CN204902891U - 一种野外作业车辆用环境监测仪 - Google Patents

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高云霞
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Abstract

本实用新型公开了一种野外作业车辆用环境监测仪,包括安装在车内控制面板上的风扇、数据监测终端和多个三轴加速度传感器;数据监测终端包括外壳、布设在外壳内的电子线路板以及安装在外壳上的触摸屏和扬声器,电子线路板上集成有微控制器模块和通信接口电路,微控制器模块的输入端接有气压传感器、温湿度传感器、VOC气体传感器、酒精浓度传感器和烟雾传感器,微控制器模块的输出端接有语音驱动电路和直流电机驱动电路,直流电机驱动电路的输出端接有直流电机,扬声器的输入端与语音驱动电路的输出端相接,本实用新型设计新颖,结构简单,具有野外作业车辆实时检测车内外环境多项参数的功能,并及时显示并语音提醒车内人员,安全可靠。

Description

一种野外作业车辆用环境监测仪
技术领域
本实用新型属于检测报警技术领域,具体涉及一种野外作业车辆用环境监测仪。
背景技术
野外作业是指为完成生产和军事训练任务等而布置的活动,往往环境条件恶劣,比如在荒无人烟的戈壁滩或是高海拔无人区进行地质探矿工作等,野外作业车辆就好像是勘探人员的家,好的车内环境就如同家一般给人以安全温馨的感觉,在野外,为了暂时躲避雨雪、严寒或高温,人们还会在车里用餐、休息,均会关闭车窗,但长时间呆在密闭的汽车内部,由于空气流通不畅、车内狭小的空间里空气污浊,导致车内空气质量差甚至缺氧,人就会出现头痛、头晕等不适感,影响自己的应急反应能力,甚至导致交通事故的发生;汽车内环境污染对人体健康更具有危害性,因汽车内环境造成驾驶者或乘客生命危险的案例也时有发生,并且这类型的案例数量呈上升趋势,目前,汽车空气质量检测的相关标准还没有出台,车内环境在规定上存在标准缺失,为了自身和他人的身体健康,驾车者应主动增强防范意识,因此,现如今缺少一种结构简单、安装布设灵活、成本低的野外作业车辆用环境监测仪,通过实时检测车内温湿度、有害气体浓度、酒精浓度和烟雾浓度确保车内环境安全,并安装多个三轴加速度传感器测试车辆舒适度,且测量野外作业车辆所到之处的气压值,做到及时提醒野外作业人员注意安全,实用价值高。
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,提供一种野外作业车辆用环境监测仪,其设计新颖合理,结构简单,具有野外作业车辆实时检测车内外环境多项参数的功能,并及时显示并语音提醒车内人员,安全可靠,实用性强,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:包括安装在车内控制面板上的风扇、布设在车辆操作台且语音提醒驾驶员环境参数超标的数据监测终端和多个分别安装在车内各处用于检测车辆舒适度的三轴加速度传感器;所述数据监测终端包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳上的触摸屏和扬声器,所述电子线路板上集成有微控制器模块和与所述微控制器模块相接的通信接口电路,所述微控制器模块的输入端接有用于检测车辆所处野外作业环境中的气压值的气压传感器以及用于检测车内环境参数的温湿度传感器、VOC气体传感器、酒精浓度传感器和烟雾传感器,所述微控制器模块的输出端接有语音驱动电路和直流电机驱动电路,所述直流电机驱动电路的输出端接有直流电机,所述触摸屏与所述微控制器模块相接,所述扬声器的输入端与所述语音驱动电路的输出端相接,所述风扇安装在所述直流电机的转轴上,多个所述三轴加速度传感器的输出端均与所述微控制器模块的输入端相接;所述微控制器模块包括ARM微控制器STM32F103;所述直流电机驱动电路包括H桥驱动电路。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述温湿度传感器包括芯片DHT11,所述芯片DHT11的DATA管脚与ARM微控制器STM32F103的第59管脚相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述VOC气体传感器包括芯片MS1100,所述芯片MS1100的VOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第55管脚相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述酒精浓度传感器包括芯片MQ-3,所述芯片MQ-3的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第16管脚相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述气压传感器包括芯片BMP180,所述芯片BMP180的SCL管脚与ARM微控制器STM32F103的第92管脚相接,芯片BMP180的SDA管脚与ARM微控制器STM32F103的第93管脚相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述烟雾传感器包括芯片MQ-2,所述芯片MQ-2的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第