CN110132811A - 一种空气质量pm2.5数据监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气质量PM2.5数据监测系统，包括用于发布PM2.5数据监测结果的服务端、用于汇总PM2.5数据的后台管理端、用于监测PM2.5数据的感测模块和用于上传PM2.5数据至后台管理端的传输模块；所述感测模块通过所述传输模块连接到所述后台管理端，所述后台管理端还连接到所述服务端；相比于传统技术，本发明集监测、汇总及发布PM2.5数据于一体，可以实现PM2.5数据的全方位监控。
Description
技术领域
本发明涉及空气质量监测领域，尤其是一种空气质量PM2.5数据监测系统。
背景技术
由于空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害现象加重。不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报，统称为“雾霾天气”。雾霾主要由PM2.5、PM10、PM0.1以及重金属镍砷铬铅等颗粒组成。在空气动力学和环境气象学中，颗粒物是按直径大小来分类的，粒径小于100微米的称为TSP(TotalSuspendedParticle)，即总悬浮物颗粒；粒径小于10微米的称为PM10，即可吸入颗粒物；粒径小于2.5微米的称为PM2.5，即可入肺颗粒物，它的直径仅相当于人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它与较粗的大气颗粒物相比，粒径小，富含大量的有毒、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影响更大。因此，市面上亟待一种能够实时监控空气中PM2.5的系统装置，以符合人们生产生活要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种空气质量PM2.5数据监测系统，能够实时持续地监测并发布PM2.5数据监测结果，方便用户进行查看。
为了弥补现有技术的不足，本发明实施例采用的技术方案：
一种空气质量PM2.5数据监测系统，包括用于发布PM2.5数据监测结果的服务端、用于汇总PM2.5数据的后台管理端、用于监测PM2.5数据的感测模块和用于上传PM2.5数据至后台管理端的传输模块；所述感测模块通过所述传输模块连接到所述后台管理端，所述后台管理端还连接到所述服务端。
作为上述方案的进一步改进，所述感测模块包括监测传感器、单片机和无线通信模块，所述监测传感器的输出端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接到所述无线通信模块的输入端，所述无线通信模块的输出端连接到所述传输模块。
作为上述方案的进一步改进，所述监测传感器包括悬浮微粒传感器和温湿度传感器。
作为上述方案的进一步改进，本技术方案还包括用于定位及更改监测地点的调节模块，所述调节模块分别连接到所述后台管理端和所述服务端。
作为上述方案的进一步改进，本技术方案还包括用于划分监测区域的对比模块，所述对比模块分别连接到所述后台管理端和所述服务端。
作为上述方案的进一步改进，所述后台管理端为云端服务器或树莓派。
作为上述方案的进一步改进，所述服务端为PC终端或手机终端。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：通过传输模块将感测模块所监测的某地区的PM2.5数据传输至后台管理端，可以实时连续地将PM2.5数据进行上传，方便快捷，同时，由后台管理端将上传的PM2.5数据进行汇总，以便于进行数据结果整合，然后将汇总整合后的PM2.5数据以监测结果的形式发布于服务端上，用户通过服务端则可方便地查看该地区的PM2.5数据监测结果，从而满足用户生产生活需求；因此，本发明集监测、汇总及发布于一体，可以实现PM2.5数据的全方位监控。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明一实施例的结构示意框图；
图2是本发明一实施例的感测模块的电路原理图；
图3是本发明一实施例的后台管理端的电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明实施例提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，包括用于发布PM2.5数据监测结果的服务端170、用于汇总PM2.5数据的后台管理端100、用于监测PM2.5数据的感测模块和用于上传PM2.5数据至后台管理端100的传输模块120；所述感测模块通过所述传输模块120连接到所述后台管理端100，所述后台管理端100还连接到所述服务端170。
在本实施例中，传输模块120可以是无线传输设备或是有线传输装置，无线传输设备可与PLC、RTU等数据终端相连接，利用数传电台、宽带WiFi、3G、4G或5G等进行传输，有线传输装置则可以为光缆、光纤等；
通过传输模块120将感测模块所监测的某地区的PM2.5数据传输至后台管理端100，可以实时连续地将PM2.5数据进行上传，方便快捷，同时，由后台管理端100将上传的PM2.5数据进行汇总，以便于进行数据结果整合，此处的汇总是可以分类的，具体根据需要由用户进行设定，比如按监测日期分类、按监测地区分类或是两者结合等等，然后将汇总后的PM2.5数据以监测结果的形式发布于服务端170上，用户通过服务端170则可方便地查看该地区的PM2.5数据监测结果，从而满足用户生产生活需求；因此，本发明可以实现PM2.5数据的全方位监控。
参照图1和图2，作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，所述感测模块包括监测传感器130、单片机140和无线通信模块110，所述监测传感器130的输出端连接到所述单片机140的输入端，所述单片机140的输出端连接到所述无线通信模块110的输入端，所述无线通信模块110的输出端连接到所述传输模块120。
在本实施例中，无线通信的优势在于传输方便，速度稳定；单片机140具有完整的输入输出，可以实现对监测传感器130和无线通信模块110的统筹控制。
作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，所述监测传感器130包括悬浮微粒传感器和温湿度传感器。在本实施例中，通过对悬浮微粒以及温湿度分别进行监测，可以单独了解该地区的PM2.5的主要构成因素，能够为相关人员治理决策或是实际分析提供更方便有效的数据引导。
