CN205049931U - 室内环境实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了室内环境实时监控系统，包括单片机、温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路、智能终端，所述智能终端包括控制器、无线通信电路以及显示屏；所述温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路分别与单片机连接，无线传输电路与无线通信电路之间无线通信，无线通信电路与控制器连接，控制器与显示屏连接。本实用新型在实现对于室内环境进行实时监控的基础之上，同时实现了在手机移动终端的监控，通过上述两点，在日常生活中就可以随时随地对家中状况进行检测，来保证家中出现状况时能在第一时间做出反应并采取措施，同时具有可扩展性，在往后的设计中可以进行功能拓展。

Description

室内环境实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及室内环境实时监控系统，属于物联网技术领域。

背景技术

目前，我国正处在改革的深水区、攻坚区，社会各项事业得到了快速发展，但是在发展的同时也遇到了各种问题，例如由于现在都是在使用不可再生能源，且这些资源燃烧会产生大量污染物，这样就不可避免地对环境造成了污染，现在很多人都在关注PM2.5，不仅仅是室外而且室内的也是同样关注，国内外现在也更加注重于室内环境的检测，因为室内环境与人类的身体健康状况息息相关。

现在市场上各大电子厂商也在致力于开发智能的家庭环境净化器，在开发智能家居的时候离不开的肯定是对于室内各种环境的实时监控，气体传感器测定甲醛成为近年来甲醛检测研究的新热点。早在1983年，压电类甲醛传感器就已问世。这种传感器可以不需要对样品进行任何处理就可以测定，但易受水分子的影响而使晶体震动频率发生漂移，故基本无实用性。为适应室内空气甲醛现场快速检测的要求，目前已开发出不少甲醛快速测定仪，这些仪器可直接在现场测定甲醛浓度，操作方便，适用于室内和公共场所空气中甲醛浓度的现场测定，也适用于环境测试舱法测定木质板材中的甲醛释放量。但这些仪器的工作原理、响应性能、适应范围等都不同。

以前的一些室内环境监测系统，更多的是对于遇到有异于正常值的现象，会在一定情况下报警，但是这是有弊端的，这种形式的报警，在物理空间上来说，报警还是靠喇叭来发声，而依靠这一简单器件的结果就是，器报警范围很小，只有在室内，或者几百米范围内才能听到，但是现在很多都是上班族，室内可能处在无人的状态，一旦遇上家中情况异常，这种形式的报警是不能起到提醒人们采取措施的作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种室内环境实时监控系统，该系统不光是对室内环境监测，同时还通过无线网络将环境信息实时传输到手机终端，通过手机来监控家中情况，一旦遇到险情，那就可以及时进行反馈，然后用户视情况，对其进行挽救的措施。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

室内环境实时监控系统，包括单片机、温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路、智能终端，所述智能终端包括控制器、无线通信电路以及显示屏；所述温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路分别与单片机连接，无线传输电路与无线通信电路之间无线通信，无线通信电路与控制器连接，控制器与显示屏连接。

进一步的，该系统还包括显示器，所述显示器与单片机连接。

优选的，所述智能终端为智能手机。

优选的，所述温湿度传感器的型号为AM230。

优选的，所述气体传感器的型号为MQ-135。

优选的，所述单片机的型号为STM32。

优选的，所述无线传输电路的型号为W5500。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型室内环境实时监控系统，在实现对于室内环境进行实时监控的基础之上，同时实现了在手机移动终端的监控。

2、本实用新型室内环境实时监控系统，通过上述两点，在日常生活中就可以随时随地对家中状况进行检测，来保证家中出现状况时能在第一时间做出反应并采取措施。

3、本实用新型室内环境实时监控系统，具有可扩展性，在往后的设计中可以进行功能拓展。

附图说明

图1是本实用新型室内环境实时监控系统的整体架构图。

图2是本实用新型各传感器与单片机的电路原理图。

图3是本实用新型无线传输电路的电路原理图。

图4是本实用新型各传感器的原理流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1所示，为本实用新型室内环境实时监控系统的整体架构图，该系统是以单片机为核心，由单片机、温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路、显示器和智能终端构成。