15管脚相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述H桥驱动电路包括型号为BTS7960的芯片U1和型号为BTS7960的芯片U2,所述芯片U1的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U1的第2管脚经电阻R8与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U1的第3管脚经电阻R7与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U1的第1管脚接地,芯片U1的第5管脚经电阻R14接地,芯片U1的第6管脚经电阻R13接地;所述芯片U2的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U2的第2管脚经电阻R9与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U2的第3管脚经电阻R10与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U2的第1管脚接地,芯片U2的第5管脚经电阻R15接地,芯片U2的第6管脚经电阻R16接地;
所述直流电机包括直流电机B1,所述直流电机B1的一端与芯片U1的第4管脚和芯片U1的第8管脚的连接端相接,直流电机B1的另一端与芯片U2的第4管脚和芯片U2的第8管脚的连接端相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述语音驱动电路包括芯片ISD4004,所述芯片ISD4004的第1管脚、第2管脚、第3管脚、第24管脚、第25管脚和第28管脚分别与ARM微控制器STM32F103的第36管脚、第32管脚、第31管脚、第37管脚、第89管脚和第30管脚相接,芯片ISD4004的第17管脚经电容C1和电阻R2与电阻R1的一端和电容C2的一端的连接端相接,芯片ISD4004的第16管脚经电容C3和电阻R4与电容C2的另一端相接,电容C2的另一端接地,电阻R1的另一端与3.3V电源输出端相接;
所述扬声器包括扬声器LS1,所述扬声器LS1的一端与电容C1和电阻R2的连接端相接,扬声器LS1的另一端与电容C3和电阻R4的连接端相接。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:多个所述三轴加速度传感器均为传感器MMA7455。
上述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述通信接口电路包括USB通信接口模块。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、本实用新型通过设置温湿度传感器、VOC气体传感器、酒精浓度传感器和烟雾传感器分别实时检测车内温湿度、有害气体浓度、酒精浓度和烟雾浓度确保车内环境安全,同时,设置气压传感器实时检测车外环境气压数据,另外通过安装多个三轴加速度传感器测试野外作业车辆舒适度,功能完备,电路简单,便于推广使用。
2、本实用新型通过设置触摸屏,设置各个环境参数的阈值,并显示数据,可靠稳定,使用效果好。
3、本实用新型通过设置H桥驱动电路驱动直流电机带动风扇通风换气,当环境参数超过提前设置的阈值时,扬声器提醒的同时,风扇转动,响应速度快。
4、本实用新型设计新颖合理,体积小,投入成本低,拆卸安装方便,实用性强,便于推广使用。
综上所述,本实用新型设计新颖合理,结构简单,具有野外作业车辆实时检测车内外环境多项参数的功能,并及时显示并语音提醒车内人员,安全可靠,实用性强,便于推广使用。
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。
图2为本实用新型微控制器模块的电路原理图。
图3为本实用新型温湿度传感器的电路原理图。
图4为本实用新型VOC气体传感器的电路原理图。
图5为本实用新型酒精浓度传感器的电路原理图。
图6为本实用新型气压传感器的电路原理图。
图7为本实用新型烟雾传感器的电路原理图。
图8为本实用新型直流电机驱动电路和直流电机的电路连接关系示意图。
图9为本实用新型语音驱动电路和扬声器的电路连接关系示意图。
附图标记说明:
1—微控制器模块;2—温湿度传感器;3—VOC气体传感器;
4—酒精浓度传感器;5—气压传感器;6—烟雾传感器;
7—语音驱动电路;8—扬声器;9—直流电机驱动电路;
10—直流电机;11—风扇;12—触摸屏;
13—通信接口电路;14—三轴加速度传感器。
具体实施方式
如图1、图2和图8所示,本实用新型包括安装在车内控制面板上的风扇11、布设在车辆操作台且语音提醒驾驶员环境参数超标的数据监测终端和多个分别安装在车内各处用于检测车辆舒适度的三轴加速度传感器14;所述数据监测终端包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳上的触摸屏12和扬声器8,所述电子线路板上集成有微控制器模块1和与所述微控制器模块1相接的通信接口电路13,所述微控制器模块1的输入端接有用于检测车辆所处野外作业环境中的气压值的气压传感器5以及用于检测车内环境参数的温湿度传感器2、VOC气体传感器3、酒精浓度传感器4和烟雾传感器6,所述微控制器模块1的输出端接有语音驱动电路7和直流电机驱动电路9,所述直流电机驱动电路9的输出端接有直流电机10,所述触摸屏12与所述微控制器模块1相接,所述扬声器8的输入端与所述语音驱动电路7的输出端相接,所述风扇11安装在所述直流电机10的转轴上,多个所述三轴加速度传感器14的输出端均与所述微控制器模块1的输入端相接;所述微控制器模块1包括ARM微控制器STM32F103;所述直流电机驱动电路9包括H桥驱动电路。
