CN201247513Y - 车内空气质量检测器 - Google Patents

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CN201247513Y CNU2008200997706U CN200820099770U CN201247513Y CN 201247513 Y CN201247513 Y CN 201247513Y CN U2008200997706 U CNU2008200997706 U CN U2008200997706U CN 200820099770 U CN200820099770 U CN 200820099770U CN 201247513 Y CN201247513 Y CN 201247513Y
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杨先一
田逢春
刘涛
卡迪瑞·柴布
胥勋涛
周雅
马健伟
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重庆大学
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Abstract

本实用新型公开了一种车内空气质量检测器,包括有温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、AD数据采集模块、单片机、LCD显示模块和报警模块,温度传感器、湿度传感器、氧气传感器将检测信号输出给AD数据采集模块进行模数转换,该AD数据采集模块将转换后的信号输出给单片机,单片机的输出端分别输出信号给LCD显示模块和报警模块,其特征在于:还包括有气敏传感器组、红外检测模块,气敏传感器组的输出端输出检测信号给AD数据采集模块的信号输入端,该AD数据采集模块的信号输出端输出转换后的信号给单片机的信号输入端,单片机的红外线检测端连接红外检测模块的信号输出端。本实用新型能够同时检测多种气体,成本低,并且功耗小。

Description

车内空气质量检测器
技术领域
本实用新型涉及便携式车载报警器,具体地讲,是一种用于检测车内或与 车内环境类似的空气中有害气体的空气质量检测器。 背景技术
车内空气污染正在逐渐成为人类健康的杀手,车内有害气体主要包括:一 氧化碳、氮氧化物、甲醛和由人体产生的挥发性有机物等。现有的车内空气质 量检测器主要有两种类型: 一种是只能对单一的某种气体或总体的空气质量进 行检测和报警,检测的气体主要为一氧化碳、酒精等;另一种是可以对多种气 体进行检测,但是传感器主要采用电化学传感器,成本较高。 实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种车内空气质量检测器,能够对车内空气中 的多种污染气体进行检测,并且成本低,功耗低。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下: 一种车内空气质量检测 器,包括有温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、AD数据采集模块、单片机、
LCD显示模块和报警模块,所述温度传感器、湿度传感器、氧气传感器分别实时 检测车内的温度、湿度和氧气含量,并将检测的信号输出给所述AD数据采集模 块进行模数转换,该AD数据采集模块将转换后的信号输出给所述单片机,该单 片机的输出端分别输出信号给所述LCD显示模块和报警模块,其关键在于:还 包括有气敏传感器组和红外检测模块,所述气敏传感器组检测有害气体含量, 该气敏传感器组的输出端输出检测信号给所述AD数据采集模块的信号输入端, 该AD数据采集模块对检测信号进行模数转换后,信号输出端输出转换后的信号 给所述单片机的信号输入端,所述单片机的红外线检测端连接所述红外检测模 块的信号输出端,接收该红外检测模块的检测信号。所述单片机作为主控制器,接收温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、 气敏传感器组和红外检测模块的检测信号进行分析后,与该单片机内存储的检
