CN207410288U - 室外智能空气质量态势感知设备 - Google Patents

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杨智强
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Abstract

本实用新型公开了一种室外智能空气质量态势感知设备，该感知设备配备有太阳能电池板和风力发电机，能够捕捉环境中的太阳能和风能，为UPS电源充电，由于其太阳能电池板的角度可以随太阳的位置自动调节，其能够将更多的太阳能转换为电能，且由于风力发电机连接的充电电路采用的是快充电路，其具有数倍于传统充电电路的充电功率，在环境中出现较高的风速，能有效捕捉短时间的高风速产生的大量电能，更快地为蓄电池充电，使其长时间保持充足的电量。相比于一般的感知设备，该感知设备在市电断电时，具有更出色的续航性能，可靠性更高。

Description

室外智能空气质量态势感知设备
技术领域
本实用新型涉及环境监测技术领域，更具体地说，它涉及一种室外智能空气质量态势感知设备。
背景技术
随着人们对生产、生活的掌控意愿的增强，配备有各种传感器用以采集各种数据的数据采集站也越来越频繁地出现在人们的视野中。例如用于监测户外环境、监测化工生产、检测矿产采集的数据采集站等，利用数据采集站采集到的各项数据，人们可以对生产、生活的各个环节进行监控。
随着环保观念日渐深入人心、环保政策的力度日益增大，室外空气质量监测站得到了广泛的应用。通过室外空气质量监测站，人们可以对生活的环境中的空气质量实时检测。
现有的室外空气质量监测站一般设置在小区，其电源也是从小区供电系统中获取，但是小区的供电存在断电的隐患，因此目前的室外空气质量监测站一般配有UPS电源，在市电断电时UPS电源开始放电，但是由于UPS电源得不到充电，其续航能力有待提高，可靠性不够高。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种室外智能空气质量态势感知设备，其在市电断电时具有更长的自续航时间，因此其可靠性更高。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种室外智能空气质量态势感知设备，包括立柱，所述立柱上装有容置箱，所述容置箱内设置有数据采集终端以及UPS电源，所述容置箱的箱体内和箱体外均设置有用于检测空气指标项的传感器，所述传感器与数据采集终端连接，所述数据采集终端与上位机通信连接，所述立柱上装有传感器的安装梁，所述立柱顶部设置有太阳能电池板，所述立柱上装有风力发电机，所述太阳能电池板和风力发电机均与UPS电源的蓄电池连接。
作为优选方案：所述立柱的顶部设置有由转盘驱动电机驱动的水平的转盘，所述转盘的上部固定有连接柱，所述太阳能电池板与连接柱的上端铰接，所述转盘与太阳能电池板之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别与太阳能电池板和转盘铰接，该感知设备还包括单片机和与单片机连接的马达驱动芯片，所述转盘驱动电机和电动伸缩杆的驱动电机均与所述马达驱动芯片连接。
作为优选方案：所述立柱的顶部设置有由转盘驱动电机驱动的水平的转盘，所述转盘的上部固定有连接柱，所述太阳能电池板与连接柱的上端铰接，所述转盘与太阳能电池板之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别与太阳能电池板和转盘铰接，该感知设备还包括电机控制器和控制按钮，所述转盘驱动电机和电动伸缩杆的驱动电机均与所述电机控制器连接。
作为优选方案：所述风力发电机连接变压电路，所述变压电路连接快充电路，所述快充电路连接所述蓄电池。
作为优选方案：所述传感器包括粉尘传感器、噪声传感器、温度传感器、气体传感器、风速传感器和湿度传感器。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：该感知设备配备有太阳能电池板和风力发电机，能够捕捉环境中的太阳能和风能，为UPS电源充电，由于其太阳能电池板的角度可以随太阳的位置自动调节，其能够将更多的太阳能转换为电能，且由于风力发电机连接的充电电路采用的是快充电路，其具有数倍于传统充电电路的充电功率，在环境中出现较高的风速，能有效捕捉短时间的高风速产生的大量电能，更快地为蓄电池充电，使其长时间保持充足的电量。相比于一般的感知设备，该感知设备在市电断电时，具有更出色的续航性能，可靠性更高。
附图说明
图1为实施例一中的感知设备的结构示意图；
图2为实施例一中的感知设备的电路原理图；
图3为实施例二中的感知设备的电路原理图。
附图标记说明: 1、立柱；2、容置箱；3、数据采集终端；4、传感器；5、横梁；6、风力发电机；7、动力箱；8、转盘；9、连接柱；10、太阳能电池板；11、电动伸缩杆。
具体实施方式
实施例一：
参照图1，一种室外智能空气质量态势感知设备，包括立柱1，立柱1上装有容置箱2，容置箱2内设置有数据采集终端3以及电源模块，电源模块采用UPS电源，数据采集终端3与上位机通信连接。
容置箱2的内部和外部均设置有各种传感器4，传感器与数据采集终端3连接，比如在容置箱2内设置有粉尘传感器、噪声传感器、温度传感器、气体传感器等，而在容置箱2外设置有风速传感器、湿度传感器等。在立柱1上还装有横梁5，横梁5用于安装设置在容置箱2外部的传感器，在横梁5上安装有风力发电机6，立柱1的顶部固定有动力箱7，动力箱7内置有电机，在动力箱7顶部设置有水平的转盘8，转盘8与动力箱7内部的电机的转轴同轴固定，转盘8上固定有竖直的连接柱9，连接柱9的上方设置有太阳能电池板10，太阳能电池板10与连接柱9的上端铰接，在太阳能电池板10与转盘8之间设置有电动伸缩杆11，电动伸缩杆11的下端与转盘8铰接，电动伸缩杆11的上端与太阳能电池板10铰接。
