CN109142177A - 基于rs232总线的油烟排放监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，包括监控端，通过RS232总线与监控端连接的若干油烟检测端；所述油烟检测端包括单片机，分别与单片机相连接的电源、RS232总线接口模块、存储器以及A/D转换芯片，与A/D转换芯片连接的前端调理模块，以及与前端调理模块相连接的油烟检测装置。本发明通过多个油烟检测端实时检测不同商家所排放的油烟的浓度，当所检测的油烟浓度超过排放标准时，相应的油烟检测端则通过RS232总线发送信号给监控端，从而得知哪家商家没有按标准排放油烟，相对人工监管其成本更底。
Description
技术领域
本发明涉及油烟处理领域，具体提供一种基于RS232总线的油烟排放监管系统。
背景技术
在烹饪过程中会产生大量的油烟，为了防止污染环境，油烟在排放之前通常需要经过处理，经过处理达到排放标准后才能排放到大气中。但是有部分商家在油烟处理未达到排放标准即将油烟排放到大气当中，给空气造成污染，这种现象需要花费很大的人工成本进行监管。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种基于RS232总线的油烟排放监管系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：基于RS232总线的油烟排放监管系统，包括监控端，通过RS232总线与监控端连接的若干油烟检测端；所述油烟检测端包括单片机，分别与单片机相连接的电源、RS232总线接口模块、存储器以及A/D转换芯片，与A/D转换芯片连接的前端调理模块，以及与前端调理模块相连接的油烟检测装置；所述RS232总线接口模块包括芯片U2，光电耦合器U1，三极管VT1，三极管VT2，一端与单片机的信号输出端口连接、另一端经电阻R11后与三极管VT1的基极相连接的电容C4，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端经电阻R13后与光电耦合器U1的第一输入端连接的电阻R12，串接在光电耦合器U1的第二输出端和芯片U2的RXD管脚之间的电阻R14，串接在芯片U2的TXD管脚和RXD管脚之间的电阻R15，串接在光电耦合器U1的第一输出端和芯片U2的VCC管脚之间的电阻R16，以及一端与芯片U2的RS管脚连接、另一端接地的电阻R17；所述三极管VT1的发射极与电容C4和电阻R1的连接点相连接的同时接地，其集电极与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的发射极与三极管VT1的发射极相连接、其集电极与光电耦合器U1的第二输入端连接；所述芯片U2的TXD管脚与其VCC管脚连接，其RXD管脚和GND管脚均接地，CANH管脚和CANL管脚均与RS232总线连接。
进一步的，所述监控端包括工控机，分别与工控机相连接的显示器和报警器；所述工控机通过RS232总线与RS232总线接口模块连接。
所述前端调理模块包括前端放大电路，与前端放大电路相连接的二级放大电路，以及与二级放大电路相连接的多重反馈滤波电路；所述多重反馈滤波电路包括运放P3，一端与运放P3的正极相连接、另一端经电阻R8后与二级放大电路相连接的电阻R9，一端与电阻R9和电阻R8的连接点相连接、另一端接地的电容C2，一端与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、另一端与运放P3的输出端连接的电阻R10，以及串接在运放P3的正极和输出端之间的电容C3；所述运放P3的负极接地、其输出端与A/D转换芯片的信号输入接口连接。
所述前端放大电路包括放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端经电阻R1后与油烟检测装置的信号输出端口连接的电阻R3，一端与电阻R1和电阻R3的连接点连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R2，以及串接在放大器P1的负极和输出端之间的电阻R4；所述放大器P1的输出端与二级放大电路相连接。
所述二级放大电路包括放大器P2，串接在放大器P1的输出端和放大器P2的负极之间的电阻R7，N极与放大器P2的输出端相连接、P极顺次经电阻R6和电阻R5后接地的二极管D1，N极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、P极与二极管D1的N极相连接的二极管D2；所述放大器P2的正极接地，所述二极管D1的P极经电阻R8和电阻R9后与运放P3的正极连接。
所述多重反馈滤波电路的品质因数为Q，其中，
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明通过多个油烟检测端实时检测不同商家所排放的油烟的浓度，当所检测的油烟浓度超过排放标准时，相应的油烟检测端则通过RS232总线发送信号给监控端，从而得知哪家商家没有按标准排放油烟，相对人工监管其成本更底。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的油烟检测端的结构框图；
图3为本发明的RS232总线接口模块的电路结构图；
图4为本发明的前端调理模块的电路结构图。
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并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明的基于RS232总线的油烟排放监管系统，包括监控端，通过RS232总线与监控端连接的若干油烟检测端。该油烟检测端的数量可以根据具体情况设置，其设置于不同的商家。
