CN106530630A - 一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路 - Google Patents
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Abstract
一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，包括具有蓝牙功能的MCU芯片、室内气体检测传感模块和存储芯片；MCU芯片第2脚为IIC通信总线的SCL信号，与室内气体检测传感模块S1的SCL口以及存储芯U2的SCL口连接，并通过电阻R4上拉到电源VCC；MCU芯片第3脚为IIC通信总线的SDA信号，与室内气体检测传感模块S1的SDA口以及存储芯片U2的SDA口连接，并通过电阻R3上拉到电源VCC。本发明的空气检测电路具有体积小，功耗低，灵敏度高的特点。蓝牙电路使用成熟的蓝牙模块与CPU进行通信，从而可以按客户的需求与蓝牙设备进行通信，一旦发现有害气体的浓度过高就可以及时通知用户进行相关的处理。
Description
技术领域
本发明涉及空气质量实时监测技术，具体的说是一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路。
背景技术
蓝牙（Bluetooth®）是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案，蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
如今蓝牙由蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。
室内空气污染是指由于各种原因导致的室内空气中有害物质超标，进而影响人体健康的室内环境污染行为。室内空气污染的主要成分是二氧化碳，醛类，醇类，酮类，酚类，芳香烃，胺类，脂肪烃，一氧化碳，甲烷，液化石油气，有机酸等。这些气体的浓度过高会直接导致人体各种类型的疾病，甚至死亡。
解决室内空气污染的方法通常有三种：第一、植物消除法绿萝，吊兰，芦荟，虎尾兰等具备较好的消除能力。第二、竹炭吸附法竹炭是一种以五年以上高山毛竹为原料，经过千度高温煅烧，持久隔氧而成的一种新型的环保产品，具有超强的吸附能力。第三、就是通风，一般家庭每天需要通风10分钟左右，即可将室内污染空气进行有效排放。现有技术中，室内空气质量实时在线监测电路一般体积转大，功耗高，灵敏度低，且很少有基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，具有体积小，功耗低，灵敏度高的特点。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，包括具有蓝牙功能的MCU芯片、室内气体检测传感模块和存储芯片；电源VCC通过电感L3以后再经过电容C11和电容C16的并联电容滤波后接入MCU芯片的31脚，MCU芯片第31脚的电源经过电容C10和电容C15的并联电容滤波后接入第MCU芯片的27、28和29三脚，MCU芯片第27脚的电源经过电容C9滤波后接入MCU芯片第24脚，MCU芯片第24脚的电源经过电容C8后接入MCU芯片第21脚，MCU芯片第21脚的电源经过电容C6滤波后接入MCU芯片第10脚，MCU芯片第10脚的电源经过电容C4滤波后接入MCU芯片第39脚；MCU芯片第25脚经过电容C12后接电感L4对地，同时接电容C13后分别接入电感L1和电感L5，电感L1另一端经过电容C14滤波后经过电感L2分别接入电阻R6和R5，电阻R6的另一端接PCB的蓝牙天线，电阻R5的另一端接SMA的蓝牙天线座子，电感L5的另一端分别经过电容C18接地，同时经过电容C17接入MCU芯片第26脚；MCU芯片第32脚和第33脚之间跨接一个晶体振荡器XT2，并且分别经过电容C21和电容C22接地；MCU芯片第22脚和第23脚之间跨接一个晶体振荡器XT1，并且分别经过电容C19和电容C20接地；MCU芯片第40脚接电容C5接地；MCU芯片第30脚经过电阻R7接地；MCU芯片第41脚接地；MCU芯片第2脚为IIC通信总线的SCL信号，与室内气体检测传感模块S1的SCL口以及存储芯U2的SCL口连接，并通过电阻R4上拉到电源VCC；MCU芯片第3脚为IIC通信总线的SDA信号，与室内气体检测传感模块S1的SDA口以及存储芯片U2的SDA口连接，并通过电阻R3上拉到电源VCC；电源VCC经过电容C1滤波后接地；MCU芯片第7脚经过电阻R1后与三极管Q1的基板连接，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈接电源5V，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点用来驱动外部受控设备；MCU芯片第12脚接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极与电阻R2连接，电阻R2的另一端接电源VCC；MCU芯片第13脚接电阻R8后分别与电阻R9和三极管Q2的发射极连接，电阻R9的另外一端接地；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接蜂鸣器BZ1负极，同时接二极管D2的阳极，同时二极管D2的阴极与蜂鸣器BZ1的阳极连接并接电源VCC。
