主控模块、粉尘浓度检测模块与存储模块供电的电源模块；所述WiFi模块通过无线局域网连接服务器。
所述主控模块为STC12C5A08S2，所述粉尘浓度检测模块为灰尘传感器DSM501。
所述灰尘传感器DSM501的Vcc引脚连接STC12C5A08S2的Vcc引脚，灰尘传感器DSM501的Vout1引脚连接STC12C5A08S2的P3.4引脚，灰尘传感器DSM501的GND引脚连接STC12C5A08S2的GND引脚。
所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的灯光分级显示模块。
所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的时钟模块；所述时钟模块为DS1302芯片。
所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的按键模块与液晶显示模块。
所述移动端为手机。
本发明的有益效果是：
本发明结构简单、成本较低且工作可靠性优异，检测部分采用灰尘传感器DSM501，其体积小、重量轻、易安装使用，而且检测准确，受干扰因素小，可以实时监测多个位置的粉尘浓度，保证有关人员在第一时间远程或现场获知整个区域的空气状况，及时采取相关的自我保护措施。
附图说明
图1是本发明的原理结构图。
图2是本发明中粉尘检测端的原理图。
图3是本发明中主控模块与粉尘浓度检测模块的连接关系简略示意图。
图4是本发明中粉尘浓度检测模块的输出信号波形图。
图5是本发明中粉尘浓度检测模块的低脉冲率与粒子数特性曲线图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，一种粉尘浓度远程监测装置，该装置包括若干粉尘检测端、服务器、移动端。
所述粉尘检测端用于检测不同位置的检测粉尘浓度。如图2所示所述每个粉尘检测端包括主控模块、粉尘浓度检测模块、灯光分级显示模块、存储模块、WiFi模块、时钟模块、电源模块、按键模块与液晶显示模块。所述主控模块分别连接粉尘浓度检测模块、灯光分级显示模块、存储模块、WiFi模块、时钟模块、按键模块与液晶显示模块，电源模块用于向主控模块、粉尘浓度检测模块、存储模块、灯光分级显示模块、液晶显示模块供电。
所述主控模块用于接收粉尘浓度检测模块的检测信号。所述主控模块为STC12C5A08S2。
所述粉尘浓度检测模块为灰尘传感器DSM501，具有体积小、重量轻、易安装使用的优点。灰尘传感器DSM501内置有加热器用于自动吸入待测空气；灰尘传感器DSM501采用粒子计数原理可检测直径1um以上的粒子。
如图3所示，灰尘传感器DSM501的Vcc引脚连接STC12C5A08S2的Vcc引脚，灰尘传感器DSM501的Vout1引脚连接STC12C5A08S2的P3.4引脚，灰尘传感器DSM501的GND引脚连接STC12C5A08S2的GND引脚。灰尘传感器DSM501的输出信号为PWM脉宽调制波，PWM脉宽调制波的低脉冲率便与粒子数量相对应；如图4所示，当检测到粒子时输出0.7V左右的低电平，当没有检测到粒子时输出4.5V左右的高电平，在计量总时长UT(30S)内，低脉冲率可以表示为RT＝LT/UT*100％。由于粉尘浓度检测模块输出信号低脉冲率与粒子数相关(如图5所示)，因此主控模块通过低脉冲率可以计算出当前空气中粒子数目。
所述存储模块用于存储历史粉尘浓度数据，一般采用TF卡存储器。所述灯光分级显示模块为LED灯(可以显示红黄绿三种颜色)，灯光分级显示模块通过这三种不同的颜色来表示不同等级的粉尘浓度(通过按键模块进行分级)。
所述时钟模块用于记录实时时间；所述时钟模块为DS1302芯片。所述WiFi模块5为usr-wifi232-s，WiFi模块通过串口连接主控模块。
所述按键模块用于粉尘检测端的操作设置，包括对粉尘浓度进行分级以及查看历史数据记录等操作；所述液晶显示模块用于显示实时粉尘浓度、粉尘检测端的控制界面以及相关操作与查询信息，液晶显示模块优选LCD液晶显示屏。
所述服务器与粉尘检测端的WiFi模块通过无线局域网连接，并且移动端通过移动通信网络连接服务器，服务器可以将粉尘检测端获得的粉尘浓度信号传输给移动端；所述移动端为内置APP的手机。通常在一个管理区域内设置3-10个的粉尘检测端，移动端接收所有粉尘检测端发出的粉尘浓度信号，从而实现区域粉尘浓度全面的远程监控。
本发明的工作原理为：
当主控模块接收到粉尘浓度检测模块的检测信号后，通过低脉冲率计算出当前空气中粒子数目(粉尘浓度值)，得到粉尘浓度值可以呈现在灯光分级显示模块上(根据实时的粉尘浓度等级显示所对应的等级颜色),同时也可以通过液晶显示模块显示出来或者存储在存储模块中供调用回溯；主控模块再通过WiFi模块将粉尘浓度值转发到服务器上，移动端通过访问服务器来接收粉尘浓度值。
本发明中所述，模块的具体型号并不仅限于此，也可采用其他能完成相同功能的型号。所述APP可通过现有技术手段进行开发，可以适用于安卓系统以及IOS系统。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施案例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：该装置包括用于检测粉尘浓度的若干粉尘检测端、同时连接所有粉尘检测端的服务器以及连接服务器的移动端；
所述每个粉尘检测端包括主控模块、分别连接主控模块的粉尘浓度检测模块、存储模块与WiFi模块以及用于向主控模块、粉尘浓度检测模块与存储模块供电的电源模块；所述WiFi模块连接服务器。
2.根据权利要求1所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述主控模块为STC12C5A08S2，所述粉尘浓度检测模块为灰尘传感器DSM501。
3.根据权利要求2所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述灰尘传感器DSM501的Vcc引脚连接STC12C5A08S2的Vcc引脚，灰尘传感器DSM501的Vout1引脚连接STC12C5A08S2的P3.4引脚，灰尘传感器DSM501的GND引脚连接STC12C5A08S2的GND引脚。
4.根据权利要求3所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的灯光分级显示模块。
5.根据权利要求4所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的时钟模块；所述时钟模块为DS1302芯片。
6.根据权利要求5所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述每个粉尘检测端还包括连接主控模块的按键模块与液晶显示模块。
7.根据权利要求6所述的一种粉尘浓度远程监测装置，其特征在于：所述移动端为手机。
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