CN107748123A - 一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，包括底座和承载箱体，所述承载箱体采用绝缘塑料制成，所述承载箱体顶部安装有智能检测系统和物联网通信单元，且在承载箱体内部固定安装有负离子发生装置，还包括信号调理单元，所述信号调理单元包括滤波放大器，在滤波放大器的输出端连接有模数转换器，通过设置检测探头，便于进行雾霾含量的测算，同时还设置物联网通信单元，通过远程的智能设备进行无线连接获取参数，有效滤除采集到的模拟信号中的杂波，精准判断雾霾的含量，设置负离子发生装置，可释放大量负氧离子，本发明实现了对室内雾霾的实时监测和净化吸收处理操作，且具有自动反馈调整和远程监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及物联网雾霾净化技术领域，具体为一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中。
近年来，随着工业化进程的加快，使得大气中的PM2.5、花粉、粉尘等的含量也急剧增多，从而造成了雾霾现象，雾霾是雾和霾的混合物，其中雾是自然天气现象，霾主要是指空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍，雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述。由于霾中细小粉粒状的漂浮颗粒物直径一般在0.01微米以下，可直接通过呼吸道系统进入支气管，甚至肺部，所以，霾影响最大的就是人的呼吸系统，造成的疾病主要集中在呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等病种上，同时，雾霾天气时，气压降低、空气中可吸入颗粒物骤增、空气流动性差，有害细菌和病毒向周围扩散的速度变慢，导致空气中病毒浓度增高。
为了改善空气质量需要通过空气净化装置对空气中的污染物进行过滤处理，现有雾霾净化处理装置的净化效果较差，往往只通过过滤网进行简单的过滤来实现空气净化的效果，这种净化方式只能粗过滤掉雾霾空气中较大的灰尘颗粒，对于那些细小的颗粒不能过滤掉，而正是由于这些细小颗粒物容易通过口鼻进入人体呼吸道，造成呼吸道问题，再者，现有的雾霾净化处理装置的功能比较单一，只能实现空气净化的效果，而不能在空气净化的同时产生对人体健康有利的物质供人体吸收。而目前的各种空气净化器，专门针对雾霾的检测处理装置还很少，且净化效果有限，而且现有的净化装置还容易被灰尘堵塞，不容易清理。
为了解决上述问题，在现有的技术方案的范围内，往往是通过单一装置即可完成相应的净化作业，但是随着物联网技术的发展，仅仅是通过单一装置区完成相应的净化作业显然是不能够相应的作业需求的，因此，在现有的技术条件中结合物联网技术来综合处理雾霾是目前发展的趋势。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，基于物联网实现远程控制，而且还能够有效滤除采集到的模拟信号中的杂波，精准判断雾霾的含量，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，包括底座和承载箱体，所述承载箱体采用绝缘塑料制成，在承载箱体两侧分别设有进风口和出风口，所述承载箱体顶部安装有智能检测系统和物联网通信单元，且在承载箱体内部固定安装有负离子发生装置，所述智能检测系统包括智能处理单元和检测传感器组，所述物联网通信单元用于进行无线通信传输，所述物联网通信单元包括调制解调器，所述调制解调器的输出端连接有GPRS基带芯片，所述GPRS基带芯片的收发端安装有收发天线；
检测传感器组的输出端连接有信号调理单元，所述信号调理单元用于进行信号调理格式转换操作，调理得到的信号通过SPI总线传输至智能处理单元的SPI接口，所述信号调理单元包括滤波放大器，所述滤波放大器内置有二阶滤波电路和双路OP放大器，在滤波放大器的输出端连接有模数转换器，所述模数转换器输出数字信号至核心处理器的SPI端口。
作为本发明一种优选的技术方案，所述底座下表面安装有若干个万向滚轮，且在万向滚轮上设有刹车装置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述刹车装置由刹车盘、刹车片和刹车踏板组成，所述刹车盘设在万向滚轮侧面，且在刹车盘和万向滚轮之间还设有刹车片，所述刹车片末端固定连接有刹车踏板，且在刹车片和刹车踏板之间还固定安装有刹车卡钳。
作为本发明一种优选的技术方案，所述智能检测系统包括检测探头和智能处理单元，所述检测探头包括多孔外壳，所述多孔外壳为半圆球型塑料外壳，在多孔外壳的表面均匀设有圆形通孔，所述多孔外壳的下表面边缘镶嵌在承载箱体上表面的凹槽中.