本发明中，具有蓝牙功能的MCU芯片为CC254X芯片；室内气体检测传感模块为IAQC模块；存储芯片为FM26CX芯片。
蓝牙传感芯片CC254X的特点：⑴2.4-GHz Bluetooth 符合低能耗规范和私有的RF片载系统；⑵支持250-kbps，500-kbps，1-Mbps，2-Mbps的数据速率；⑶出色的链路预算，不使用外部前段而支持长距离应用；⑷高达0 dBm的可编程输出功率；⑸出色的接收器灵敏度（1 Mbps 时为–94dBm），可选择性，和阻挡性能；⑹适合于针对符合世界范围内的无线电频率调节系统：ETSI EN 300 328 和EN 300 440 2 类（欧洲），FCC CFR47 15 部分（美国），和ARIB STD-T66 （日本）；⑺RX 低至：14.7 mA （3-V 电源），TX (0 dBm)：14.3 mA（3V 电源），功耗极低。
IAQC室内气体检测模块的特点：⑴不止是二氧化碳浓度检测，包括多种室内污染气体（VOCS）；⑵以极小的封装，做到高效的检测（15.5mm*18mm）；⑶能够有效的预警人类生活环境空气污染情况，防护人体健康受到影响。
本发明的优点是：
本发明所涉及的空气检测电路具有体积小，功耗低，灵敏度高的特点。蓝牙电路使用成熟的蓝牙模块与CPU进行通信，从而可以按客户的需求与蓝牙设备进行通信，一旦发现有害气体的浓度过高就可以及时通知用户进行相关的处理。可以根据客户端软件或者手机APP设置给出相关的声光信号，甚至可以根据用户需求设置是否输出联动信号控制通风等相关设备，对室内空气进行通风，降低污染指标，从而减少空气污染对人体的危害。
附图说明
图1为本发明的电路图。
图2是存储芯片的连接电路图。
图3是室内气体检测传感模块的连接电路图。
图4是发光二极管的连接电路图。
图5是三极管的连接电路图。
图6是蜂鸣器的连接电路图。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，电路如图1-6所示，包括具有蓝牙功能的MCU芯片、室内气体检测传感模块和存储芯片；本实施例具有蓝牙功能的MCU芯片为CC254X芯片；室内气体检测传感模块为IAQC模块；存储芯片为FM26CX芯片。电源VCC通过电感L3以后再经过电容C11和电容C16的并联电容滤波后接入MCU芯片的31脚，MCU芯片第31脚的电源经过电容C10和电容C15的并联电容滤波后接入第MCU芯片的27、28和29三脚，MCU芯片第27脚的电源经过电容C9滤波后接入MCU芯片第24脚，MCU芯片第24脚的电源经过电容C8后接入MCU芯片第21脚，MCU芯片第21脚的电源经过电容C6滤波后接入MCU芯片第10脚，MCU芯片第10脚的电源经过电容C4滤波后接入MCU芯片第39脚；MCU芯片第25脚经过电容C12后接电感L4对地，同时接电容C13后分别接入电感L1和电感L5，电感L1另一端经过电容C14滤波后经过电感L2分别接入电阻R6和R5，电阻R6的另一端接PCB的蓝牙天线，电阻R5的另一端接SMA的蓝牙天线座子，电感L5的另一端分别经过电容C18接地，同时经过电容C17接入MCU芯片第26脚；MCU芯片第32脚和第33脚之间跨接一个晶体振荡器XT2，并且分别经过电容C21和电容C22接地；MCU芯片第22脚和第23脚之间跨接一个晶体振荡器XT1，并且分别经过电容C19和电容C20接地；MCU芯片第40脚接电容C5接地；MCU芯片第30脚经过电阻R7接地；MCU芯片第41脚接地；MCU芯片第2脚为IIC通信总线的SCL信号，与室内气体检测传感模块S1的SCL口以及存储芯U2的SCL口连接，并通过电阻R4上拉到电源VCC；MCU芯片第3脚为IIC通信总线的SDA信号，与室内气体检测传感模块S1的SDA口以及存储芯片U2的SDA口连接，并通过电阻R3上拉到电源VCC；电源VCC经过电容C1滤波后接地；MCU芯片第7脚经过电阻R1后与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈接电源5V，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点用来驱动外部受控设备；MCU芯片第12脚接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极与电阻R2连接，电阻R2的另一端接电源VCC；MCU芯片第13脚接电阻R8后分别与电阻R9和三极管Q2的发射极连接，电阻R9的另外一端接地；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接蜂鸣器BZ1负极，同时接二极管D2的阳极，同时二极管D2的阴极与蜂鸣器BZ1的阳极连接并接电源VCC。