测气体浓度阈值进行比较判断,根据判断结果控制LCD显示模块和报警模块工 作。所述红外检测模块用于检测车内是否有人进入,所述LCD显示模块显示检 测的温度、湿度值和氧气含量,同时显示报警信息。单片机可以根据温度、湿 度值,自适应调整单片机内存储的检测气体浓度阈值。
所述气敏传感器组由第一、第二、第三、第四气敏传感器并列组成,该第 一、第二、第三、第四气敏传感器的输出端分别输出信号给所述AD数据采集模
块的信号输入端。
单片机根据四个气敏传感器的检测值,综合判断车内的有害气体浓度并报 所述气敏传感器为金属氧化物型气敏传感器。
采用金属氧化物型气敏传感器,相对于现有技术使用的电化学传感器,能 够节约成本。
所述报警模块由声报警模块和四个LED并联组成的光报警模块组成,所述 声报警模块和四个LED的输入端分别接收所述单片机的输出端输出的信号。四 个LED分别对应四种检测气体:氮氧化物、 一氧化碳、甲醛、人体产生的挥发 性有机物。当某种捡测气体超过报警阈值时,对应的LED发光报警,声报警模 块声报警。而且,当单片机检测到氧气含量低于正常值时,所述报警模块也会 报警。
所述单片机还设置有地址端、读、写控制端和转换结束信号接收端,所述 地址端连接所述AD数据采集模块的地址端,所述读、写控制端分别经反相器连 接所述AD数据采集模块的地址锁存端和输出允许控制端,所述转换结束信号接 收端经反相器接收所述AD数据采集模块转换结束信号输出端输出的信号。所述氧气传感器经信号调理电路与所述AD数据采集模块的信号输入端连 接。信号调理电路起信号放大的作用,将氧气传感器的输出信号放大后传给AD 数据采集模块。
所述单片机还设置有复位端,连接复位电路。
由于所述单片机与AD数据采集模块的工作频率不一样,因此所述单片机还 设置有频率输出端,该频率输出端通过分频电路连接所述AD数据采集模块的频 率接收端。
本实用新型还包括有电源电路,该电源电路的控制端连接所述单片机的电 源控制端,该电源电路的第一输出端VDD为所述气敏传感器组供电,第二输出 端VCC为所述温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、AD数据采集模块、单片 机、红外检测模块、LCD显示模块、报警模块、信号调理电路、复位电路和分频 电路供电。
只有在红外检测模块检测到车内有人进入时,单片机才输出控制信号控制 电源电路的第一输出端VDD给气敏传感器组供电,当车内无人时,单片机控制 电源电路使气敏传感器组断电,气敏传感器组不工作,起到了节能的作用。
有益效果:与现有技术相比,本实用新型使用气敏传感器组实现对车内空 气中多种污染气体的检测,成本低廉,并且结合红外线检测模块,控制气敏传 感器组仅在车内有人进入时通电工作,功耗低,节约了能源。本实用新型也可 以用于与车内环境类似的其它室内空气质量的检测。
附图说明
图1为本实用新型的方框原理图;
图2是本实用新型的温度传感器的电路连接示意图;
图3是本实用新型的湿度传感器的电路连接示意图;
图4是本实用新型的氧气传感器和信号调理电路的电路连接示意图;图5是本实用新型的气敏传感器组的电路连接示意图; 图6是本实用新型的AD数据采集模块的电路连接示意图; 图7是本实用新型的单片机的电路连接示意图; 图8是本实用新型的红外检测模块的电路连接示意图; 图9是本实用新型的复位电路连接示意图; 图10是本实用新型的报警模块的连接示意图; 图11是本实用新型的LCD电路接口连接示意图; 图12是本实用新型的电源电路连接示意图; 图13是本实用新型的分频电路连接示意图。 具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步对本实用新型加以说明。
如图l所示: 一种车内空气质量检测器,包括有温度传感器l、湿度传感器
2、氧气传感器3、 AD数据采集模块4、单片机5、气敏传感器组6、红外检测模 块7、 LCD显示模块8、报警模块9、电源电路IO、信号调理电路ll、复位电路 12和分频电路13。
如图2、 3、 6所示:本实施例中温度传感器1和湿度传感器2的型号分别 为LM35DZ和HIH4000, AD数据采集模块4采用ADC0809型芯片。所述温度传感 器1的输出端VOUT和湿度传感器2的输出端OUT分别连接AD数据采集模块4 的信号输入端IN—0和IN—1,将检测的信号输出给所述AD数据采集模块4进行 模数转换。