在此系统中主要分为四个模块，分别是温湿度检测模块、火焰检测模块、气体检测模块，还有就是无线通信模块，温湿度检测模块是用的是AM230传感器，此传感器具有极高的稳定性和效率，其中温湿度检测模块的数据通信方式采用的是单总线方式，单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备，AM230器件采用简化的单总线通信。单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由数据线完成。设备（微处理器）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线；单总线通常要求外接一个约5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。由于它们是主从结构，只有主机呼叫传感器时，传感器才会应答，因此主机访问传感器都必须严格遵循单总线序列，如果出现序列混乱，传感器将不响应主机。主机可以是微控制器，从机可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通过一条信号线。当只有一个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。

气体检测模块则使用的是MQ135传感器，此类传感器在浓度较宽范围内都有较好的灵敏度，通过其处于不同气体中所展现出电流电压变化量的不同来实现其对于不同气体的检测。我们此设计的创新点在于将实时监控系统，和手机移动终端进行互联，通过这种方式来实现真正的实时监控，而网络的互联我们是通过W5500以太网模块来实现的。通过不断调试来提高各个模块的精度和传输效率，已达到最有的实时传输效果。该系统的核心就是单片机，本实用新型采用的是STM32单片机来实现整个系统的相互连接。本实用新型通过曲线拟合法和支持向量机法消除传感器的交叉灵敏度，消除温度、大气压强和粉尘等环境因素的影响，提高湿度传感器的测量精度以及有毒气体和火焰的测量。

如图2所示，为本实用新型各传感器与单片机的电路原理图。温湿度传感器的DATA引脚和1引脚均与单片机的PA1引脚连接，火焰距离传感器的OUT引脚与单片机的PA2引脚连接，气体传感器的4、6端口与单片机的PA3引脚连接。

如图3所示，为本实用新型无线传输电路的电路原理图。在本实用新型中无线传输电路采用的是W5500无线传输器件，元件中单片机STM32与W5500对应的引脚接口为PC5对应W5500_RST、PC4对应W5500_INT、PA4对应W5500_SCS、PA5对应W5500_SCK、PA6对应W5500_MISO、PA7对应W5500_MOSI、W5500_MOSI引脚悬空(也就是不接的)，其中W5500_MISO作为SPI主机输入从机输出引脚，W5500_MOSI作为SPI主机输出从机输入引脚。W5500能使嵌入式系统通过SPI(串行外设接口)接口接到网络，W5500无线传输模块与单片机系统的通讯方式是简单、方便的SPI总线通信。

如图4所示，在室内发生温度、湿度、空气质量、焰火距离以上四种情况的变化时，各传感器将模拟信号转换为单片机能够识别的电信号，温湿度传感器通过曲线拟合算法来补偿实际情况中传感器会受到影响的因素，火焰距离传感器能够感知一定范围内的火情，同时在显示器显示次火焰距离传感器模块的距离，气体传感器在有火情出现烟雾过浓或者室内气体环境质量不好时，可以对其进行测量，在一开始可以在程序中写入对应的质量好坏的指标，显示器会显示四个指标e、g、o、b四个等级分别为非常好、好、普通、差；而温湿度则会动态时时刷新显示为曲线图。同时这个也能通过网络模块通过网络传输，来实现手机应用来观测实时的室内环境数据，利用网络模块的三种模式，服务器模式、客户端模式、udp模式，现在使用服务器模式将将手机作为客户端通过路由器与网络模块建立局域网实现与STM32进行实时数据互联，然后通过手机显示。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.室内环境实时监控系统，其特征在于：包括单片机、温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路、智能终端，所述智能终端包括控制器、无线通信电路以及显示屏；所述温湿度传感器、火焰距离传感器、气体传感器、无线传输电路分别与单片机连接，无线传输电路与无线通信电路之间无线通信，无线通信电路与控制器连接，控制器与显示屏连接。

2.如权利要求1所述室内环境实时监控系统，其特征在于：该系统还包括显示器，所述显示器与单片机连接。

3.如权利要求1或2所述室内环境实时监控系统，其特征在于：所述智能终端为智能手机。

4.如权利要求1或2所述室内环境实时监控系统，其特征在于：所述温湿度传感器的型号为AM230。

5.如权利要求1或2所述室内环境实时监控系统，其特征在于：所述气体传感器的型号为MQ-135。

6.如权利要求1或2所述室内环境实时监控系统，其特征在于：所述单片机的型号为STM32。

7.如权利要求1或2所述室内环境实时监控系统，其特征在于：所述无线传输电路的型号为W5500。