CN206114478U - 一种远程教室环境粉尘监控系统 - Google Patents

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董敏
裴茂锋
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Abstract

本实用新型公开了一种远程教室环境粉尘监控系统，包括：直流电源模块，用于提供稳定直流电压；主控制芯片模块，用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，并通过内部wifi模块发送数据到监控中心；粉尘传感器模块，用于采集环境的粉尘状态，并发送给主控制芯片模块；FLASH模块，用于存储程序和数据；WIFI天线模块，用于wifi通信天线；按钮输入模块，用来控制启动和停止；报警模块，用于对系统极端情况进行报警。本实用新型采用内部集成wifi模块的嵌入式芯片作为主控芯片，具有互联性好、功耗低、可靠性高、造价低和制造维护方便等优点。

Description

一种远程教室环境粉尘监控系统
技术领域
本实用新型涉及远程监控技术领域，尤其是指一种远程教室环境粉尘监控系统。
背景技术
目前国内大部分教室还采用粉笔在黑板上写板书，每当擦黑板时，会造成很多粉尘，这样会影响上课师生的身体健康，长时间处于粉尘环境会对人的肺部带来较大的伤害，因此需要对教室的粉尘状态进行检测。随着互联网技术的发展，可以检测教室当前粉尘状态，并传送到学校监控平台，当发现粉尘超标时，学校及时采取措施进行处理。本设计基于嵌入式的粉尘检测系统，设计粉尘检测电路，并利用自身带有wifi模块的主控制芯片，把采集到的粉尘信息通过wifi远程传送给学校监控中心。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种远程教室环境粉尘监控系统，具有互联性好、功耗低、可靠性高、造价低和制造维护方便等优点。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种远程教室环境粉尘监控系统，包括：
直流电源模块，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块，用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，并通过内部wifi模块发送数据到监控中心；
粉尘传感器模块，用于采集环境的粉尘状态，并发送给主控制芯片模块；
FLASH模块，用于存储程序和数据；
WIFI天线模块，用于wifi通信天线；
按钮输入模块，用来控制启动和停止；
报警模块，用于对系统极端情况进行报警；
其中，所述直流电源模块的输入电源采用2电芯锂电池供电:7.2～8.4V,2200mAh，利用稳压芯片LM1117-3.3和LM1117-5为主控制芯片模块、FLASH模块和粉尘传感器模块提供电源；所述主控制芯片模块采用CC3200芯片，此芯片内部集成有wifi模块，主要功能用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，通过内部wifi模块发送粉尘信息到监控中心；所述粉尘传感器模块采用DSM501A粉尘传感器，能够检测出直径1um以上的粉尘，DSM501A粉尘传感器的两个输出分别连接CC3200芯片的AD模数转换接口和脉冲捕获接口；所述FLASH模块采用SPI接口的FLASH芯片，并与CC3200芯片的SPI接口连接，用于存储程序和数据；所述WIFI天线模块为wifi通信天线电路，主要实现wifi无线通信功能；所述按钮输入模块设计有1路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时能够产生出高低电平；所述报警模块主要通过三极管Q1 9013驱动蜂鸣器发出报警声；所述直流电源模块、粉尘传感器模块、FLASH模块、WIFI天线模块、按钮输入模块、报警模块分别与主控制芯片模块一一对应相接。
所述CC3200芯片的GPIO4/ADC_CH2管脚连接DSM501A粉尘传感器的Vout1管脚，通过AD模数接口读取电压值计算出直径1um以上的粉尘数量，DSM501A粉尘传感器的Control1管脚经过电阻R1连接到GND，Vout1输出能够检测直径大于1um以上的粉尘；CC3200芯片的GPIO12/GT_CCP03管脚连接DSM501A粉尘传感器的Vout2管脚，通过捕获脉宽宽度计算出直径1um以上的粉尘数量；DSM501A粉尘传感器的Vcc管脚连接电源5V；DSM501A粉尘传感器的GND管脚连接GND；CC3200芯片的GPIO15管脚连接三极管Q1 9013的基极，三极管Q1 9013的集电极经过蜂鸣器连接电源5V，三极管Q1 9013的发射极连接限流电阻R2到GND，最终实现蜂鸣器报警电路；CC3200芯片的RF_BG管脚连接DEA202450BT滤波器芯片，接着连接电感L1和电容C1形成RF滤波电路，最终形成wifi通信天线电路。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本系统使用一个内部带有wifi模块的主控制芯片并设计粉尘检测的电路，由于采用内部集成wifi模块的嵌入式芯片作为主控芯片，具有互联性好、功耗低、可靠性高、造价低和制造维护方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构简图。
图2为本实用新型的芯片连接图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所述的远程教室环境粉尘监控系统，包括：
直流电源模块1，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块2，用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，并通过内部wifi模块发送数据到监控中心；