参照图2，该感知设备还包括单片机、马达驱动芯片，马达驱动芯片的控制信号输入端连接单片机的控制信号输出端，马达驱动芯片的控制端连接转盘驱动电机和电动伸缩杆驱动电机。
该感知设备还包括变压电路和快充电路，风力发电机6的输出端连接变压电路的输入端，变压电路的输出端连接快充电路的输入端，快充电路的输出端连接UPS电源的蓄电池，太阳能电池板10与UPS电源的蓄电池连接。
UPS电源用于向数据采集终端3、单片机、马达驱动芯片和各种传感器供电。
该感知设置在工作过程中，其配备的各种传感器对空气中的各种监测项进行检测，数据采集终端3将检测到的数据发送至后方接收设备或是上传至空气质量监测大数据平台，空气质量监测系统或大数据平台利于这些数据可以分析出空气质量的变化态势，从而实现准确地监测空气质量。
在正常情况下，UPS电源是从市电获取电能的，而当市电断电时，UPS电源的蓄电池开始放电，在其放电过程中，若周围环境起风，则风力发电机6被驱动开始发电，风力发电机6输出的电压经过变压电路的升压作用后变成较高的电压，再经过快充电路的转换，电能被快速存储至蓄电池。
由于充电电路采用的是快充电路，其具有数倍于传统充电电路的充电功率，在环境中出现较高的风速，风力发电机6输出高于一般充电电路的充电功率的发电功率时，快充电路能将风力发电机6输出的更多的电能存储至蓄电池，从而能有效捕捉短时间的高风速产生的大量电能，更快地为蓄电池充电，使其长时间保持充足的电量。
而太阳能电池板10再阳光的照射下输出电能，由于太阳在天空中的位置是不断变化的，为了让太阳能电池板10捕捉到更多的阳光，必须根据太阳的位置对太阳能电池板10的方位、角度进行适应性调节。通过控制动力箱7内的电机驱动转盘8转动可以调节太阳能电池板10的朝向，而通过控制电动伸缩杆11的伸缩可以调节太阳能电池板10的仰角。
对太阳能电池板10的调节有赖于对当地的天文资料进行研究，即需要根据当地的不同季节日出、日落时间，太阳运动轨迹的资料制定出对应于不同季节的太阳能电池板10方位、角度调节参数——即转盘驱动电机和电动伸缩杆驱动电机的控制参数。
本实施例中，通过设计单片机控制程序，以时序为基准，将转盘驱动电机和电动伸缩杆驱动电机的控制参数写入控制程序中，可以实现对太阳能电池板10的方位、角度的自动调节。从而使太阳能电池板10能够捕捉到更多的光线，输出更多的电能。
相比于一般的感知设备，该感知设备在市电断电时，具有更出色的续航性能，可靠性更高。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于对太阳能电池板10的方位、角度的调节采用人工控制的方式。
参照图3，以电机控制器代替实施例一中的单片机，将转盘驱动电机和电动伸缩杆驱动电机直接与电机控制器连接，管理人员通过手动操作控制按钮的的方式可以单独对转盘驱动电机以及电动伸缩杆驱动电机进行控制，从而实现对太阳能电池板10的方位、角度的调节。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种室外智能空气质量态势感知设备，其特征是：包括立柱，所述立柱上装有容置箱，所述容置箱内设置有数据采集终端以及UPS电源，所述容置箱的箱体内和箱体外均设置有用于检测空气指标项的传感器，所述传感器与数据采集终端连接，所述数据采集终端与上位机通信连接，所述立柱上装有传感器的安装梁，所述立柱顶部设置有太阳能电池板，所述立柱上装有风力发电机，所述太阳能电池板和风力发电机均与UPS电源的蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的室外智能空气质量态势感知设备，其特征是：所述立柱的顶部设置有由转盘驱动电机驱动的水平的转盘，所述转盘的上部固定有连接柱，所述太阳能电池板与连接柱的上端铰接，所述转盘与太阳能电池板之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别与太阳能电池板和转盘铰接，该感知设备还包括单片机和与单片机连接的马达驱动芯片，所述转盘驱动电机和电动伸缩杆的驱动电机均与所述马达驱动芯片连接。
3.根据权利要求1所述的室外智能空气质量态势感知设备，其特征是：所述立柱的顶部设置有由转盘驱动电机驱动的水平的转盘，所述转盘的上部固定有连接柱，所述太阳能电池板与连接柱的上端铰接，所述转盘与太阳能电池板之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别与太阳能电池板和转盘铰接，该感知设备还包括电机控制器和控制按钮，所述转盘驱动电机和电动伸缩杆的驱动电机均与所述电机控制器连接。
4.根据权利要求1所述的室外智能空气质量态势感知设备，其特征是：所述风力发电机连接变压电路，所述变压电路连接快充电路，所述快充电路连接所述蓄电池。
5.根据权利要求1所述的室外智能空气质量态势感知设备，其特征是：所述传感器包括粉尘传感器、噪声传感器、温度传感器、气体传感器、风速传感器和湿度传感器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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