需要说明的是,多个所述三轴加速度传感器14分别安装在野外作业车辆的车门、车顶和前后座上,用于检测野外作业车辆行进过程中的舒适度。
如图3所示,本实施例中,所述温湿度传感器2包括芯片DHT11,所述芯片DHT11的DATA管脚与ARM微控制器STM32F103的第59管脚相接。
如图4所示,本实施例中,所述VOC气体传感器3包括芯片MS1100,所述芯片MS1100的VOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第55管脚相接。
如图5所示,本实施例中,所述酒精浓度传感器4包括芯片MQ-3,所述芯片MQ-3的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第16管脚相接。
如图6所示,本实施例中,所述气压传感器5包括芯片BMP180,所述芯片BMP180的SCL管脚与ARM微控制器STM32F103的第92管脚相接,芯片BMP180的SDA管脚与ARM微控制器STM32F103的第93管脚相接。
如图7所示,本实施例中,所述烟雾传感器6包括芯片MQ-2,所述芯片MQ-2的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第15管脚相接。
如图8所示,本实施例中,所述H桥驱动电路包括型号为BTS7960的芯片U1和型号为BTS7960的芯片U2,所述芯片U1的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U1的第2管脚经电阻R8与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U1的第3管脚经电阻R7与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U1的第1管脚接地,芯片U1的第5管脚经电阻R14接地,芯片U1的第6管脚经电阻R13接地;所述芯片U2的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U2的第2管脚经电阻R9与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U2的第3管脚经电阻R10与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U2的第1管脚接地,芯片U2的第5管脚经电阻R15接地,芯片U2的第6管脚经电阻R16接地。
所述直流电机10包括直流电机B1,所述直流电机B1的一端与芯片U1的第4管脚和芯片U1的第8管脚的连接端相接,直流电机B1的另一端与芯片U2的第4管脚和芯片U2的第8管脚的连接端相接。
如图9所示,本实施例中,所述语音驱动电路7包括芯片ISD4004,所述芯片ISD4004的第1管脚、第2管脚、第3管脚、第24管脚、第25管脚和第28管脚分别与ARM微控制器STM32F103的第36管脚、第32管脚、第31管脚、第37管脚、第89管脚和第30管脚相接,芯片ISD4004的第17管脚经电容C1和电阻R2与电阻R1的一端和电容C2的一端的连接端相接,芯片ISD4004的第16管脚经电容C3和电阻R4与电容C2的另一端相接,电容C2的另一端接地,电阻R1的另一端与3.3V电源输出端相接。
所述扬声器8包括扬声器LS1,所述扬声器LS1的一端与电容C1和电阻R2的连接端相接,扬声器LS1的另一端与电容C3和电阻R4的连接端相接。
本实施例中,多个所述三轴加速度传感器14均为传感器MMA7455。
本实施例中,所述通信接口电路13包括USB通信接口模块。
本实用新型使用时,通过触摸屏12提前设置各个环境参数的阈值,使用温湿度传感器2实时检测车内温湿度并送入到微控制器模块1中,当超过温湿度阈值时,微控制器模块1通过直流电机驱动电路9驱动直流电机10带动风扇11通风降温,保证舒适度;使用VOC气体传感器3实时检测车内有害气体浓度并送入到微控制器模块1中,当有害气体浓度过高时,微控制器模块1通过直流电机驱动电路9驱动直流电机10带动风扇11通风换气并通过语音驱动电路7驱动扬声器8提醒开窗,保证人员安全;使用酒精浓度传感器4实时检测车内酒精浓度并送入到微控制器模块1中,当酒精浓度超标时,通过语音驱动电路7驱动扬声器8提醒酒后驾驶违规操作,保证人身安全;使用烟雾传感器6实时检测烟雾浓度并送入到微控制器模块1中,当发现有烟雾时,及时排查故障,防止损失扩大;同时,使用气压传感器5实时检测车外环境气压数据,另外通过安装多个三轴加速度传感器14测试野外作业车辆舒适度,数据均通过触摸屏12显示,并且数据可通过通信接口电路13中的USB接口输出,供后续分析参考,使用效果好。
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 (10)