粉尘传感器模块3，用于采集环境的粉尘状态，并发送给主控制芯片模块2；
FLASH模块4，用于存储程序和数据；
WIFI天线模块5，用于wifi通信天线；
按钮输入模块6，用来控制启动和停止；
报警模块7，用于对系统极端情况进行报警；
其中，所述直流电源模块的输入电源采用2电芯锂电池供电:7.2～8.4V,2200mAh，利用稳压芯片LM1117-3.3和LM1117-5为主控制芯片模块2、粉尘传感器模块3、FLASH模块4提供电源；所述主控制芯片模块2采用TI公司的CC3200芯片，此芯片内部集成了wifi模块，所以实现wifi通信具有很好的集成性，主要功能用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，通过内部wifi模块发送粉尘信息到监控中心；所述粉尘传感器模块3采用DSM501A粉尘传感器，实现对粉尘状态的检测，可以检测出直径1um以上的粉尘，DSM501A粉尘传感器的两个输出分别连接CC3200芯片的AD模数转换接口和脉冲捕获接口；所述FLASH模块4采用SPI接口的FLASH芯片，并与CC3200芯片的SPI接口连接，用于存储程序和数据；所述WIFI天线模块5为wifi通信天线电路，主要实现wifi无线通信功能；所述按钮输入模块6设计有1路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，当改变按钮状态时从而产生出高低电平；所述报警模块7主要通过三极管Q1 9013驱动蜂鸣器，当CC3200芯片输出高电平时发出报警声。
如图2所示，CC3200芯片的GPIO4/ADC_CH2(59号管脚)连接DSM501A粉尘传感器的Vout1(4号管脚)，通过AD模数接口读取电压值计算出直径1um以上的粉尘数量，DSM501A粉尘传感器的Control1(1号管脚)经过电阻R1(阻值27K)连接到GND，Vout1输出可检测直径大于1um以上的粉尘；CC3200芯片的GPIO12/GT_CCP03(3号管脚)连接DSM501A粉尘传感器的Vout2(2号管脚)，通过捕获脉宽宽度计算出直径1um以上的粉尘数量；对读取1um以上粉尘数量的两个结果做均值计算作为最终结果；DSM501A粉尘传感器的Vcc(3号管脚)连接电源5V；DSM501A粉尘传感器的GND(5号管脚)连接GND。
CC3200芯片的GPIO15(6号管脚)连接三极管Q1 9013的基极，三极管Q1 9013的集电极经过蜂鸣器连接电源5V，三极管Q1 9013的发射极连接限流电阻R2到GND；最终实现蜂鸣器报警电路。
CC3200芯片的RF_BG(31号管脚)连接DEA202450BT滤波器芯片，接着连接电感L1和电容C1形成RF滤波电路，最终形成wifi通信天线电路。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种远程教室环境粉尘监控系统，其特征在于，包括：
直流电源模块，用于提供稳定直流电压；
主控制芯片模块，用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，并通过内部wifi模块发送数据到监控中心；
粉尘传感器模块，用于采集环境的粉尘状态，并发送给主控制芯片模块；
FLASH模块，用于存储程序和数据；
WIFI天线模块，用于wifi通信天线；
按钮输入模块，用来控制启动和停止；
报警模块，用于对系统极端情况进行报警；
其中，所述直流电源模块的输入电源采用2电芯锂电池供电:7.2～8.4V,2200mAh，利用稳压芯片LM1117-3.3和LM1117-5为主控制芯片模块、FLASH模块和粉尘传感器模块提供电源；所述主控制芯片模块采用CC3200芯片，此芯片内部集成有wifi模块，主要功能用于获取和处理粉尘传感器传来的数据，通过内部wifi模块发送粉尘信息到监控中心；所述粉尘传感器模块采用DSM501A粉尘传感器，能够检测出直径1um以上的粉尘，DSM501A粉尘传感器的两个输出分别连接CC3200芯片的AD模数转换接口和脉冲捕获接口；所述FLASH模块采用SPI接口的FLASH芯片，并与CC3200芯片的SPI接口连接，用于存储程序和数据；所述WIFI天线模块为wifi通信天线电路，主要实现wifi无线通信功能；所述按钮输入模块设计有1路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时能够产生出高低电平；所述报警模块主要通过三极管Q1 9013驱动蜂鸣器发出报警声；所述直流电源模块、粉尘传感器模块、FLASH模块、WIFI天线模块、按钮输入模块、报警模块分别与主控制芯片模块一一对应相接。
2.根据权利要求1所述的一种远程教室环境粉尘监控系统，其特征在于：所述CC3200芯片的GPIO4/ADC_CH2管脚连接DSM501A粉尘传感器的Vout1管脚，通过AD模数接口读取电压值计算出直径1um以上的粉尘数量，DSM501A粉尘传感器的Control1管脚经过电阻R1连接到GND，Vout1输出能够检测直径大于1um以上的粉尘；CC3200芯片的GPIO12/GT_CCP03管脚连接DSM501A粉尘传感器的Vout2管脚，通过捕获脉宽宽度计算出直径1um以上的粉尘数量；DSM501A粉尘传感器的Vcc管脚连接电源5V；DSM501A粉尘传感器的GND管脚连接GND；CC3200芯片的GPIO15管脚连接三极管Q1 9013的基极，三极管Q1 9013的集电极经过蜂鸣器连接电源5V，三极管Q1 9013的发射极连接限流电阻R2到GND，最终实现蜂鸣器报警电路；CC3200芯片的RF_BG管脚连接DEA202450BT滤波器芯片，接着连接电感L1和电容C1形成RF滤波电路，最终形成wifi通信天线电路。
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