CN202014374U - 一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点 - Google Patents

一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，包括传感器模块、处理器模块、Zigbee短距离无线通信模块、内部带闪存卡的数据存储模块和电源模块，处理器模块以无线通信方式与对传感器模块所检测数据进行综合分析处理且对处理器模块进行远程控制的远程接收终端进行双向通信；处理器模块、数据存储模块、Zigbee短距离无线通信模块和电源模块组成节点主体模块；传感器模块包括分别布设在室内多个监控区域的多个传感器。本实用新型电路设计合理、体积小、安装方便且操控简便、使用效果好、可进行远程参数设置与性能调试，解决了现有空气质量测量设置存在的体积大、安装不便、操控复杂、使用效果较差等问题。

Description

一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点
技术领域
本实用新型涉及一种自组网节点，尤其是涉及一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点。
背景技术
目前，随着人们生活水平的不断提高，人们对自身健康水平也开始重视起来，其中人们大部分时间是在家中度过的，室内空气质量必然会对人们的健康带来影响，研究表明许多突发性疾病都是长期生活在有害气体的污染的环境中产生的。室内空气品质受到多方面的影响和污染，主要来自房屋装修、家具、玩具、煤气热水器、杀虫喷雾剂、化妆品、吸烟、厨房的油烟等，其成分主要是挥发性的有机物(如甲醛、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、甲苯二异氰酸酯等)和无机化合物(如NH3、CO等)，同时不适当的温度、湿度环境、悬浮颗粒(灰尘)等也会影响室内空气质量。在对室内空气质量监控方面，国内采用的监测方法主要有以下两种：一种是针对一项指标进行监测、显示数据；一种是综合检测，以实现对多种指标进行数据采集，这种仪器多用于测量装修产生的有害气体、环境污染等，而进行空气质量监测的多是大型监测设备，占用空间大且使用不方便。少数应用于室内的多指标检测节点，也大都采用有线传输方式，给布线带来诸多不便，线路故障也不好排查。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其电路设计合理、体积小、安装布设方便且操控简便、使用效果好、可进行远程参数设置与性能调试，有效解决了现有空气质量测量设置存在的体积大、安装不便、操控复杂、使用效果较差等缺陷和不足。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：包括对室内空气质量进行检测的传感器模块、对传感器模块所检测数据进行分析处理与分类识别的处理器模块、与处理器模块相接的Zigbee短距离无线通信模块、内部带闪存卡的数据存储模块和与处理器模块相接的电源模块，所述数据存储模块与处理器模块相接，所述处理器模块通过Zigbee短距离无线通信模块与对传感器模块所检测数据进行综合分析处理且对处理器模块进行远程控制的远程接收终端进行双向通信；所述处理器模块、数据存储模块、Zigbee短距离无线通信模块和电源模块组成节点主体模块且所述节点主体模块布设在一个电子线路上；所述传感器模块包括分别布设在室内多个监控区域的多个传感器，且多个所述传感器均通过传感器接口模块与处理器模块相接，多个所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、甲醛传感器、甲苯传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和光照强度传感器。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：还包括与处理器模块相接的计时电路模块。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：多个所述传感器还包括硫化氢传感器、氨气传感器和二氧化氮传感器。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：多个所述传感器均为模拟信号传感器，且传感器接口模块为模拟量输入接口。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：所述电源模块包括可充电电池和AC/DC转换模块，所述处理器模块与AC/DC转换模块相接，且AC/DC转换模块分别与可充电电池和220V交流供电电源相接，所述可充电电池与220V交流供电电源相接。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：还包括对可充电电池内所存储电量进行实时检测的电量检测单元，所述电量检测单元与处理器模块相接；所述可充电电池与AC/DC转换模块之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一和电磁控制开关二，可充电电池与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三，所述电磁控制开关一、电磁控制开关二和电磁控制开关三均由处理器模块进行通断控制且三者均与处理器模块相接。
