CN204405110U - 一种环境检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种环境检测仪，包括壳体，壳体上相对设有体温测量口和环境检测口，壳体上还设有供电插口，壳体内设有供电转换模块、上行通信电路、下行通信电路、单片机、温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器，所述供电转换模块的输入端连接供电插口，供电转换模块的输出端连接单片机，上行通信电路的输入端连接供电插口，上行通信电路的输出端连接单片机，下行通信电路的输入端连接供电插口，下行通信电路的输出端连接单片机，温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器分别连接到单片机上。该装置不仅小巧轻便，操作简单，而且可以实现温湿度检测、体温检测、电磁辐射检测、气体检测等功能。

Description

一种环境检测仪

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，具体地说是用于日常生活中的一种小型环境检测仪。

背景技术

现代工业及科学技术的发展，为人们的生活提供了方便、快捷和愉悦，但同时也带来了环境污染的严重问题。环境污染主要表现在以下几个方面：

1、空气污染。最新研究表明，吸入污染程度较重空气的常人，患病的几率会大大增加，如果孕妇吸入污染程度较重空气，其新生儿发生的持久性基因变异比正常水平增加大约50％。专家分析，室内环境污染已经成为危害孕妇及胎儿健康的重要因素。室内空气污染主要来自以下几个方面：建筑、装饰和家具中的有害物质；玩具里的有害物质；特殊环境里的有害物质。

2、电磁辐射污染。电磁辐射污染通常对妇女和儿童最为敏感。特别是孕妇和胎儿更容易受到影响。电磁辐射对胚胎而言，会阻止其早期细胞分裂，甚至造成细胞死亡，同时还会阻止胎盘的正常发育。电磁辐射的主要来源有：手机、微波炉、电视机、电脑、冰箱、空调等家用电器；广播、电视、移动通信基站等无线电发射台；高压电、变电站等强电系统；电子仪器、医疗设备、办公自动化设备等应用电磁能的设备等。

对于环境污染，目前市面上销售有各种检测设备，这些设备一般功能单一，只是针对某项单一的功能，如电磁辐射检测，没有覆盖其它功能；操作、显示不直观，一般采用操作按键和数字显示的方式，用户无法直观理解数字表示的意义。

实用新型内容

 本实用新型提供了一种环境检测仪，不仅小巧轻便，操作简单，而且可以实现温湿度检测、体温检测、电磁辐射检测、气体检测等功能。

本实用新型采用以下技术方案：一种环境检测仪，包括壳体，所述壳体相对的两侧分别设有体温测量口和环境检测口，所述的壳体上还设有供电插口，所述的壳体内设有供电转换模块、上行通信电路、下行通信电路、单片机、温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器，所述供电转换模块的输入端连接供电插口，供电转换模块的输出端连接单片机，上行通信电路的输入端连接供电插口，上行通信电路的输出端连接单片机，下行通信电路的输入端连接供电插口，下行通信电路的输出端连接单片机，所述的温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器分别连接到单片机上。

进一步的，所述的单片机采用TI公司的MSP430G2553单片机。

进一步的，所述的供电插口为3.5毫米的耳机插头。

进一步的，所述的供电转换模块包括依次连接的倍压电路、整流电路、滤波电路，所述倍压电路的输入端连接供电插口右声道，所述滤波电路的输出端连接单片机。

进一步的，所述的下行通信电路包括电压比较器Q1、电阻R1、电阻R2，电压比较器Q1的负极输入端连接供电插口的左声道，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R1接外部电压，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R2接地，电压比较器Q1的输出端连接单片机。

进一步的，所述的上行通信电路包括电容C1、电阻R4、电阻R5、电容C2，电容C1一端接供电插口麦克端，电容C1另一端接地，电阻R4一端接供电插口麦克端，电阻R4另一端分别接电阻R5一端和电容C2一端，电阻R5另一端接地，电容C2另一端接单片机。

进一步的，所述的气体传感器包括CCS801 芯片和输出电压1.8V的稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接单片机，稳压芯片的输出端连接CCS801 芯片。