作为本发明一种优选的技术方案，所述多孔外壳的内部安装有采集电路板，在电路板上焊接有检测传感器组，所述检测传感器组用于进行雾霾信号实时监测，所述物联网通信单元与所述智能处理单元的以太网通信端口连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述负离子发生装置包括电极支撑架、若干接地电极和若干放电电极，所述电极支撑架包括两个支撑杆，两个所述的支撑杆分别设置在承载箱体内腔的侧面上，并通过螺丝与承载箱体固定连接，若干个所述的接地电极并联在一起，且均通过镀铜接地棒与地面接触，若干个所述的放电电极并联在一起，且均通过外接电源供电。
作为本发明一种优选的技术方案，所述接地电极和放电电极分别设置在两个支撑杆上，两个所述支撑杆上均设置有若干电极夹具，所述电极夹具分别用来夹持接地电极和放电电极，且分别位于两个所述支撑杆上电极夹具的位置一一对应，所述放电电极上靠近接地电极的一端均设置有放电针。
作为本发明一种优选的技术方案，所述电极夹具包括圆柱状的夹座，所述夹座底端与支撑杆通过螺丝固定连接，所述夹座的内部为空心的双层结构，且在夹座的内部分别设有内层体和外层体，所述内层体和外层体之间设置有空心夹层。
作为本发明一种优选的技术方案，所述内层体在远离支撑杆一端的内腔边缘设置有三个夹头，所述内层体上对应三个夹头的位置均设置有通孔，且所述通孔的大小和形状均与夹头的大小和形状完全相同，所述空心夹层内设置有三个液压杆，三个所述的液压杆一端均与夹头的一端连接在一起。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置检测探头，利用多孔外壳实现对检测传感器组的包裹和固定安装，便于进行雾霾含量的测算，提高装置检测精度；同时还设置物联网通信单元，借助GPRS技术实现数据的远程传输操作，实现远程监控操作，负离子发生装置可释放大量负氧离子，从而使人觉得神清气爽，通过设置信号调理单元，有效滤除采集到的模拟信号中的杂波，精准判断雾霾的含量，本发明实现了对室内雾霾的实时监测和净化吸收处理操作，且具有自动反馈调整和远程监控功能。
附图说明
图1为本发明承载箱体结构示意图；
图2为本发明刹车装置结构示意图；
图3为本发明智能检测系统结构示意图；
图4为本发明负离子发生装置结构示意图；
图5为本发明夹座结构示意图；
图6为本发明信号调理单元结构示意图。
图中：1－底座；2－承载箱体；3－智能检测系统；4－物联网通信单元；5－负离子发生装置；6－信号调理单元；
101－万向滚轮；102－刹车装置；103－刹车盘；104－刹车片；105－刹车踏板；106－刹车卡钳；
301－检测探头；302－智能处理单元；303－多孔外壳；304－采集电路板；305－检测传感器组；
401－调制解调器；402－GPRS基带芯片；403－收发天线；
501－电极支撑架；502－接地电极；503－放电电极；504－支撑杆；505－镀铜接地棒；506－电极夹具；507－放电针；508－夹座；509－内层体；510－外层体；511－空心夹层；512－夹头；513－通孔；514－液压杆；
601－滤波放大器；602－模数转换器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：
如图1至图6所示，本发明提供了一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，包括底座1和承载箱体2，所述承载箱体2采用绝缘塑料制成，在承载箱体2两侧分别设有进风口和出风口，所述承载箱体2顶部安装有智能检测系统3和物联网通信单元4，且在承载箱体2内部固定安装有负离子发生装置5，底座1边缘将整个承载箱体2固定在室内墙壁上，使用简单方便，所述智能检测系统3用于进行雾霾参数检测，测量当前空气中的雾霾参数的多少，而所述物联网通信单元4则基于物联网进行信息传输。
所述智能检测系统3包括检测探头301和智能处理单元302，所述检测探头301包括多孔外壳303，所述多孔外壳303为半圆球型塑料外壳，在多孔外壳303的表面均匀设有圆形通孔，雾霾空气能够通过圆形通孔进入到多孔外壳303内部，从而便于进行参数检测，同时也可以防止灰尘过多影响传感器检测精度，所述多孔外壳303的下表面边缘镶嵌在承载箱体2上表面的凹槽中，所述多孔外壳303的内部安装有采集电路板304，在电路板304上焊接有检测传感器组305，所述检测传感器组305用于进行雾霾信号实时监测，采集空气中相关的雾霾参数，所述物联网通信单元4与所述智能处理单元302的以太网通信端口连接。