如图4、 6所示:本实施例中氧气传感器3型号为02A2,该氧气传感器3经 信号调理电路11与所述AD数据采集模块4的信号输入端IN—2连接。信号调理 电路11起信号放大的作用,将氧气传感器3的输出信号放大后传给AD数据采 集模块4。如图5、 6所示:所述气敏传感器组6由第一、第二、第三、第四气敏传感
器组成。所述四个气敏传感器都是金属氧化物型气敏传感器,它们的型号分别
为TGS2201、 TGS2600、 TGS2602、 TGS2620。采用金属氧化物型气敏传感器,相 对于现有技术使用的电化学传感器,能够节约成本。第一气敏传感器TGS2201 有两个输出端,该传感器对氮氧化物灵敏度较高。所述四个气敏传感器的输出 端分别连接所述AD数据采集模块4的信号输入端IN—3〜IN—7。
如图6、 7、 13所示:所述AD数据采集模块4对检测信号进行模数转换后, 输出转换后的信号给所述单片机5,本实施例中单片机5为8052型芯片。其中, 所述AD数据采集模块4的信号输出端2_1〜2一8输出转换后的信号给所述单片 机5的信号输入端P00〜P07,该单片机5还设置有地址端P25〜P27、读、写控 制端阪、^和转换结束信号接收端P24,所述地址端P25〜P27连接所述AD数 据采集模块4的地址端ADD—A〜ADD_C,所述读、写控制端^、 ^分别经反相 器连接所述AD数据采集模块4的地址锁存端和输出允许控制端ALE、 ENABLE, 所述转换结束信号接收端P24经反相器接收所述AD数据采集模块4转换结束信 号输出端E0C输出的信号。由于所述单片机5与AD数据采集模块4的工作频率 不一样,因此所述单片机5还设置有频率输出端ALE,该频率输出端ALE通过分 频电路13连接所述AD数据采集模块4的频率接收端CL0CK。
如图7、 8所示:所述单片机5的红外线检测端INTO连接所述红外检测模 块7的信号输出端,接收该红外检测模块7的检测信号。本实施例中采用的红 外检测模块7为PYD1998型的红外热释电传感器。
如图7、 9所示:所述单片机5还设置有复位端RESET,连接复位电路12。如图7、 10、 11所示:所述该单片机5的输出端分别输出信号给所述LCD 显示模块8和报警模块9。所述报警模块9由声报警模块和四个LED并联组成的 光报警模块组成,所述声报警模块和四个LED的输入端分别接收所述单片机5 的输出端输出的信号。其中,所述单片机5的输出端P20〜P22分别连接LCD显 示模块8的输入端LCD—RS、 LCD_WR、 LCD—EN,输出端P10〜P13分别连接四个 LED的输入端PI—0〜P1—3,输出端P23连接声报警模块的输入端BUZZER。
如图7、 12所示:本实用新型还包括有电源电路10,该电源电路10的控制 端连接所述单片机5的电源控制端,该电源电路10的第一输出端VDD为所述气 敏传感器组6供电,第二输出端VCC为所述温度传感器1、湿度传感器2、氧气 传感器3、 AD数据采集模块4、单片机5、红外检测模块7、 LCD显示模块8、报 警模块9、信号调理电路ll、复位电路12和分频电路13供电。
其工作原理如下:
所述电源电路10接通电源后,第二输出端VCC供电,所述温度传感器l、 湿度传感器2、氧气传感器3、 AD数据采集模块4、单片机5、红外检测模块7、 LCD显示模块8、报警模块9、信号调理电路ll、复位电路12和分频电路13通 电工作。
温度传感器l、湿度传感器2、氧气传感器3实时检测车内的温度、湿度和 氧气含量,并将检测信号送入AD数据采集模块4,所述红外检测模块7用于检 测车内是否有人,当检测结果为无人时,单片机5进入睡眠状态,当检测出车 内有人时,单片机5的电源控制端输出控制信号使第一输出端VDD给所述气敏 传感器组6供电,气敏传感器组6开始检测车内有害气体浓度,并将检测信号 通过AD数据采集模块4进行模数转换后送入单片机5判断分析,单片机5根据 四个气敏传感器的检测值,综合判断车内的有害气体浓度。同时单片机5也接 收AD数据采集模块4采集的温度、湿度和氧气含量信号,并控制LCD显示模块 8显示温度、湿度和氧气含量值。
9本实用新型能同时对车内四种有害气体进行检测:氮氧化物、 一氧化碳、 甲醛、人体产生的挥发性有机物。每种有害气体的浓度对应不同的报警阈值,
所有报警阈值都保存在单片机5中,报警模块9根据单片机5的判断结果进行 声光报警,报警模块9中的四个LED分别对应四种检测气体,对应的LED发光 报警。报警模块9声光报警的同时,LCD显示模块8显示报警信息。
