CN111579719A - 一种穿戴式多种气体检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿戴式多种气体检测装置,包括:控制器、无线通信模块、气体传感模块、温湿度传感模块、信号处理单元、数据通信接口、指示模块、电池模块、电池供电管理电路模块,所述无线通信模块与控制器通信连接,所述气体传感模块和所述温湿度传感模块的输出端均通过信号处理单元连接至控制器的输入端,所述数据通信接口连接至控制器的通信端,所述指示模块连接至控制器的输出端,所述电池模块通过电池供电管理电路模块连接至电源输出接口,通过电源输出接口为整个检测装置供电。本发明通过采用新型传感器结合集成化模块设计,体积小,功耗低,方便携带使用,延长了检测装置的使用寿命,丰富了气体检测种类。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测装置领域,更具体地,涉及一种穿戴式多种气体检测装置。
背景技术
随着智能电网建设的发展,在配网的管理建设中,各个环节都需要部署大量的传感器,大规模部署的传感器会产生超大数量和超多种类的数据,通过一系列的人工智能技术对数据进行研究,以发现其中的联系和模式实现智能化。传感器技术的发展已成为智能电网发展的关键技术。
在配电房智能化建设过程中,对传感器的性能和运维效率要求越来越高,而现有传感器存在着固定安装、集成度低、功耗高、寿命低、信息隔阂等问题。对配电房各类气体浓度的检测,已是配电房智能化管理必不可少的检测项。现有的气体传感器检测装置存在以下不足:
现有的气体传感器检测装置多为固定安装,需要固定的供电电源和固定的安装位。若对多点进行气体检测时,则需要安装多个传感器。
现有检测装置采用的传感器寿命低,传统的电化学氧气传感器、SF6传感器普遍使用寿命低于1年。
装置检测的气体种类单一,现有的气体传感器均只能检测单一种类,如果需要检测多种类气体需要布置多个传感器。
传统气体传感器,如氧化锆型氧气传感器是采用氧化锆固体电解质组成的氧浓度差来检测氧的传感器。需要额外的加热单元,造成功耗高、体积大,而且其对环境温度敏感,不宜在智能配电房使用。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中气体传感检测装置固定安装、寿命低、功耗和体积大、检测种类单一的缺陷,提供一种穿戴式多种气体检测装置。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种穿戴式多种气体检测装置,包括:控制器、无线通信模块、气体传感模块、温湿度传感模块、信号处理单元、数据通信接口、指示模块、电池模块、电池供电管理电路模块,所述无线通信模块与控制器通信连接,所述气体传感模块和温湿度传感模块的输出端均通过信号处理单元连接至控制器的输入端,所述数据通信接口连接至控制器的通信端,所述指示模块连接至控制器的输出端,所述电池模块通过电池供电管理电路模块连接至电源输出接口,通过电源输出接口为整个检测装置供电,气体传感模块包括:蓝光LED低功耗氧气传感器、双光束非分光红外线六氟化硫气体传感器、丝网印刷电化学臭氧传感器。
本方案中,所述检测装置的电路集成于方形壳体内,所述方形壳体外部设有穿戴孔。
本方案中,所述电池模块为锂电池模块。
本方案中,所述锂电池模块输出电压为5V。
本方案中,所述数据通信接口为USB数据通信接口。
本方案中,所述指示模块为LED状态指示灯。
本方案中,所述控制器预设有状态异常智能预测算法程序,用于对气体传感模块和温湿度传感模块采集的数据进行处理,并将处理结果和采集数据通过无线通信模块发送至至外部的手机端,并由外部的手机端发送至外部的后台主站。
本方案中,所述无线通信模块为WIFI模块,所述WIFI模块包括2.4G频段和5G频段通信。
本方案中,所述控制器包括有5路UART串口。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
本发明通过采用新型传感器结合集成化模块设计,体积小,功耗低,方便携带使用,延长了检测装置的使用寿命,丰富了气体检测种类。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示,一种穿戴式多种气体检测装置,包括:控制器、无线通信模块、气体传感模块、温湿度传感模块、信号处理单元、数据通信接口、指示模块、电池模块、电池供电管理电路模块,所述无线通信模块与控制器通信连接,所述气体传感模块和温湿度传感模块的输出端均通过信号处理单元连接至控制器的输入端,所述数据通信接口连接至控制器的通信端,所述指示模块连接至控制器的输出端,所述电池模块通过电池供电管理电路模块连接至电源输出接口,通过电源输出接口为整个检测装置供电,气体传感模块包括:蓝光LED低功耗氧气传感器、双光束非分光红外线六氟化硫气体传感器、丝网印刷电化学臭氧传感器。