具体的，如图2所示，该油烟检测端包括单片机，分别与单片机相连接的电源、RS232总线接口模块、存储器以及A/D转换芯片，与A/D转换芯片连接的前端调理模块，以及与前端调理模块相连接的油烟检测装置。所述监控端包括工控机，分别与工控机相连接的显示器和报警器；所述工控机通过RS232总线与RS232总线接口模块连接。
该油烟检测装置用于检测油烟的浓度，其设置于商家的排烟管道的出口处，该油烟检测装置采用XLYQ-LB-61型油烟检测传感器；该油烟检测装置检测到油烟浓度后输出相应的模拟信号给前端调理模块，由前端调理模块对模拟信号进行处理。A/D转换芯片用于将模拟信号转换为数字信号，该A/D转换芯片采用MC14433型A/D转换芯片来实现；A/D转换芯片将模拟信号转换为数字信号后输入给单片机。该存储器用于存储油烟浓度的上限值，即当油烟高于上限值时则不能排放到空气中。该单片机用于将A/D转换芯片传输的信号转换为数值并与存储器中的上限值进行比较，当检测的油烟浓度值大于上限值时单片机发送信号给RS232总线接口模块，由RS232总线接口模块通过RS232总线将信号传输给工控机，该单片机采用SG3525型单片机。电源用于给单片机供电，当工控机接收到油烟检测端发送的信号时，工控机驱动报警器报警，并通过显示器显示信号由哪个油烟检测端发送过来，从而得知对应的商家超标排放油烟。
为了提高油烟浓度的检测精度，如图4所示，该前端调理模块包括前端放大电路，与前端放大电路相连接的二级放大电路，以及与二级放大电路相连接的多重反馈滤波电路。
具体的，该前端放大电路包括放大器P1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4以及电容C1。连接时，该电阻R3的一端与放大器P1的正极相连接、其另一端经电阻R1后与油烟检测装置的信号输出端口连接，电容C1的一端与电阻R1和电阻R3的连接点连接、其另一端与放大器P1的输出端相连接，电阻R2的一端与放大器P1的负极相连接、其另一端接地，电阻R4串接在放大器P1的负极和输出端之间。所述放大器P1的输出端与二级放大电路相连接，该放大器P1的正电源端和负电源端均接外部6V电压。
该油烟检测装置输出的信号经电阻R1和电阻R3后输入到放大器P1，由放大器P1进行放大，放大后的信号输出给二级放大电路；该电容C1可以抑制高频自激；电阻R4为负反馈电阻其可以稳定放大器P1的静态工作点，防止信号出现非线性失真。该电阻R1和电阻R3的阻值均为1KΩ，电阻R2和电阻R4的阻值均为5KΩ，电容C1的容值为2.7μF，放大器P1的型号为LM324。
所述二级放大电路包括放大器P2，串接在放大器P1的输出端和放大器P2的负极之间的电阻R7，N极与放大器P2的输出端相连接、P极顺次经电阻R6和电阻R5后接地的二极管D1，N极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、P极与二极管D1的N极相连接的二极管D2。所述放大器P2的正极接地、其正电源端和负电源端均接外部6V电压；二极管D1的P极与多重反馈滤波电路连接。
放大器P1输出端信号经电阻R7后输入到放大器P2内进行再次放大。该二极管D1，二极管D2，电阻R5以及电阻R6共同形成一个稳频电路，该稳频电路可以稳定放大器P2输出的信号的频率。放大器P2放大后的信号由稳频电路进行稳频处理后输出给多重反馈滤波电路。该电阻R7的阻值为10KΩ，电阻R6的阻值为16KΩ，电阻R5的阻值为1.5KΩ，二极管D1和二极管D2的型号均为1N4001，放大器P2的型号为LM324。
另外，该多重反馈滤波电路包括运放P3，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C2以及电容C3。具体的，该电阻R9的一端与运放P3的正极相连接、其另一端经电阻R8后与二极管D1的P极相连接，电容C2的一端与电阻R9和电阻R8的连接点相连接、其另一端接地，电阻R10的一端与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其另一端与运放P3的输出端连接，电容C3串接在运放P3的正极和输出端之间。所述运放P3的负极接地、其输出端与A/D转换芯片的信号输入接口连接。
经过稳频处理后的信号由多重反馈滤波电路对干扰信号进行过滤，以提高检测系统的检测精度，该多重反馈滤波电路的品质因数为Q，其中，本实施例中，该电阻R8的阻值为10KΩ，电阻R9的阻值为5KΩ，电阻R10的阻值为1KΩ，电容C2的容值为1μF，电容C3的容值为1nF，运放P3的型号为OP07。
信号经过滤波处理后输出给A/D转换芯片，由A/D转换芯片转换为数字信号后输出给单片机，单片机将信号转换为相应的浓度值后与存储器中的上限值进行比较，当检测值大于上限值时，单片机发送信号给RS232总线接口模块。
为了降低信号在传输时所受到的干扰，如图3所示，该RS232总线接口模块包括芯片U2，光电耦合器U1，三极管VT1，三极管VT2，一端与单片机的信号输出端口连接、另一端经电阻R11后与三极管VT1的基极相连接的电容C4，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端经电阻R13后与光电耦合器U1的第一输入端连接的电阻R12，串接在光电耦合器U1的第二输出端和芯片U2的RXD管脚之间的电阻R14，串接在芯片U2的TXD管脚和RXD管脚之间的电阻R15，串接在光电耦合器U1的第一输出端和芯片U2的VCC管脚之间的电阻R16，以及一端与芯片U2的RS管脚连接、另一端接地的电阻R17。
进一步的，所述三极管VT1的发射极与电容C4和电阻R1的连接点相连接的同时接地，其集电极与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的发射极与三极管VT1的发射极相连接、其集电极与光电耦合器U1的第二输入端连接；所述芯片U2的TXD管脚与其VCC管脚连接，其RXD管脚和GND管脚均接地，CANH管脚和CANL管脚均与RS232总线连接。该电阻R12和电阻R13的连接点与光电耦合器U1的第一输出端均接外部5V电压。