需要进一步说明的是，所述智能处理单元302采用PIC18F4520系列单片机芯片的核心处理器，在核心处理器的电源端连接有充电锂电池，核心处理器的数据端还连接有数据存储器，PIC18F4520系列单片机芯片集成有内部EEP ROM储存器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、I2C和SPI接口、CAN接口、异步串行通讯(USART)接口、FLASH程序储存器等。配有较丰富的硬件资源和接口，方便地扩展外设，根据要求分别连接LCD、按钮雾霾传感器和GPRS模块等组成小型检测系统，精简指令易于整定编程；所述充电锂电池可以通过普通的USB数据线连接电源适配器进行充电，从而给整个装置进行供电，所述充电锂电池输出电压至核心处理器的电源引脚以及其他用电模块上，所述数据存储器采用DDR存储器，用于实现芯片内存扩展，可以快速实现程序和参数的读写操作。
对于检测传感器组305包括雾霾传感器、温度传感器和湿度传感器，所述雾霾传感器采用PMS5003集成模块，温度传感器采用DS18B20模块，湿度传感器采用HIH－3602集成模块；所述PMS5003集成模块内置有激光源，发射的激光照射到空气中，通过空气中不同颗粒对光纤的折射率和反射率不同来测定空气中悬浮颗粒物多少，结合测量体积范围最后折算到颗粒物质量浓度；所述DS18B20是常用的数字温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域，接线简单占用接口资源也少，能够实现对室内温度的实时监测；所述HIH－3602集成模块通过内置的湿敏电阻的阻值大小根据当前的湿度变化，并且转换成电流值输出。
所述物联网通信单元4用于进行无线通信传输，所述物联网通信单元4包括调制解调器401，所述调制解调器401的输出端连接有GPRS基带芯片402，所述GPRS基带芯片402的收发端安装有收发天线403。GPRS技术的特点是数据传输速度快，数据传送过程安全可靠，时间响应性能良好，能实时地传输雾霾检测的数据。对于大区域、大范围、点分散的数据传送，难以联成数据传输网络，采用GPRS技术是一种理想通讯方法，认证后将全程连线工作，按流量计费，而雾霾数据的字节量少，间断式发送，这样就大大降低运行成本，GPRS把各个分散的数据传送到一点上，用一套终端设备就能收集所有的数据，降低了设备和人力成本，方便维护；本发明的GPRS基带芯片402采用SIM900A集成芯片，该芯片采用SMT封装的双频GSM/GPRS模块解决方案，而且协同配置了功能强大的处理器ARM9216EJ－S内核，能满足低成本、紧凑尺寸的开发要求；所述调制解调器401用于核心处理器进行直接数据传输，将接收到的数字信号进行解调解码或者将要发送的信号进行调制编码操作，编码后的信号通过GPRS基带芯片402转换成射频信号，再通过收发天线403按照设定好的频率发送出去。
所述负离子发生装置5包括电极支撑架501、若干接地电极502和若干放电电极503，所述电极支撑架501包括两个支撑杆504，两个所述的支撑杆504分别设置在承载箱体内腔的侧面上，并通过螺丝与承载箱体固定连接，若干个所述的接地电极502并联在一起，且均通过镀铜接地棒505与地面接触，若干个所述的放电电极503并联在一起，且均通过外接电源供电，从而实现放电电极503的放电功能，使得接地电极502和放电电极503之间形成电场，发生电晕放电产生负离子。
所述接地电极502和放电电极503分别设置在两个支撑杆504上，两个所述支撑杆504上均设置有若干电极夹具506，所述电极夹具506分别用来夹持接地电极502和放电电极503，且分别位于两个所述支撑杆504上电极夹具506的位置一一对应，所述放电电极503上靠近接地电极502的一端均设置有放电针507，放电针507的设置使得接地电极502和放电电极503之间更容易发生电晕，从而产生更多的负离子，该负离子发生装置5通过设置若干接地电极502和若干放电电极503，使得该负离子发生装置5可同时产生大量的负氧离子，从而大大提高了负离子产生的效率，使得出风口吹出的空气更加新鲜清新，同时，也对人体带来有利的影响。
