CN206919937U - 一种空气质量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种空气质量监测系统，包括人机交互模块、协调器模块、监测模块，协调器模块包括协调器节点模块、GPRS模块，监测模块包括位于无线网络的终端节点模块和路由器，终端节点模块与路由器连接，路由器与协调器节点模块连接，协调器节点模块通过GPRS模块与人机交互模块连接。本技术方案将无线传感器网络与GPRS网络相结合实现远程监测空气质量的系统，该空气质量监测系统应用时具有独特优异性，且安装时无需重新施工布设通信线缆，降低应用成本。

Description

一种空气质量监测系统

技术领域

本实用新型涉及环保监测技术领域，具体涉及一种空气质量监测系统。

背景技术

随着工业化的高速发展、交通运输的便利、人们生活水平的提高，愈来愈多的有害物质排向了空气中，改变了空气中正常的成分，造成了空气污染，因此加强空气质量监测工作，构建完善的空气质量监测体系，必定能为环境保护和人们生活水平的提高提供强大动力。

针对传统的人工采样与实验室分析相结合的空气质量监测方法不仅成本高，而且不能对多点同时进行实时的在线监测的特点。

基于此，提供一种空气质量监测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种空气质量监测系统，该空气质量监测系统实现多点实时在线监测，监测结果更准确，并且能够以短信的形式将异常区域告知管理者，提醒管理者提早采取相应的管理措施。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种空气质量监测系统，包括人机交互模块、协调器模块、大于等于两个监测模块，协调器模块包括协调器节点模块、GPRS模块，监测模块包括位于无线网络中的大于等于两个终端节点模块和路由器，大于等于2个终端节点模块均与路由器连接，路由器与协调器节点模块连接，协调器节点模块通过GPRS模块与人机交互模块连接，所述终端节点模块包括二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、CC2530处理器、位置监测模块、数据存储模块，CC2530处理器分别与二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器连接、路由器、数据存储模块、位置监测模块连接；

终端节点模块，用于收集空气质量参数指标数据；

路由器，用于将终端节点模块采集的数据以多跳中继的方式传输给协调器节点模块；

GPRS模块，接收协调器节点模块处理后的数据信息，并将其传送给人机交互模块；

协调器节点模块，接收并处理路由器传输的数据信息，并通过GPRS模块传输给人机交互模块进行分析处理；

位置监测模块，分别设在二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器上，用于获取对应传感器的位置信息；

数据存储模块，用于存储记载不同位置建筑物的地图，判断传感器采集的数据对应的位置是否为室内，并标记室内数据；

CC2530处理器，用于对传感器采集的信息与数据存储模块存储的信息进行对比分析。

优选地，所述人机交互模块包括PC机和手机，协调器节点模块通过GPRS模块与PC机连接，PC机连接有用于异常情况短信通知管理者的手机，PC机还连接有用于异常情况进行提示的报警器。

优选地，所述协调器节点模块还连接有为其提供电能的太阳能电池板。

优选地，所述CC2530处理器还连接有TFT液晶显示模块，所述TFT液晶显示模块为液晶显示屏。

优选地，所述人机交互模块包括PC机和手机，手机通过拨号与GPRS模块连接。

优选地，所述GPRS模块通过串口与协调器节点模块连接。

优选地，所述CC2530处理器还分别连接有下载接口、电源电路、LED电路、按键电路，下载接口为USB下载接口。

优选地，所述位置监测模块为GPS模块。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本技术方案将无线传感器网络与GPRS网络相结合实现远程监测空气质量的系统，该空气质量监测系统应用时具有独特优异性，且安装时无需重新施工布设通信线缆，降低应用成本。

(2)本技术方案具有在空气质量出现异常时，能够第一时间判断出空气质量出现异常区域，并且报警，然后以短信的形式向管理者发出提示信息。

(3)本技术方案可在每个传感器上设置位置监测模块或者在几个传感器模块上设置一个位置监测模块，CC2530处理器将获取的位置信息与数据存储模块存储的位置信息作对比，排除室内的环境数据，避免其对最终测试结果产生影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意框图，