进一步的，所述的温湿度传感器采用HTU21D芯片。

进一步的，所述的体温传感器采用MLX90615型号的非接触式红外温度计。

进一步的，所述的电磁辐射传感器包括电容C3、二极管D1、二极管D2、电阻R6、电容C4、运放Q5、天线L1，天线L1的输出端连接运放Q5的输入端，运放Q5的输出端连接电容C4一端，电容C4另一端接电阻R6一端，电阻R6另一端分别接二极管D1正极、电容C3一端和二极管D2正极，二极管D1负极和电容C3 另一端均接地，二极管D2负极接单片机。

本实用新型的有益效果是：

1、设计了供电转换模块，利用手机的音频接口的交流信号，经过倍压、整流、滤波处理后，获得供电电压，通过充分利用了资源，避免了频繁更换电池的问题。

2、设计了下行通信电路，通过采样手机左声道的交流调制信号，电压比较器Q1对输入调制交流信号和固定电平进行比较，输出数字方波信号，由单片机进行解码，得到及时、准确的通信指令。

3、设计了上行通信电路，单片机发出数字脉冲信号，先经过R5和C2构成的积分滤波器，再经过C1和R4消除直流成分后，发送到通信接口的麦克信号端，保证了返回指令的准确、快速。

4、采用CCS801芯片作为气体检测器件，不仅可以检测一氧化碳(CO)、甲醛、苯以及其它挥发性有机化合物(VOC)等气体，而且检测时间小于1秒，兼顾了检测的快速、准确和全面。

5、采用HTU21D芯片检测温湿度，检测范围大、检测精度高、检测时间短。

6、采用MLX90615检测体温，检测范围大、检测精度高、检测时间短。

7、设计的电磁辐射传感器，检测范围30Hz-3GHz，检测时间小于1秒，保证了检测的广度和速度。

8、采用MSP430G2553单片机，工作的温湿度范围大，可以适应各种环境，同时重量较轻，可以减轻整个装置的重量。

附图说明

图1为本实用新型壳体的体温检测口所在侧面的示意图；

图2为本实用新型壳体的环境检测口所在侧面的示意图；

图3为本实用新型原理结构框图；

图4为本实用新型的电路原理图。

图中：1壳体，11体温检测口，12环境检测口。 

具体实施方式

如图1-图4所示的一种环境检测仪，包括壳体，所述壳体相对的两侧分别设有体温测量口和环境检测口，所述的壳体上还设有供电插口，所述的壳体内设有供电转换模块、上行通信电路、下行通信电路、单片机、温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器，所述供电转换模块的输入端连接供电插口，供电转换模块的输出端连接单片机，上行通信电路的输入端连接供电插口，上行通信电路的输出端连接单片机，下行通信电路的输入端连接供电插口，下行通信电路的输出端连接单片机，所述的温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器分别连接到单片机上。

    所述的单片机采用TI公司的MSP430G2553单片机，工作温度为-20℃-60℃，工作湿度为0%-90%，工作电压为4.2V，且内置30g的锂电池，可以独立供电。

    所述的供电插口为3.5毫米的耳机插头，包括左声道、右声道、麦克、地线4线。

所述的供电转换模块包括依次连接的倍压电路、整流电路、滤波电路，所述倍压电路的输入端连接供电插口右声道，所述滤波电路的输出端连接单片机。通过把手机右声道的交流信号进行倍压，产生较高电压的交流信号，经整流、滤波后产生直流电源，为单片机供电。

所述的下行通信电路包括电压比较器Q1、电阻R1、电阻R2，电压比较器Q1的负极输入端连接供电插口的左声道，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R1接外部电压，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R2接地，电压比较器Q1的输出端连接单片机。通过采样手机左声道的交流调制信号，电压比较器Q1对输入调制交流信号和固定电平进行比较，输出数字方波信号，由单片机进行解码，得到通信指令。