所述电极夹具506包括圆柱状的夹座508，所述夹座508底端与支撑杆504通过螺丝固定连接，所述夹座508的内部为空心的双层结构，且在夹座508的内部分别设有内层体509和外层体510，所述内层体509和外层体510之间设置有空心夹层511，所述内层体511在远离支撑杆504一端的内腔边缘设置有三个夹头512，所述内层体509上对应三个夹头512的位置均设置有通孔513，且所述通孔513的大小和形状均与夹头512的大小和形状完全相同，所述空心夹层511内设置有三个液压杆514，三个所述的液压杆514一端均与夹头512的一端连接在一起，三个液压杆514在空心夹层511内均匀设置，即相邻两个液压杆514之间的夹角均为120°，从而实现对电极更好地夹持，通过液压杆514的伸缩调节，可将夹头512伸出或者是缩进空心夹层511内部，进而实现对接地电极502或放电电极503的夹持与放下操作，便于操作，且夹持精度高、夹持速度快。
检测传感器组305的输出端连接有信号调理单元6，所述信号调理单元6用于进行信号调理格式转换操作，调理得到的信号通过SPI总线传输至智能处理单元302的SPI接口，所述信号调理单元15包括滤波放大器601，所述滤波放大器601内置有二阶滤波电路和双路OP07放大器，二阶滤波电路有效滤除采集到的模拟信号中的杂波，通过OP07放大器进行差分放大操作，在滤波放大器601的输出端连接有模数转换器602，所述模数转换器602输出数字信号至核心处理器的SPI端口，所述模数转换器602采用AD1380JD系列的16位的高性能模数转换器，将经过滤波放大的模拟信号经过采样后得到数字信号；输出的数字信号通过SPI总线核心处理器的SPI端口，所述核心处理器将接收到的空气中的雾霾颗粒含量、空气温度和湿度参数进行综合分析，判断当前的空气质量是否为优良状态，如果检测到空气中颗粒物含量超标，则立即进行空气净化处理。
优选的是，所述底座1下表面安装有若干个万向滚轮101，且在万向滚轮101上设有刹车装置102，所述刹车装置102由刹车盘103、刹车片104和刹车踏板105组成，所述刹车盘103设在万向滚轮101侧面，且在刹车盘103和万向滚轮101之间还设有刹车片104，所述刹车片104末端固定连接有刹车踏板105，且在刹车片104和刹车踏板105之间还固定安装有刹车卡钳106，盘式刹车以静止的刹车片104夹住随着万向滚轮101转动的刹车盘103以产生摩擦力，使得万向滚轮101转动速度降低，当踩下刹车踏板105时，会向外移动并推动刹车片104去夹紧万向滚轮101，使得刹车片104与万向滚轮101发生摩擦，从而降低万向滚轮101的转速，好让万向滚轮101减速或者是停止运动。
综上所述，本发明的主要特点在于：
(1)通过设置检测探头，利用多孔外壳实现对检测传感器组的包裹和固定安装，既能够防止落入灰尘过多影响装置对检测精度的影响，又能够提供一个固定的体积范围，便于进行雾霾含量的测算，提高装置检测精度；
(2)同时还设置物联网通信单元，借助GPRS技术实现数据的远程传输操作，利用远程的智能设备进行无线连接获取参数，实现远程监控操作；
(3)通过设置负离子发生装置，可释放大量负氧离子，补充人体所需，负氧离子具有镇静、镇痛、镇咳、止痒、利尿、增食欲、降血压的效果，从而使人觉得神清气爽；
(4)通过设置信号调理单元，有效滤除采集到的模拟信号中的杂波，精准判断雾霾的含量；
(5)本发明实现了对室内雾霾的实时监测和净化吸收处理操作，且具有自动反馈调整和远程监控功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，包括底座(1)和承载箱体(2)，所述承载箱体(2)采用绝缘塑料制成，在承载箱体(2)两侧分别设有进风口和出风口，所述承载箱体(2)顶部安装有智能检测系统(3)和物联网通信单元(4)，且在承载箱体(2)内部固定安装有负离子发生装置(5)，所述智能检测系统(3)包括智能处理单元(302)和检测传感器组(305)，所述物联网通信单元(4)用于进行无线通信传输，所述物联网通信单元(4)包括调制解调器(401)，所述调制解调器(401)的输出端连接有GPRS基带芯片(402)，所述GPRS基带芯片(402)的收发端安装有收发天线(403)；其特征在于：
检测传感器组(305)的输出端连接有信号调理单元(6)，所述信号调理单元(6)用于进行信号调理格式转换操作，调理得到的信号通过SPI总线传输至智能处理单元(302)的SPI接口，所述信号调理单元(15)包括滤波放大器(601)，所述滤波放大器(601)内置有二阶滤波电路和双路OP07放大器，在滤波放大器(601)的输出端连接有模数转换器(602)，所述模数转换器(602)输出数字信号至核心处理器的SPI端口。