图2为本实用新型中协调器模块的结构示意框图。

图3为本实用新型中CC2530处理器、数据存储模块结构示意框图。

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白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，一种空气质量监测系统，包括人机交互模块、协调器模块、大于等于两个监测模块，协调器模块包括协调器节点模块、GPRS模块，监测模块包括位于无线网络中的大于等于两个终端节点模块和路由器，大于等于2个终端节点模块均与路由器连接，路由器与协调器节点模块连接，协调器节点模块通过GPRS模块与人机交互模块连接，所述终端节点模块包括二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、CC2530处理器、位置监测模块、数据存储模块，CC2530处理器分别与二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器连接、路由器、数据存储模块、位置监测模块连接；

终端节点模块，用于收集空气质量参数指标数据；

路由器，用于将终端节点模块采集的数据以多跳中继的方式传输给协调器节点模块；

GPRS模块，接收协调器节点模块处理后的数据信息，并将其传送给人机交互模块；

协调器节点模块，接收并处理路由器传输的数据信息，并通过GPRS模块传输给人机交互模块进行分析处理；

位置监测模块，分别设在二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器上，用于获取对应传感器的位置信息；

数据存储模块，用于存储记载不同位置建筑物的地图，判断传感器采集的数据对应的位置是否为室内，并标记室内数据；

CC2530处理器，用于对传感器采集的信息与数据存储模块存储的信息进行对比分析。

本实施例中终端节点模块为采集空气质量指标数据的传感器，如臭氧传感器、二氧化硫传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器等。

具体工作过程为：终端节点模块设置在监测区域，采集空气质量指标数据，其并将该数据传输给CC2530处理器，CC2530处理器对采集的数据进行模数转换、分析处理，然后将处理后的数据经路由器以多跳中继方式传输给协调器节点模块，协调器节点模块对接收的数据进行处理后，经GPRS模块传输给人机交互模块，人机交互模块第一时间获得监测到的空气异常区域信息。

其中，监测区域内可设置多组传感器，传感器组可包括多个相同或不同的传感器，根据监测指标的需求进行设置。

其中，位置监测模块，具体可为GPS模块，可在每个传感器上安装一个，或将几个传感器集合在一起形成一个传感器组，且传感器组安装的位置相同，可配置一个位置检测模块。

其中，本实施例中监测模块，设置为大于等于两个，可理解为多个，具体根据监测面积区域的大小而设定，即每个区域内设置一个CC2530处理器，CC2530处理器对对应的该区域的传感器数据进行收集，并处理，且接收GPS模块的位置信息，并将该位置信息与数据存储模块存储的区域建筑物地图进行对比分析，分析该位置监测模块采集的环境指标数据是否为室内环境数据，如果是则进行标记，如果不是，则属于室外数据，将该数据集中一起处理后传输给协调器模块。该处理方式，可避免室内环境指标信息，比如人为因素，燃烧垃圾等认定为室外空气指标，减少对最终环境指标数据准确性的影响，可进一步提高检测效果。本实施例所述的数据存储模块，具体为数据存储器，其结构和原理为本领域技术人员所熟知，不再详述。

其中GPRS模块具体可为SIMCOM公司的工业SIM800芯片。

其中，人机交互模块可通过拨号连接到GPRS网络，拨号成功后用SOCKET以TCP的形式收发信息，通过GPRS网络，人机交互模块获取空气质量信息。

本实施例中涉及到终端节点模块、GPRS模块、路由器、协调器节点模块、人机交互模块的具体结构及工作原理为本领域技术人员所公知，不再详述。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：所述人机交互模块包括PC机和手机，协调器节点模块通过GPRS模块与PC机连接，PC机连接有用于异常情况短信通知管理者的手机，PC机还连接有用于异常情况进行提示的报警器。

对人机交互模块进行设置，GPRS模块将处理后的信息发送给PC机，PC机进行分析、存储显示，可对远程监测到的空气质量信息进行监测；如监测到的异常情况信息经PC机分析处理后，可将异常信息以手机短息的形式发送到管理者手机上，便于管理者及时查收，并提前采取相应策略。