所述的上行通信电路包括电容C1、电阻R4、电阻R5、电容C2，电容C1一端接供电插口麦克端，电容C1另一端接地，电阻R4一端接供电插口麦克端，电阻R4另一端分别接电阻R5一端和电容C2一端，电阻R5另一端接地，电容C2另一端接单片机。单片机发出数字脉冲信号，先经过R5和C2构成的积分滤波器，再经过C1和R4消除直流成分后，发送到通信接口的麦克信号端，由手机上下载安装的软件进行解码。

所述的气体传感器包括CCS801 芯片和输出电压1.8V的稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接单片机，稳压芯片的输出端连接CCS801 芯片。单片机通过I2C接口和传感器进行通信，直接读取环境温度和环境湿度数值。

所述的温湿度传感器采用HTU21D芯片。单片机通过I2C接口和传感器进行通信，直接读取采集的温度信号。

所述的体温传感器采用MLX90615型号的非接触式红外温度计。单片机通过I2C接口和传感器进行通信，直接读取采集的温度信号。

所述的电磁辐射传感器包括电容C3、二极管D1、二极管D2、电阻R6、电容C4、运放Q5、天线L1，天线L1的输出端连接运放Q5的输入端，运放Q5的输出端连接电容C4一端，电容C4另一端接电阻R6一端，电阻R6另一端分别接二极管D1正极、电容C3一端和二极管D2正极，二极管D1负极和电容C3 另一端均接地，二极管D2负极接单片机。天线采集到的电磁波信号，经运算放大器Q5  放大后，经C3消除直流成分，再经D1、D2、C4整形为直流电平，由单片机进行A/D转换，计算实际电磁辐射强度。

使用时，直接把环境监测仪插入到手机的耳机插孔，同时需要注意的是，体温检测口应当朝向身体。

    除本实用新型所述的结构外，其余均为现有技术。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种环境检测仪，其特征在于，包括壳体，所述壳体相对的两侧分别设有体温测量口和环境检测口，所述的壳体上还设有供电插口，所述的壳体内设有供电转换模块、上行通信电路、下行通信电路、单片机、温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器，所述供电转换模块的输入端连接供电插口，供电转换模块的输出端连接单片机，上行通信电路的输入端连接供电插口，上行通信电路的输出端连接单片机，下行通信电路的输入端连接供电插口，下行通信电路的输出端连接单片机，所述的温湿度传感器、体温传感器、电磁辐射传感器、气体传感器分别连接到单片机上。

2.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的单片机采用TI公司的MSP430G2553单片机。

3.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的供电插口为3.5毫米的耳机插头。

4.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的供电转换模块包括依次连接的倍压电路、整流电路、滤波电路，所述倍压电路的输入端连接供电插口右声道，所述滤波电路的输出端连接单片机。

5.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的下行通信电路包括电压比较器Q1、电阻R1、电阻R2，电压比较器Q1的负极输入端连接供电插口的左声道，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R1接外部电压，电压比较器Q1的正极输入端通过电阻R2接地，电压比较器Q1的输出端连接单片机。

6.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的上行通信电路包括电容C1、电阻R4、电阻R5、电容C2，电容C1一端接供电插口麦克端，电容C1另一端接地，电阻R4一端接供电插口麦克端，电阻R4另一端分别接电阻R5一端和电容C2一端，电阻R5另一端接地，电容C2另一端接单片机。

7.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的气体传感器包括CCS801 芯片和输出电压1.8V的稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接单片机，稳压芯片的输出端连接CCS801 芯片。

8.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的温湿度传感器采用HTU21D芯片。

9.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的体温传感器采用MLX90615型号的非接触式红外温度计。

10.根据权利要求1所述的一种环境检测仪，其特征在于，所述的电磁辐射传感器包括电容C3、二极管D1、二极管D2、电阻R6、电容C4、运放Q5、天线L1，天线L1的输出端连接运放Q5的输入端，运放Q5的输出端连接电容C4一端，电容C4另一端接电阻R6一端，电阻R6另一端分别接二极管D1正极、电容C3一端和二极管D2正极，二极管D1负极和电容C3 另一端均接地，二极管D2负极接单片机。