上述一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征是：所述处理器模块与安装在室内的通风换气设备相接，且通风换气设备由处理器模块进行控制。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、多指标监测，采用相对湿度、温度传感器和对CO、H2S、NO2、NH3、甲醛、甲苯等有害气体灵敏度高、响应时间短的多种类型气体传感器进行同步检测，集多种传感器于一体，完成对室内多个空气指标的同步监测。
2、采用嵌入式操作系统，全部用模块化设计，可以提供系统性能和工作效率。
3、能对传感网节点进行远程升级，并能对节点内核及应用程序进行远程更新。
4、可远程设置传感网节点的系统时间及获取节点的当前系统时间，可远程启动传感网节点和命令节点恢复到默认参数。
5、能够命令节点删除所有数据，包括历史数据和日志数据等。
6、节点可通过串口和ADC与下位设备通信，又可通过数据处理传输模块和上位机(即远程接收终端)通信。
7、全部采用远程校准，数字输出，具备卓越的长期稳定性，无需额外部件，采用自动休眠模式，节省能耗。
8、使用操作简便，将本实用新型安置在需要监控的房屋内并进行远程参数设置和调试后，即可实现对监测区域内的环境信息采集和监控。
9、实用价值高，能有效监控室内室外空气质量，有利于提高空气质量，减少有害气体中毒、煤气泄漏等意外事故造成的人身伤害和由于室内空气污染造成的对人体健康的潜在威胁，提高生活质量和改善健康状况，适合家庭和办公室应用。
10、体积小、重量轻，安装方便，可自由布置，能实时掌控室内空气质量的变化情形。
综上所述，本实用新型电路设计合理、体积小、安装布设方便且操控简便、使用效果好、可进行远程参数设置与性能调试，有效解决了现有空气质量测量设置存在的体积大、安装不便、操控复杂、使用效果较差等多种缺陷和不足。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明：
1-传感器模块；        1-1-温度传感器；    1-2-湿度传感器；
1-3-粉尘浓度传感器；  1-4-甲醛传感器；    1-5-甲苯传感器；
1-6-一氧化碳传感器；  1-7-二氧化碳传感    1-8-光照强度传感
器；                器；
1-9-传感器接口模块；  1-10-硫化氢传感器； 1-11-氨气传感器；
1-12-二氧化氮传感器； 2-处理器模块；      3-数据存储模块；
4-计时电路模块；      5-Zigbee短距离无线  6-电源模块；
通信模块；
6-1-可充电电池；      6-2-AC/DC转换模块； 7-远程接收终端；
8-通风换气设备；      9-电量检测单元；    10-电磁控制开关一；
11-电磁控制开关二；   12-电磁控制开关三。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括对室内空气质量进行检测的传感器模块1、对传感器模块1所检测数据进行分析处理与分类识别的处理器模块2、与处理器模块2相接的Zigbee短距离无线通信模块5、内部带闪存卡的数据存储模块3和与处理器模块2相接的电源模块6，所述数据存储模块3与处理器模块2相接，所述处理器模块2通过Zigbee短距离无线通信模块5与对传感器模块1所检测数据进行综合分析处理且对处理器模块2进行远程控制的远程接收终端7进行双向通信。所述处理器模块2、数据存储模块3、Zigbee短距离无线通信模块5和电源模块6组成节点主体模块且所述节点主体模块布设在一个电子线路上。所述传感器模块1包括分别布设在室内多个监控区域的多个传感器，且多个所述传感器均通过传感器接口模块1-9与处理器模块2相接，多个所述传感器包括温度传感器1-1、湿度传感器1-2、粉尘浓度传感器1-3、甲醛传感器1-4、甲苯传感器1-5、一氧化碳传感器1-6、二氧化碳传感器1-7和光照强度传感器1-8。
本实施例中，本实用新型还包括与处理器模块2相接的计时电路模块4。同时，多个所述传感器还包括硫化氢传感器1-10、氨气传感器1-11和二氧化氮传感器1-12。
本实施例中，多个所述传感器均为模拟信号传感器，且传感器接口模块1-9为模拟量输入接口。
本实施例中，所述电源模块6包括可充电电池6-1和AC/DC转换模块6-2，所述处理器模块2与AC/DC转换模块6-2相接，且AC/DC转换模块6-2分别与可充电电池6-1和220V交流供电电源相接，所述可充电电池6-1与220V交流供电电源相接。
同时，本实用新型还包括对可充电电池6-1内所存储电量进行实时检测的电量检测单元9，所述电量检测单元9与处理器模块2相接。所述可充电电池6-1与AC/DC转换模块6-2之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块6-2之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一10和电磁控制开关二11，可充电电池6-1与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三12，所述电磁控制开关一10、电磁控制开关二11和电磁控制开关三12均由处理器模块2进行通断控制且三者均与处理器模块2相接。
