CN204882313U

CN204882313U - 智能环境监测仪

Info

Publication number: CN204882313U
Application number: CN201520687342.5U
Authority: CN
Inventors: 顾涵; 杨丰过; 闫岩; 黄玲琳; 赵娟
Original assignee: Changshu Institute of Technology
Current assignee: Changshu Institute of Technology
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2025-09-08

Abstract

本实用新型公开了一种智能环境监测仪，包括时间温度显示模块、湿度检测模块、粉尘传感器检测模块、模数转换器模块、液晶模块、蜂鸣器报警模块和按键模块，所述时间温度显示模块包括热敏电阻、时钟芯片和第一单片机，所述热敏电阻和时钟芯片连接第一单片机，所述第一单片机连接液晶模块，所述湿度检测模块和粉尘传感器检测模块通过模数转换器模块连接第二单片机，所述第二单片机连接液晶模块，所述蜂鸣器报警模块连接第二单片机的输出端，所述按键模块用于设置粉尘传感器检测模块的报警阈值，连接第二单片机的控制端。能够实时监测当地的空气环境数据，包括温度、湿度、PM2.5浓度，可以通过按键来设置不同的报警阈值。

Description

智能环境监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种空气环境监测仪，具体地涉及一种智能环境监测仪。

背景技术

在当今中国，政府大力发展经济，而由经济发展过快所带来的环境污染问题也日渐突出。环境的温湿度时刻影响着我们的生活，同时最近国内雾霾问题日益严重，严重影响了我们的生活。粉尘能进入呼吸道，对人的眼睛、鼻腔、呼吸道都十分有害。同时这种可吸入粉尘能长驱进入肺泡且沉积时间长，可导致心肺病、心血管疾病。粉尘做为病菌的载体，一同散入空气中，极易传播疾病。

生产中的工作环境往往对粉尘浓度也有要求，工厂中的很多粉尘携带有毒化学物质，人们长久呼吸或长久散落皮肤上容易导致癌症的产生，由此可以看出粉尘对人体健康和生产的巨大危害性。煤矿井下管道作业、煤炭生产都要产生大量的粉尘，加之煤炭井下通风条件较差，在炮采，纵采工作面，煤尘浓度可高达1000mg/m3以上。在此环境中工作的工人就会吸入这些细微灰尘，粉尘长时间进入人的呼吸系统，就会造成大量粉尘在肺泡中沉，引起慢性职业病，危机人的身体健康。此外粉尘还是煤矿安全生产的重大隐患。因此，必须对煤矿井下粉尘进行实时检测，及时了解煤矿井下工人的劳动环境，掌握井下煤尘浓度及变化情况，为安全，防尘，降尘等措施提供必要现场数据。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型目的是：提供一种智能环境监测仪，该监测仪能够实时监测当地的空气环境数据，包括温度、湿度、PM2.5浓度，可以根据不同地方的粉尘浓度来设定不同的报警阈值，阈值可以通过按键来设置。

本实用新型的技术方案是：

一种智能环境监测仪，其特征在于，包括时间温度显示模块、湿度检测模块、粉尘传感器检测模块、模数转换器模块、液晶模块、蜂鸣器报警模块和按键模块，所述时间温度显示模块包括热敏电阻、时钟芯片和第一单片机，所述热敏电阻和时钟芯片连接第一单片机，所述第一单片机连接液晶模块，所述湿度检测模块和粉尘传感器检测模块通过模数转换器模块连接第二单片机，所述第二单片机连接液晶模块，所述蜂鸣器报警模块连接第二单片机的输出端，所述按键模块用于设置粉尘传感器检测模块的报警阈值，连接第二单片机的控制端。

优选的，所述第二单片机还连接无线蓝牙模块，所述无线蓝牙模块与智能手机通讯，所述智能手机安装有用于数据显示、数据分析和控制的应用软件。

优选的，所述第一单片机为IAP15F2K61S2单片机，所述第二单片机为STC89C52RC单片机。

优选的，所述湿度检测模块包括DHT11温湿度传感器。

优选的，所述热敏电阻为MF52E-10K热敏电阻器，。

优选的，所述液晶模块为1602液晶屏，所述1602液晶屏连接可变电阻，所述可变电阻用于调节1602液晶屏的分辨率。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、实时检测，对于温度、湿度、PM2.5数据进行实时检测，实时反馈当前环境指数，结构简单，成本低廉，监测的温度数据更加准备。

2、多重检测，可以同时检测温度，湿度，PM2.5污染指数。可以通过按键来设置不同的报警阈值，可以通过智能手机来实现数据显示、数据分析和控制。

3、经济适用，选用的STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型智能环境监测仪的结构框图；

图2是本实用新型粉尘传感器检测模块的单片机控制示意图；

图3是本实用新型蜂鸣器报警模块电路图；

图4是本实用新型1602液晶模块示意图；

图5是本实用新型按键调节模块示意图；

图6是本实用新型电源模块示意图；

图7是本实用新型PM1模块和AD采样转换模块连接示意图；

图8是本实用新型湿度检测模块的单片机控制示意图；

图9是本实用新型温湿度传感器工作示意图；

图10是本实用新型时间温度显示模块示意图；

图11是本实用新型时钟电路图；

图12是本实用新型热敏电阻电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

如图1所示，智能环境检测仪包括时间温度显示模块、湿度检测模块、粉尘传感器检测模块、模数转换器模块、液晶模块、蜂鸣器报警模块、电源模块和按键模块。

其中，湿度检测模块、粉尘传感器检测模块以STC89C52RC单片机作为控制核心，时间温度显示模块以IAP15F2K61S2单片机作为控制核心。湿度检测模块由DHT11温湿度传感器采样经STC89C52RC单片机处理后由1602液晶显示。粉尘传感器检测模块由GP2Y1010AU粉尘传感器采样后经ADC0832模数转换器进行AD转换，再由单片机处理后由1602液晶显示。时间温度显示模块由MF5E热敏电阻和PCF8563时钟芯片通过IAP15F2K61S2单片机内部资源处理后由1602液晶显示。电源供电模块给整个装置供电。