在一个具体的实施例中,控制器可以采用STM32L151RDT6芯片,本控制器可以提供5路UART串口,其中包括1路RS485,1路无线WIFI功能,2路串口传感器通讯,1路备用串口。
其中,蓝光LED低功耗氧气传感器LOX-O2探头,双光束非分光红外线六氟化硫气体传感器采用韦弗斯的WFS-S1-S探头,臭氧传感器可以采用3SP_O3_5P传感器,温湿度传感模块器可以采用HTU20D(F)传感器。
本方案中,所述装置的电路集成于方形壳体内,所述方形壳体外部设有穿戴孔。
在一个具体的实施例中,将检测装置的电路集成于壳体中,通过外部设置穿戴孔,方便携带移动使用,克服了传统检测装置固定化使用的缺陷。
本方案中,所述电池模块为锂电池模块。所述锂电池模块功耗较低,能够支持检测装置长时间的工作,所述锂电池模块为5V的电压输出,方便给其他用电装置充电或供电如照明灯、手机等。
所述电池供电管理电路模块实现对输入电压电流限制,充电过压过流保护,电池电压、电流限值功能,并对指示灯或控制器充电状态输出。
本方案中,所述数据通信接口为USB数据通信接口。通过设置USB数据通信接口可以实现检测装置本地的升级维护。
本方案中,所述指示模块为LED状态指示灯。所述LED状态指示灯用于检测装置的工作状态进行指示。
本方案中,所述控制器预设有状态异常智能预测算法程序,用于对气体传感模块和温湿度传感模块采集的数据进行处理,并将处理结果和采集数据通过无线通信模块发送至至外部的手机端,并由外部的手机端发送至外部的后台主站。
在一个具体的实施例中,所述状态异常智能预测算法包括:预设有每种气体浓度阈值,温度阈值、湿度阈值,当气体传感模块和温湿度传感模块采集的任一数据大于或等于预设的阈值,则触发外部的后台主站生成报警信息。
本方案中,所述无线通信模块为WIFI模块,所述WIFI模块包括2.4G频段和5G频段通信。
本发明采用MEMS、物联网技术,以可移动式、延长设备寿命、降低功耗、提高一体化水平,提升设备间信息互联互通能力,实现设备远程智能监控。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,包括:控制器、无线通信模块、气体传感模块、温湿度传感模块、信号处理单元、数据通信接口、指示模块、电池模块、电池供电管理电路模块,所述无线通信模块与控制器通信连接,所述气体传感模块和温湿度传感模块的输出端均通过信号处理单元连接至控制器的输入端,所述数据通信接口连接至控制器的通信端,所述指示模块连接至控制器的输出端,所述电池模块通过电池供电管理电路模块连接至电源输出接口,通过电源输出接口为整个检测装置供电,气体传感模块包括:蓝光LED低功耗氧气传感器、双光束非分光红外线六氟化硫气体传感器、丝网印刷电化学臭氧传感器。
2.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述检测装置的电路集成于绝缘壳体内,所述绝缘壳体外部设有穿戴孔。
3.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述电池模块为锂电池模块。
4.根据权利要求3所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述锂电池模块输出电压为5V。
5.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述数据通信接口为USB数据通信接口。
6.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述指示模块为LED状态指示灯。
7.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述控制器预设有状态异常智能预测算法程序,用于对气体传感模块和温湿度传感模块采集的数据进行处理,并将处理结果和采集数据通过无线通信模块发送至外部的手机端,并由外部的手机端发送至外部的后台主站。
8.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述无线通信模块为WIFI模块。
9.根据权利要求8所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述WIFI模块包括2.4G频段和5G频段通信。
10.根据权利要求1所述的一种穿戴式多种气体检测装置,其特征在于,所述控制器包括有5路UART串口。
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