2.根据权利要求1所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述底座(1)下表面安装有若干个万向滚轮(101)，且在万向滚轮(101)上设有刹车装置(102)。
3.根据权利要求2所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述刹车装置(102)由刹车盘(103)、刹车片(104)和刹车踏板(105)组成，所述刹车盘(103)设在万向滚轮(101)侧面，且在刹车盘(103)和万向滚轮(101)之间还设有刹车片(104)，所述刹车片(104)末端固定连接有刹车踏板(105)，且在刹车片(104)和刹车踏板(105)之间还固定安装有刹车卡钳(106)。
4.根据权利要求1所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述智能检测系统(3)还包括检测探头(301)，所述检测探头(301)包括多孔外壳(303)，所述多孔外壳(303)为半圆球型塑料外壳，在多孔外壳(303)的表面均匀设有圆形通孔，所述多孔外壳(303)的下表面边缘镶嵌在承载箱体(2)上表面的凹槽中。
5.根据权利要求4所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述多孔外壳(303)的内部安装有采集电路板(304)，在电路板(304)上焊接有检测传感器组(305)，所述检测传感器组(305)用于进行雾霾信号实时监测，所述物联网通信单元(4)与所述智能处理单元(302)的以太网通信端口连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述负离子发生装置(5)包括电极支撑架(501)、若干接地电极(502)和若干放电电极(503)，所述电极支撑架(501)包括两个支撑杆(504)，两个所述的支撑杆(504)分别设置在承载箱体(2)内腔的侧面上，并通过螺丝与承载箱体(2)固定连接，若干个所述的接地电极(502)并联在一起，且均通过镀铜接地棒(505)与地面接触，若干个所述的放电电极(503)并联在一起，且均通过外接电源供电。
7.根据权利要求6所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述接地电极(502)和放电电极(503)分别设置在两个支撑杆(504)上，两个所述支撑杆(504)上均设置有若干电极夹具(506)，所述电极夹具(506)分别用来夹持接地电极(502)和放电电极(503)，且分别位于两个所述支撑杆(504)上电极夹具(506)的位置一一对应，所述放电电极(503)上靠近接地电极(502)的一端均设置有放电针(507)。
8.根据权利要求7所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述电极夹具(506)包括圆柱状的夹座(508)，所述夹座(508)底端与支撑杆(504)通过螺丝固定连接，所述夹座(508)的内部为空心的双层结构，且在夹座(508)的内部分别设有内层体(509)和外层体(510)，所述内层体(509)和外层体(510)之间设置有空心夹层(511)。
9.根据权利要求8所述的一种基于的物联网控制的抗干扰雾霾检测及处理装置，其特征在于：所述内层体(511)在远离支撑杆(504)一端的内腔边缘设置有三个夹头(512)，所述内层体(509)上对应三个夹头(512)的位置均设置有通孔(513)，且所述通孔(513)的大小和形状均与夹头(512)的大小和形状完全相同，所述空心夹层(511)内设置有三个液压杆(514)，三个所述的液压杆(514)一端均与夹头(512)的一端连接在一起。
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- 2017-10-11 CN CN201710941292.2A patent/CN107748123A/zh not_active Withdrawn
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