STC89C52RC单片机还连接无线蓝牙模块，所述无线蓝牙模块与智能手机通讯，智能手机安装有相关应用软件，该软件用于数据显示、数据分析和控制。

图2为粉尘传感器检测模块的单片机控制核心部分，R3、C1和按键组成单片机复位系统，RESET接点接到单片机9脚。C3、C4、Y1组成单片机晶振电路，X1端接单片机19脚，X2端接单片机18脚。

图3为粉尘传感器检测模块的蜂鸣器报警电路，该模块由R2、R4、Q1、LED1、蜂鸣器BUUZER组成，BUUZER接点接到单片机4脚。工作原理为控制单片机4脚的输出电平的高低来控制三极管Q1的导通与饱和，从而来控制蜂鸣器电路是否有电流通过来实现蜂鸣器的发声。

液晶模块为LCD1602，见图4。1602液晶的1、2、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16引脚分别接单片机的20、40、5、6、7、39、38、37、36、35、34、33、32、40、20引脚。1602的3引脚接一个滑阻后接地用于调节1602的分辨率。

按键模块，其结构见图5。主要功能是调节PM2.5报警的阈值设定。KEY1端接单片机14引脚，KEY2端接单片机15引脚。

电源供电模块，见图6。电路的主要工作原理是5V输出后按键打开后通过电源指示灯（POWER）来判定电源是否正常供电。

粉尘传感器的PM1模块和AD采样转换模块，见图7。PM1的2、4引脚接到单片机的20脚，PM1的3引脚接到单片机的8引脚，PM1的5引脚接到ADC0832模数转换芯片的3引脚，PM1的6引脚接到单片机的40引脚，ADC0832模数转换芯片的1、4、5、6、7、8引脚分别接到单片机的3、20、1、1、2、40引脚。电路的主要工作原理是PM1采样传输给ADC0832进行AD转换，再由ADC0832将数据传输给单片机处理。

图8为湿度检测模块的单片机控制核心部分，C7、C8、Y2组成单片机晶振电路，X1端接单片机19脚，X2端接单片机18脚。

DHT11温湿度传感器工作示意图，见图9。DHT11温湿度传感器1引脚接电源VCC，2引脚为传感器采样输出脚，3引脚悬空，4引脚接地GND，1引脚接电阻R10，4引脚接电容C9，R10、C9接2引脚D2端组成电路，电路主要工作原理为传感器采样由2引脚传输给STC89C52RC单片机的1引脚，由STC89C52RC单片机处理后在1602液晶上显示。

MF5E热敏电阻和PCF8563时钟芯片通过IAP15F2K61S2单片机连接的示意图如图10所示。

时钟电路的核心芯片是PCF8563，见图11，实现了年、月、日、时、分、秒的精确计时。通过单片机P16、P17口进行时间的控制。

如图12，MF52E-10K热敏电阻器是一种以过渡金属氧化物为主要原材料制造的半导体陶瓷片式元件，它具有电阻值随温度的变化而变化的特性，即在一定的测量功率下，电阻值随着温度上升而下降。利用这一特性，可将MF52E-10K热敏电阻及温度传感器用在温度补偿，检测和控制温度，抑制浪涌电流等场合。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种智能环境监测仪，其特征在于，包括时间温度显示模块、湿度检测模块、粉尘传感器检测模块、模数转换器模块、液晶模块、蜂鸣器报警模块和按键模块，所述时间温度显示模块包括热敏电阻、时钟芯片和第一单片机，所述热敏电阻和时钟芯片连接第一单片机，所述第一单片机连接液晶模块，所述湿度检测模块和粉尘传感器检测模块通过模数转换器模块连接第二单片机，所述第二单片机连接液晶模块，所述蜂鸣器报警模块连接第二单片机的输出端，所述按键模块用于设置粉尘传感器检测模块的报警阈值，连接第二单片机的控制端。

2.根据权利要求1所述的智能环境监测仪，其特征在于，所述第二单片机还连接无线蓝牙模块，所述无线蓝牙模块与智能手机通讯，所述智能手机安装有用于数据显示、数据分析和控制的应用软件。

3.根据权利要求1所述的智能环境监测仪，其特征在于，所述第一单片机为IAP15F2K61S2单片机，所述第二单片机为STC89C52RC单片机。

4.根据权利要求1所述的智能环境监测仪，其特征在于，所述湿度检测模块包括DHT11温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的智能环境监测仪，其特征在于，所述热敏电阻为MF52E-10K热敏电阻器，。

6.根据权利要求1所述的智能环境监测仪，其特征在于，所述液晶模块为1602液晶屏，所述1602液晶屏连接可变电阻，所述可变电阻用于调节1602液晶屏的分辨率。