实施例3：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述协调器节点模块还连接有为其提供电能的太阳能电池板。太阳能电池板还可为蓄电池，为协调器节点模块提供正常工作必需的电能。

实施例4：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述人机交互模块包括PC机和手机，手机通过拨号与GPRS模块连接。对人机交互模块进行改进，手机通过拨号方式与GPRS模块连接，在拨号成功后，用SOCKET以TCP的形式收发消息，通过GPRS网络，获取空气质量信息。

实施例5：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述GPRS模块通过串口与协调器节点模块连接。GPRS模块通过AT控制指令对放在协调器节点模块的数据进行收发。由于ZigBee网络中传输的数据通常较少且传输的速率较低，在节点不多的情况下，采用串口传输可满足实际使用的需求。

其中，所述CC2530处理器还分别连接有下载接口、电源电路、LED电路、按键电路，所述下载接口为USB下载接口，可用于将CC2530处理器内的资料进行拷贝，或者对数据存储模块内的资料进行更新、替换操作。

本实施例中，温湿度传感器的型号为DHT11，二氧化碳传感器的型号为MQ-7，臭氧传感器的型号为MQ-131，PM2.5传感器的型号为2SH12。

本实施例中CC2530T处理器通过串口与GPRS模块连接。

实施例6：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述CC2530处理器还连接有TFT液晶显示模块，所述TFT液晶显示模块为液晶显示屏。CC2530处理器一般设置区域监控室内，操作人员通过与CC2530连接的液晶显示屏观察到该区域内的传感器监测到的空气指标原始数据，在处理器智能处理的基础上，还可以人工进行再次处理，提高检测准确性，且操作人员可以很直观的看到处理后的数据。

本实施例中所述空气质量监测系统，具有成本低，易于实施和维护的特点，能对多区域多点的空气质量进行实时在线监测，且监测处理后的数据更可靠，并可以对监测数据进行综合分析和历史记录。当空气质量参数出现异常时，系统会第一时间以短信的方式将异常区域告诉管理者，提醒管理者提早采取相应的措施。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，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。

Claims (8)

1.一种空气质量监测系统，其特征在于：包括人机交互模块、协调器模块、大于等于两个监测模块，协调器模块包括协调器节点模块、GPRS模块，监测模块包括位于无线网络中的大于等于两个终端节点模块和路由器，大于等于2个终端节点模块均与路由器连接，路由器与协调器节点模块连接，协调器节点模块通过GPRS模块与人机交互模块连接，所述终端节点模块包括二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、CC2530处理器、位置监测模块、数据存储模块，CC2530处理器分别与二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器连接、路由器、数据存储模块、位置监测模块连接；

终端节点模块，用于收集空气质量参数指标数据；

路由器，用于将终端节点模块采集的数据以多跳中继的方式传输给协调器节点模块；

GPRS模块，接收协调器节点模块处理后的数据信息，并将其传送给人机交互模块；

协调器节点模块，接收并处理路由器传输的数据信息，并通过GPRS模块传输给人机交互模块进行分析处理；

位置监测模块，分别设在二氧化硫传感器、臭氧传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器上，用于获取对应传感器的位置信息；

数据存储模块，用于存储记载不同位置建筑物的地图，判断传感器采集的数据对应的位置是否为室内，并标记室内数据；

CC2530处理器，用于对传感器采集的信息与数据存储模块存储的信息进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述人机交互模块包括PC机和手机，协调器节点模块通过GPRS模块与PC机连接，PC机连接有用于异常情况短信通知管理者的手机，PC机还连接有用于异常情况进行提示的报警器。

3.根据权利要求2所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述协调器节点模块还连接有为其提供电能的太阳能电池板。

4.根据权利要求1所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述CC2530处理器还连接有TFT液晶显示模块，所述TFT液晶显示模块为液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述人机交互模块包括PC机和手机，手机通过拨号与GPRS模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述GPRS模块通过串口与协调器节点模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述CC2530处理器还分别连接有下载接口、电源电路、LED电路、按键电路，下载接口为USB下载接口。

8.根据权利要求1所述的一种空气质量监测系统，其特征在于：所述位置监测模块为GPS模块。