所述单片机5内还存储有氧气含量阈值,当检测的车内氧气含量低于氧气 含量阈值时,所述报警模块9报警。
同时,所述单片机5还可以根据测得的温度和湿度值,对单片机5内阈值 进行自动修改,提高检测器检测的准确度。
本实用新型除了应用于车内空气质量检测外,也可以用于其他与车内环境 类似的室内空气质量的检测。
本实用新型中所采用的仪器、芯片型号不限于本实施例所举型号,所有本 实施例中未详细描述之处为公知技术,本领域技术人员都能实现,因此这里不 再累述。

Claims (9)

1、一种车内空气质量检测器,包括有温度传感器(1)、湿度传感器(2)、氧气传感器(3)、AD数据采集模块(4)、单片机(5)、LCD显示模块(8)和报警模块(9),所述温度传感器(1)、湿度传感器(2)、氧气传感器(3)分别实时检测车内的温度、湿度和氧气含量,并将检测的信号输出给所述AD数据采集模块(4)进行模数转换,该AD数据采集模块(4)将转换后的信号输出给所述单片机(5),该单片机(5)的输出端分别输出信号给所述LCD显示模块(8)和报警模块(9),其特征在于:还包括有气敏传感器组(6)和红外检测模块(7),所述气敏传感器组(6)检测有害气体含量,该气敏传感器组(6)的输出端输出检测信号给所述AD数据采集模块(4)的信号输入端,该AD数据采集模块(4)对检测信号进行模数转换后,信号输出端输出转换后的信号给所述单片机(5)的信号输入端,所述单片机(5)的红外线检测端连接所述红外检测模块(7)的信号输出端,接收该红外检测模块(7)的检测信号。
2、 根据权利要求l所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述气敏传感 器组(6)由第一、第二、第三、第四气敏传感器并列组成,该第一、第二、第 三、第四气敏传感器的输出端分别输出信号给所述AD数据采集模块(4)的信 号输入端。
3、 根据权利要求2所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述气敏传感 器为金属氧化物型气敏传感器。
4、 根据权利要求l所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述报警模块 (9)由声报警模块和四个LED并联组成的光报警模块组成,所述声报警模块和四个LED的输入端分别接收所述单片机(5)的输出端输出的信号。
5、 根据权利要求1所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述单片机(5) 还设置有地址端、读、写控制端和转换结束信号接收端,所述地址端连接所述AD数据采集模块(4)的地址端,所述读、写控制端分别经反相器连接所述AD 数据采集模块(4)的地址锁存端和输出允许控制端,所述转换结束信号接收端 经反相器接收所述AD数据采集模块(4)转换结束信号输出端输出的信号。
6、 根据权利要求l所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述氧气传感器(3)经信号调理电路(11)与所述AD数据采集模块(4)的信号输入端连接。
7、 根据权利要求1所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述单片机(5) 还设置有复位端,连接复位电路(12)。
8、 根据权利要求1所述车内空气质量检测器,其特征在于:所述单片机(5) 还设置有频率输出端,该频率输出端通过分频电路(13)连接所述AD数据采集 模块(4)的频率接收端。
9、 根据权利要求l所述车内空气质量检测器,其特征在于:还包括有电源 电路(10),该电源电路(10)的控制端连接所述单片机(5)的电源控制端, 该电源电路(10)的第一输出端VDD为所述气敏传感器组(6)供电,第二输出 端VCC为所述温度传感器(1)、湿度传感器(2)、氧气传感器(3)、 AD数据采 集模块(4)、单片机(5)、红外检测模块(7)、 LCD显示模块(8)、报警模块(9)、 信号调理电路(11)、复位电路(12)和分频电路(13)供电。
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