实际使用过程中，不断电情况下，接通电磁控制开关二11，通过220V交流供电电源直接为本实用新型供电；同时，电量检测单元9对可充电电池6-1内所存储电量进行检测并将检测结果同步传送至处理器模块2，当可充电电池6-1内所存储电量不足且处于不断电情况下，接通电磁控制开关三12，通过220V交流供电电源为可充电电池6-1进行充电；而当出现断电情况时，接通电磁控制开关一10通过可充电电池6-1为本实用新型供电。
本实施例中，所述处理器模块2与安装在室内的通风换气设备8相接，且通风换气设备8由处理器模块2进行控制。实际使用过程中，所述处理器模块2通过对传感器模块1所检测数据进行分析处理的分析处理结果，对通风换气设备8进行启停控制。
本实用新型的工作过程是：先将本实用新型放置在需监控区域，通过远程接收终端7(可以是个人计算机或手机等具有无线通信功能的装置，其上接有与Zigbee短距离无线通信模块5相配合使用的Zigbee无线通信模块)设定节点工作参数(主要为数据采集时间间隔)，再按下运行按钮，远程接收终端7的远程控制指令通过Zigbee短距离无线通信模块5传送至处理器模块2，整个节点进入工作状态：传感器模块1按照设定采集时间间隔输出模拟量信号，且模拟量信号经过滤除噪声、还原失真等预处理过程和A/D转换电路调理后送入处理器模块2，处理器模块2对各传感器采集的数据根据一定程序分析处理并经过分类判别后得出结论且组合成相应的数据包，数据存入数据存储模块3备份，同时通过无线网络(即Zigbee短距离无线通信模块5)发送至远程接收终端7；最后，远程接收终端7对采集到所有数据进行综合分析处理，以更加客观的反应测试环境中的有害气体数据信息。实际使用过程中，所述数据存储模块3可实现检测数据和对处理器模块2进行程序更新的远程升级程序的存储。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：包括对室内空气质量进行检测的传感器模块(1)、对传感器模块(1)所检测数据进行分析处理与分类识别的处理器模块(2)、与处理器模块(2)相接的Zigbee短距离无线通信模块(5)、内部带闪存卡的数据存储模块(3)和与处理器模块(2)相接的电源模块(6)，所述数据存储模块(3)与处理器模块(2)相接，所述处理器模块(2)通过Z i gbee短距离无线通信模块(5)与对传感器模块(1)所检测数据进行综合分析处理且对处理器模块(2)进行远程控制的远程接收终端(7)进行双向通信；所述处理器模块(2)、数据存储模块(3)、Zigbee短距离无线通信模块(5)和电源模块(6)组成节点主体模块且所述节点主体模块布设在一个电子线路上；所述传感器模块(1)包括分别布设在室内多个监控区域的多个传感器，且多个所述传感器均通过传感器接口模块(1-9)与处理器模块(2)相接，多个所述传感器包括温度传感器(1-1)、湿度传感器(1-2)、粉尘浓度传感器(1-3)、甲醛传感器(1-4)、甲苯传感器(1-5)、一氧化碳传感器(1-6)、二氧化碳传感器(1-7)和光照强度传感器(1-8)。
2.按照权利要求1所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：还包括与处理器模块(2)相接的计时电路模块(4)。
3.按照权利要求1或2所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：多个所述传感器还包括硫化氢传感器(1-10)、氨气传感器(1-11)和二氧化氮传感器(1-12)。
4.按照权利要求1或2所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：多个所述传感器均为模拟信号传感器，且传感器接口模块(1-9)为模拟量输入接口。
5.按照权利要求1或2所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：所述电源模块(6)包括可充电电池(6-1)和AC/DC转换模块(6-2)，所述处理器模块(2)与AC/DC转换模块(6-2)相接，且AC/DC转换模块(6-2)分别与可充电电池(6-1)和220V交流供电电源相接，所述可充电电池(6-1)与220V交流供电电源相接。
6.按照权利要求5所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：还包括对可充电电池(6-1)内所存储电量进行实时检测的电量检测单元(9)，所述电量检测单元(9)与处理器模块(2)相接；所述可充电电池(6-1)与AC/DC转换模块(6-2)之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块(6-2)之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一(10)和电磁控制开关二(11)，可充电电池(6-1)与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三(12)，所述电磁控制开关一(10)、电磁控制开关二(11)和电磁控制开关三(12)均由处理器模块(2)进行通断控制且三者均与处理器模块(2)相接。
7.按照权利要求1或2所述的一种可自由布置实时测量室内空气质量的自组网节点，其特征在于：所述处理器模块(2)与安装在室内的通风换气设备(8)相接，且通风换气设备(8)由处理器模块(2)进行控制。
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