CN208579793U - 物联网智能环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能环境监测系统，包括单片机、温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块；电源模块包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二稳压二极管、第三二极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、正极电压输出端和负极电压输出端，电压输入端分别与第一电阻的一端、第一三极管的发射极和第三二极管的阳极连接，第一电阻的另一端分别与第一二极管的阳极、第二电阻的一端和第二三极管的基极连接。本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

物联网智能环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，特别涉及一种物联网智能环境监测系统。

背景技术

环境监测信息系统是一个集水、大气、污染源、烟尘等环境监测和控制，以及数据采集、数据分析、信息发布等等为一体的综合环保环境监测信息平台。此信息平台以国家环保局、各省环保局等环保环境监测信息系统要求为准，可以无缝、灵活、低成本的方式适用于国家、省、市、区/县各级环境监测，是一个集现今高端计算机技术、信息技术、无线/有线网络技术、兼容GIS地理信息技术等等多种技术为一体的综合信息系统。传统环境监测系统的内部供电电路使用的元器件较多，布线复杂，不便于维护，且硬件成本较高。另外，传统环境监测系统的内部供电电路缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的物联网智能环境监测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种物联网智能环境监测系统，包括单片机、温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块，所述温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块均与所述单片机连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二稳压二极管、第三二极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、正极电压输出端和负极电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端、第一三极管的发射极和第三二极管的阳极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第二电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端和第二三极管的发射极均接地，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第一二极管的阴极、第二稳压二极管的阴极和正极电压输出端连接，所述第二稳压二极管的阳极分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端连接并接地，所述第四电阻的另一端分别与所述第三三极管的基极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第三电阻的另一端和负极电压输出端连接，所述第三二极管的型号为E-183。

在本实用新型所述的物联网智能环境监测系统中，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第一电容的另一端与所述第三二极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为180pF。

在本实用新型所述的物联网智能环境监测系统中，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二电容的电容值为260pF。

在本实用新型所述的物联网智能环境监测系统中，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第一电阻的另一端连接，所述第四二极管的阴极与分别与所述第二电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第四二极管的型号为S-102T。

在本实用新型所述的物联网智能环境监测系统中，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

在本实用新型所述的物联网智能环境监测系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的物联网智能环境监测系统，具有以下有益效果：由于设有单片机、温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块，电源模块包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二稳压二极管、第三二极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、正极电压输出端和负极电压输出端，该电源模块相对于传统环境监测系统的内部供电电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型物联网智能环境监测系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型物联网智能环境监测系统实施例中，其物联网智能环境监测系统的结构示意图如图1所示。图1中，该物联网智能环境监测系统包括单片机1、温湿度传感器2、粉尘传感器3、噪音传感器4、烟雾传感器5、电源模块6、监控终端7、触控屏8、串口通信模块9、数据存储模块10和无线通信模块11，其中，温湿度传感器2、粉尘传感器3、噪音传感器4、烟雾传感器5、电源模块6、监控终端7、触控屏8、串口通信模块9、数据存储模块10和无线通信模块11均与单片机1连接。

具体而言，温湿度传感器2、粉尘传感器3、噪音传感器4和烟雾传感器5将检测的环境数据输入至单片机1，单片机1将环境数据输出至触控屏8进行显示，环境数据也可通过串口通信模块9输出至外部设备；触控屏8还用于输入控制信号，控制采集环境数据的时间，电源模块6给单片机1供电，单片机1将环境数据通过经无线通信模块11输入至移动终端，移动终端可以与无线通信模块11实现通信，用户通过移动终端就能够实时查看监测到的环境数据；移动终端可以是手机或平板电脑等。单片机1将环境数据直接传输至监控终端7，数据存储模块10用于存储环境数据，本实用新型可以降低环境监测的成本，同时能准确监测被检测位置所处的环境信息。

本实施例中，无线通信模块11可以为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块6包括电压输入端Vin、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1、第二稳压二极管D2、第三二极管D3、第三三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、正极电压输出端Vo+和负极电压输出端Vo-，其中，电压输入端Vin分别与第一电阻R1的一端、第一三极管Q1的发射极和第三二极管D3的阳极连接，第一电阻R1的另一端分别与第一二极管D1的阳极、第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的基极连接，第二电阻R2的另一端和第二三极管Q2的发射极均接地，第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的集电极分别与第一二极管D1的阴极、第二稳压二极管D2的阴极和正极电压输出端Vo+连接，第二稳压二极管D2的阳极分别与第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极与第三电阻R3的一端连接并接地，第四电阻R4的另一端分别与第三三极管Q3的基极和第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第三电阻R3的另一端和负极电压输出端Vo-连接。

该电源模块6相对于传统环境监测系统的内部供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为E-183，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，由第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第二稳压二极管D2组成线性稳压电路，第三二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5构成过流保护电路，第三电阻R3作为电流检测电阻，当流经其上的电流达到设定值时，第三三极管Q3导通，使第二三极管Q2和第一三极管Q1截止，达到过电流保护的功能。

本实施例中，第一二极管D1的作用是可以让该电源模块6在短路时，使第一三极管Q1所通过的电流很小，避免第一三极管Q1烧毁，达到短路保护的功能。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为NPN型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块6还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第二三极管Q2的基极连接，第一电容C1的另一端与第三二极管D3的集电极连接。第一电容C1为耦合电容，用于防止第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为180pF，当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块6还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与第一三极管Q1的基极连接，第二电容C2的另一端与第二三极管Q2的集电极连接。第二电容C2为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电容C2的电容值为260pF，当然，在实际应用中，第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块6还包括第四二极管D4，第四二极管D4的阳极与第一电阻R1的另一端连接，第四二极管D4的阴极与分别与第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的基极连接。第四二极管D4为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第四二极管D4的型号为S-102T，当然，在实际应用中，第四二极管D4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

总之，本实施例中，该电源模块6相对于传统环境监测系统的内部供电电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (6)

1.一种物联网智能环境监测系统，其特征在于，包括单片机、温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块，所述温湿度传感器、粉尘传感器、噪音传感器、烟雾传感器、电源模块、监控终端、触控屏、串口通信模块、数据存储模块和无线通信模块均与所述单片机连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二稳压二极管、第三二极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、正极电压输出端和负极电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端、第一三极管的发射极和第三二极管的阳极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第二电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端和第二三极管的发射极均接地，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第一二极管的阴极、第二稳压二极管的阴极和正极电压输出端连接，所述第二稳压二极管的阳极分别与所述第二三极管的基极和第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端连接并接地，所述第四电阻的另一端分别与所述第三三极管的基极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第三电阻的另一端和负极电压输出端连接，所述第三二极管的型号为E-183。

2.根据权利要求1所述的物联网智能环境监测系统，其特征在于，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第一电容的另一端与所述第三二极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为180pF。

3.根据权利要求2所述的物联网智能环境监测系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二电容的电容值为260pF。

4.根据权利要求3所述的物联网智能环境监测系统，其特征在于，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第一电阻的另一端连接，所述第四二极管的阴极与分别与所述第二电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第四二极管的型号为S-102T。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的物联网智能环境监测系统，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的物联网智能环境监测系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。