1.一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:包括安装在车内控制面板上的风扇(11)、布设在车辆操作台且语音提醒驾驶员环境参数超标的数据监测终端和多个分别安装在车内各处用于检测车辆舒适度的三轴加速度传感器(14);所述数据监测终端包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳上的触摸屏(12)和扬声器(8),所述电子线路板上集成有微控制器模块(1)和与所述微控制器模块(1)相接的通信接口电路(13),所述微控制器模块(1)的输入端接有用于检测车辆所处野外作业环境中的气压值的气压传感器(5)以及用于检测车内环境参数的温湿度传感器(2)、VOC气体传感器(3)、酒精浓度传感器(4)和烟雾传感器(6),所述微控制器模块(1)的输出端接有语音驱动电路(7)和直流电机驱动电路(9),所述直流电机驱动电路(9)的输出端接有直流电机(10),所述触摸屏(12)与所述微控制器模块(1)相接,所述扬声器(8)的输入端与所述语音驱动电路(7)的输出端相接,所述风扇(11)安装在所述直流电机(10)的转轴上,多个所述三轴加速度传感器(14)的输出端均与所述微控制器模块(1)的输入端相接;所述微控制器模块(1)包括ARM微控制器STM32F103;所述直流电机驱动电路(9)包括H桥驱动电路。
2.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述温湿度传感器(2)包括芯片DHT11,所述芯片DHT11的DATA管脚与ARM微控制器STM32F103的第59管脚相接。
3.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述VOC气体传感器(3)包括芯片MS1100,所述芯片MS1100的VOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第55管脚相接。
4.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述酒精浓度传感器(4)包括芯片MQ-3,所述芯片MQ-3的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第16管脚相接。
5.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述气压传感器(5)包括芯片BMP180,所述芯片BMP180的SCL管脚与ARM微控制器STM32F103的第92管脚相接,芯片BMP180的SDA管脚与ARM微控制器STM32F103的第93管脚相接。
6.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述烟雾传感器(6)包括芯片MQ-2,所述芯片MQ-2的AOUT管脚与ARM微控制器STM32F103的第15管脚相接。
7.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述H桥驱动电路包括型号为BTS7960的芯片U1和型号为BTS7960的芯片U2,所述芯片U1的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U1的第2管脚经电阻R8与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U1的第3管脚经电阻R7与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U1的第1管脚接地,芯片U1的第5管脚经电阻R14接地,芯片U1的第6管脚经电阻R13接地;所述芯片U2的第7管脚与5V电源输出端相接,芯片U2的第2管脚经电阻R9与ARM微控制器STM32F103的第95管脚相接,芯片U2的第3管脚经电阻R10与ARM微控制器STM32F103的第96管脚相接,芯片U2的第1管脚接地,芯片U2的第5管脚经电阻R15接地,芯片U2的第6管脚经电阻R16接地;
所述直流电机(10)包括直流电机B1,所述直流电机B1的一端与芯片U1的第4管脚和芯片U1的第8管脚的连接端相接,直流电机B1的另一端与芯片U2的第4管脚和芯片U2的第8管脚的连接端相接。
8.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述语音驱动电路(7)包括芯片ISD4004,所述芯片ISD4004的第1管脚、第2管脚、第3管脚、第24管脚、第25管脚和第28管脚分别与ARM微控制器STM32F103的第36管脚、第32管脚、第31管脚、第37管脚、第89管脚和第30管脚相接,芯片ISD4004的第17管脚经电容C1和电阻R2与电阻R1的一端和电容C2的一端的连接端相接,芯片ISD4004的第16管脚经电容C3和电阻R4与电容C2的另一端相接,电容C2的另一端接地,电阻R1的另一端与3.3V电源输出端相接;
所述扬声器(8)包括扬声器LS1,所述扬声器LS1的一端与电容C1和电阻R2的连接端相接,扬声器LS1的另一端与电容C3和电阻R4的连接端相接。
9.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:多个所述三轴加速度传感器(14)均为传感器MMA7455。
10.按照权利要求1所述的一种野外作业车辆用环境监测仪,其特征在于:所述通信接口电路(13)包括USB通信接口模块。
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