电路默认情况下将常规各种室内污染气体浓度默认值写入存储器U2中。一旦气体检测单元检测到室内污染气体浓度超过默认值，蓝牙设备就会进行向已连接的蓝牙设备进行报警，并且指示灯D1闪亮，蜂鸣器BZ1同时发出蜂鸣声，同时继电器K1的触点吸合,可以用来控制被控设备进行通风等相关设备，不管室内空气进行通风，以达到室内空气各项气体浓度达到规定的范围后再解除相关报警。
本发明室内空气质量实时在线监测电路使用蓝牙通讯方式的优点为：第一、目前几乎所有的手机和大多数笔记本电脑都具有蓝牙功能，使用便捷；第二、使用无线连接不需要因为使用该设备而重新布线；第三、使用无线蓝牙通讯方式，也是一种基于物联网的基本应用；第四、不占用wifi的网络资源。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，包括具有蓝牙功能的MCU芯片、室内气体检测传感模块和存储芯片，其特征在于：
电源VCC通过电感L3以后再经过电容C11和电容C16的并联电容滤波后接入MCU芯片的31脚，MCU芯片第31脚的电源经过电容C10和电容C15的并联电容滤波后接入第MCU芯片的27、28和29三脚，MCU芯片第27脚的电源经过电容C9滤波后接入MCU芯片第24脚，MCU芯片第24脚的电源经过电容C8后接入MCU芯片第21脚，MCU芯片第21脚的电源经过电容C6滤波后接入MCU芯片第10脚，MCU芯片第10脚的电源经过电容C4滤波后接入MCU芯片第39脚；MCU芯片第25脚经过电容C12后接电感L4对地，同时接电容C13后分别接入电感L1和电感L5，电感L1另一端经过电容C14滤波后经过电感L2分别接入电阻R6和R5，电阻R6的另一端接PCB的蓝牙天线，电阻R5的另一端接SMA的蓝牙天线座子，电感L5的另一端分别经过电容C18接地，同时经过电容C17接入MCU芯片第26脚；MCU芯片第32脚和第33脚之间跨接一个晶体振荡器XT2，并且分别经过电容C21和电容C22接地；MCU芯片第22脚和第23脚之间跨接一个晶体振荡器XT1，并且分别经过电容C19和电容C20接地；MCU芯片第40脚接电容C5接地；MCU芯片第30脚经过电阻R7接地；MCU芯片第41脚接地；
MCU芯片第2脚为IIC通信总线的SCL信号，与所述室内气体检测传感模块S1的SCL口以及存储芯片U2的SCL口连接，并通过电阻R4上拉到电源VCC；MCU芯片第3脚为IIC通信总线的SDA信号，与室内气体检测传感模块S1的SDA口以及存储芯片U2的SDA口连接，并通过电阻R3上拉到电源VCC；电源VCC经过电容C1滤波后接地；
MCU芯片第7脚经过电阻R1后与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈接电源5V，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点用来驱动外部受控设备；MCU芯片第12脚接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极与电阻R2连接，电阻R2的另一端接电源VCC；MCU芯片第13脚接电阻R8后分别与电阻R9和三极管Q2的发射极连接，电阻R9的另外一端接地；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接蜂鸣器BZ1负极，同时接二极管D2的阳极，同时二极管D2的阴极与蜂鸣器BZ1的阳极连接并接电源VCC。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，其特征在于：所述具有蓝牙功能的MCU芯片为CC254X芯片。
3.如权利要求1所述的基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，其特征在于：室内气体检测传感模块为IAQC模块。
4.如权利要求1所述的基于蓝牙的室内空气质量实时在线监测电路，其特征在于：存储芯片为FM26CX芯片。
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