参照图1，作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，本技术方案还包括用于定位及更改监测地点的调节模块160，所述调节模块160分别连接到所述后台管理端100和所述服务端170。在本实施例中，用户可以通过服务端170来操控调节模块160，以实现定位某地区或是更改之前所定位的地区，调节模块160可以是按键或按钮形式的，调节模块160可以采用现有的远程定位装置，在此不做赘述，其与所述后台管理端100和所述服务端170相匹配连接，当调节好后，该调节信息则会由后台管理端100进行记录，以表明下一次所记录的PM2.5数据是属于该地区的，因此，在后台管理端100内存储的数据可以是不同地区的，具有一定的兼容性。
参照图1，作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，本技术方案还包括用于划分监测区域的对比模块150，所述对比模块150分别连接到所述后台管理端100和所述服务端170。在本实施例中，对比模块150可以是按键或按钮形式的，比如CN201611137657.8、CN201710852648.5等专利则揭露了划分监测区域的手段，因此本申请中的对比模块150是一种现有技术，其与所述后台管理端100和所述服务端170相匹配连接，选定一个地区进行监测后，可进一步利用对比模块150将该地区进行细划区域，以达到分类研究的目的，比如从大范围来说，市区可分类为各条街道等，从小范围来说，学校内可以分为体育场、操场等，因此可以分别对这些划分出的小的区域进行监测，能够更好地对这些区域的空气质量进行了解研究。
作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，所述后台管理端100为云端服务器或树莓派。在本实施例中，所采用的为树莓派(Raspberry Pi，简写为RPi)，其是为学习计算机编程教育而设计、只有信用卡大小的微型电脑，系统基于Linux，可接收单片机140发送的数据，同时可通过架设MQTT以辅助发布PM2.5数据监测结果。
作为上述方案的进一步改进，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，所述服务端170为PC终端或手机终端。在本实施例中，PC终端或手机终端均方便用户手动操作，本实施例所采用的为手机终端，实际上，服务端170所发布的数据结果可以有多种形式，不限于文字形式的，也可以是表格形式、图形线形式等，方便用户选择合适的发布方式。
参照图1至图3，本发明的另一实施例还提供了一种空气质量PM2.5数据监测系统，其中，包括用于发布PM2.5数据监测结果的手机终端、用于汇总PM2.5数据的树莓派、用于监测PM2.5数据的感测模块、用于定位及更改监测地点的调节模块160、用于划分监测区域的对比模块150、用于上传PM2.5数据至后台管理端100的传输模块120；所述感测模块包括悬浮微粒传感器、温湿度传感器、单片机140和无线通信模块110，所述悬浮微粒传感器和温湿度传感器的输出端均连接到所述单片机140的输入端，所述单片机140的输出端连接到所述无线通信模块110的输入端，所述无线通信模块110的输出端通过所述传输模块120连接到所述树莓派；所述调节模块160分别连接到所述树莓派和所述手机终端，所述对比模块150分别连接到所述树莓派和所述手机终端。
在本实施例中，温湿度传感器采用的是DHT11数字温湿度传感器(在图2中未示出)，悬浮微粒传感器采用的是PMS1003，也可采用PMS3003或PMS5003，无线通信模块110采用的是基于LORA协议下的USART，单片机140所采用的是STC15W系列芯片，树莓派所采用的是BCM2835；
其中，PMS1003的数据接收引脚连接到STC15W的第一多用引脚，所述第一多用引脚具有地址、数据接收、晶振以及脉冲触发功能；PMS1003的数据发送引脚连接到STC15W的第二多用引脚，所述第二多用引脚具有地址以及系统时钟功能；USART的接收引脚连接到STC15W的第一发送引脚，USART的发送引脚连接到STC15W的第一接收引脚，从而可实现两者之间的数据互通；
同时，BCM2835通过USART获取PM2.5数据，BCM2835的两个GPIO引脚分别连接到USART的接收引脚和发送引脚,BCM2835的IO电压引脚通过第一电容C67接到参考地，达到稳压效果；BCM2835的另两个GPIO引脚分别通过第一电阻R23和第二电阻R24以连接到USART的电压引脚，其中各电阻起到供压平衡的作用；上述设置从整体上实现了USART中PM2.5数据传输的稳定。
因此，本发明集监测、汇总及发布PM2.5监测数据于一体，可以实现PM2.5数据的全方位监控。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：包括用于发布PM2.5数据监测结果的服务端、用于汇总PM2.5数据的后台管理端、用于监测PM2.5数据的感测模块和用于上传PM2.5数据至后台管理端的传输模块；所述感测模块通过所述传输模块连接到所述后台管理端，所述后台管理端还连接到所述服务端。
2.根据权利要求1所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：所述感测模块包括监测传感器、单片机和无线通信模块，所述监测传感器的输出端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接到所述无线通信模块的输入端，所述无线通信模块的输出端连接到所述传输模块。
3.根据权利要求2所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：所述监测传感器包括悬浮微粒传感器和温湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：还包括用于定位及更改监测地点的调节模块，所述调节模块分别连接到所述后台管理端和所述服务端。
5.根据权利要求1所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：还包括用于划分监测区域的对比模块，所述对比模块分别连接到所述后台管理端和所述服务端。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：所述后台管理端为云端服务器或树莓派。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种空气质量PM2.5数据监测系统，其特征在于：所述服务端为PC终端或手机终端。
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