上述结构中，三极管VT1、三极管VT2、电阻R12、电阻R13以及光电耦合器U1共同形成一个光电耦合电路；外部电压经电阻R12和电阻R13分压后施加给三极管VT1、三极管VT2以及光电耦合器U1，单片机传输的信号经电容C4和电阻R11后施加给三极管VT1和三极管VT2，使三极管VT1和三极管VT2导通，进而导通光电耦合器U1。该光电耦合电路可以提高系统信号传输时的抗干扰能力。本实施例中，该电容C4的容值为0.33μF，电阻R11的阻值为1KΩ，电阻R12的阻值为2KΩ，电阻R13的阻值为5KΩ，三极管VT1的型号为MJE320，三极管VT2的型号为9013，光电耦合器U1的型号为4N52。
该芯片U2、电阻R14、电阻R15、电阻R16以及电阻R17共同形成发送链路，该电阻R16可以确保在不发送数据时芯片U2的TXD管脚为高电平；该芯片U2的型号为82C250，其内部具备电流限制电路，可以对RS232总线进行保护。该电阻R14和电阻R16的阻值均为390Ω，电阻R15的阻值为1KΩ，电阻R17的阻值为200KΩ。
信号从芯片U2的CANH管脚和CANL管脚输出给RS232总线，由RS232总线传输给工控机。
如上所述，便可很好的实施本发明。
Claims (6)
1.基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，包括监控端，通过RS232总线与监控端连接的若干油烟检测端；所述油烟检测端包括单片机，分别与单片机相连接的电源、RS232总线接口模块、存储器以及A/D转换芯片，与A/D转换芯片连接的前端调理模块，以及与前端调理模块相连接的油烟检测装置；所述RS232总线接口模块包括芯片U2，光电耦合器U1，三极管VT1，三极管VT2，一端与单片机的信号输出端口连接、另一端经电阻R11后与三极管VT1的基极相连接的电容C4，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端经电阻R13后与光电耦合器U1的第一输入端连接的电阻R12，串接在光电耦合器U1的第二输出端和芯片U2的RXD管脚之间的电阻R14，串接在芯片U2的TXD管脚和RXD管脚之间的电阻R15，串接在光电耦合器U1的第一输出端和芯片U2的VCC管脚之间的电阻R16，以及一端与芯片U2的RS管脚连接、另一端接地的电阻R17；所述三极管VT1的发射极与电容C4和电阻R1的连接点相连接的同时接地，其集电极与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的发射极与三极管VT1的发射极相连接、其集电极与光电耦合器U1的第二输入端连接；所述芯片U2的TXD管脚与其VCC管脚连接，其RXD管脚和GND管脚均接地，CANH管脚和CANL管脚均与RS232总线连接。
2.根据权利要求1所述的基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，所述监控端包括工控机，分别与工控机相连接的显示器和报警器；所述工控机通过RS232总线与RS232总线接口模块连接。
3.根据权利要求2所述的基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，所述前端调理模块包括前端放大电路，与前端放大电路相连接的二级放大电路，以及与二级放大电路相连接的多重反馈滤波电路；所述多重反馈滤波电路包括运放P3，一端与运放P3的正极相连接、另一端经电阻R8后与二级放大电路相连接的电阻R9，一端与电阻R9和电阻R8的连接点相连接、另一端接地的电容C2，一端与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、另一端与运放P3的输出端连接的电阻R10，以及串接在运放P3的正极和输出端之间的电容C3；所述运放P3的负极接地、其输出端与A/D转换芯片的信号输入接口连接。
4.根据权利要求3所述的基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，所述前端放大电路包括放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端经电阻R1后与油烟检测装置的信号输出端口连接的电阻R3，一端与电阻R1和电阻R3的连接点连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R2，以及串接在放大器P1的负极和输出端之间的电阻R4；所述放大器P1的输出端与二级放大电路相连接。
5.根据权利要求4所述的基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，所述二级放大电路包括放大器P2，串接在放大器P1的输出端和放大器P2的负极之间的电阻R7，N极与放大器P2的输出端相连接、P极顺次经电阻R6和电阻R5后接地的二极管D1，N极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、P极与二极管D1的N极相连接的二极管D2；所述放大器P2的正极接地，所述二极管D1的P极经电阻R8和电阻R9后与运放P3的正极连接。
6.根据权利要求5所述的基于RS232总线的油烟排放监管系统，其特征在于，所述多重反馈滤波电路的品质因数为Q，其中，
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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