CN209355981U - 基于物联网的多参数环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环境监测技术领域，具体涉及一种基于物联网的多参数环境监测系统，包括：多个传感器单元，多个所述传感器单元之间相互独立、且均与远程服务器进行通信，所述传感器单元包括有多个传感器，多个传感器分别用于检测大气的多种参数；远程服务器，所述远程服务器分别通过无线传输与多个传感器单元进行通信，并将传感器单元传来的数据进行处理；显示器，所述显示器与远程服务器连接，远程服务器将处理后的数据发送给显示器进行显示。本实用新型同时集成多种传感器，用户可以根据自己的需求进行选配，随时更换，适用于室内、室外、城区、山区等不同应用场景；具有较高的可扩展性。

Description

基于物联网的多参数环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，具体涉及一种基于物联网的多参数环境监测系统。

背景技术

现今我国经济高速发展，环境问题也日益严峻，已经受到足够的重视，尤其是大气污染监测越来越成为研究者关心的热点话题。气体传感器技术，是监测大气污染既高效又相对成本较低的方法，而利用物联网技术可以将多个气体传感器集成，形成监测的“微型基站”，再通过多点的数据收集和传输，最终得到大量的气体环境数据，为环境污染控制提供依据。国家也制订了环境保护相关的法律法规，以加强对环境的监测和控制。因此，大力发展以传感器和物联网为核心的新兴信息技术，将为环境监测领域带来更高效更有力的解决方案。

目前基于传感器与物联网的环境监测系统，主要包含三个部分：传感器节点、网络传输及监控中心。其中，传感器节点是负责分布式的数据点采集，现有技术比如可以监测温度、湿度、PM2.5、TVOC等，能对大气的温度变化、颗粒物、有毒有害气体含量进行感知，将其浓度转化为电信号。网络传输，则负责传感器节点与监控中心的信息传输，网络传输的优点在于，突破布线的成本和各种限制，数据传输方式更加灵活高效，也可适用于更多设备的联网。监控中心，是数据处理的终端，主要由云端数据库和终端软件组成，通过网络传输收集传感器节点的数据，然后对采集的数据进行分析处理，并通过终端反馈显示相应的结果。

现有技术中公开了一种基于物联网的环境监测系统，属于空气净化技术领域。系统包括设置在不同位置处的多个环境监测终端和后台服务器，它们通过网络进行链接，每个环境监测终端中，VOC传感器用于探测所处环境的有机废气的将浓度信息并提供给处理器；二氧化硫传感器用于探测所处环境的二氧化硫的浓度信息并提供给处理器；二氧化氮传感器用于探测所处环境的二氧化氮的浓度信息并提供给处理器，所述处理器用于对各处的浓度信息打包成帧并通过通信模块经网络发送给后台服务器；后台处理器用于将接收的浓度数据叠加到地图数据中。本发明提供的环境监测系统能通过物联网实时、准确、动态的监测数据，进一步地还能使用户以非常友好的形式了解所想了解的位置的环境数据。但是，现有技术的基于物联网环境监测系统存在以下的不足：

一、目前的环境监测系统其功能较为固定，比如有些传感器节点仅能监测温湿度及颗粒物，可检测参数相对较少，对不同环境节点的需求也不能灵活变更；

二、网络传输方式较为单一，无法作为通用型的环境采集系统，比如借助网络可用于室内，然而在野外就无法工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的多参数环境监测系统，同时集成多种传感器，如二氧化氮、二氧化硫、硫化氢等，用户可以根据自己的需求进行选配，随时更换；网络传输目前集成了WIFI、GSM、NB-ioT、 4G/5G等联网方式，以适用于室内、室外、城区、山区等不同应用场景；具有较高的可扩展性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种基于物联网的多参数环境监测系统，所述基于物联网的多参数环境监测系统包括：

多个传感器单元，多个所述传感器单元之间相互独立、且均与远程服务器进行通信，所述传感器单元包括有多个传感器，多个传感器分别用于检测大气的多种参数；

远程服务器，所述远程服务器分别通过无线传输与多个传感器单元进行通信，并将传感器单元传来的数据进行处理；

显示器，所述显示器与远程服务器连接，远程服务器将处理后的数据发送给显示器进行显示。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括：

电源模块，所述电源模块与通讯模块、控制器和多个传感器连接，用于向通讯模块、控制器和多个传感器提供稳定的电能；

控制器，所述控制器的输入端与多个所述传感器连接，用于采集多个所述传感器的数据；

通讯模块，所述通讯模块与控制器的输出端连接，控制器将采集的数据发送给通讯模块，通讯模块收到数据后将数据无线传输给远程服务器；

外壳，所述外壳呈盒式结构，所述电源模块、控制器、通讯模块和多个传感器均固定设置在外壳内部。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括：

显示屏，所述显示屏与控制器和电源模块连接，电源模块向显示屏提供稳定的电能，控制器向显示屏发送传感器数据并通过显示屏显示，所述显示屏固定设置在外壳壳体上。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述显示屏为OLED显示屏、液晶显示屏或数码管显示屏。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，多个所述传感器包括有均固定设置在壳体内部的二氧化氮传感器、PM2.5传感器、温湿度传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括有多个传感器扩展接口，所述多个传感器扩展接口固定设置在壳体内部或壳体表面，所述传感器扩展接口的输出端连接至控制器，用于在传感器单元增加或更换传感器时作为将要增加或更换的传感器的预留接口。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述控制器为单片机。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述电源模块为可充电锂电池、干电池或铅蓄电池。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述通讯模块为WIFI通信网络、GSM通信网络、NB-ioT通信网络、4G通信网络或5G通信网络。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述远程服务器为处于网络环境中的云服务器或本地服务器，所述显示器为处于网路环境中的计算机，所述远程服务器与显示器之间通过以太网或物联网进行通信。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型提供一种基于物联网的多参数环境监测系统，具有如下优点：

1.本实用新型集成了多种传感器，如二氧化氮、二氧化硫、硫化氢等，用户可以根据自己的需求进行选配，随时更换，具有更高的灵活性；

2.本实用新型的网络传输可以采用多种形式，比如WIFI通信网络、GSM 通信网络、NB-ioT通信网络、4G通信网络或5G通信网络等，适用于室内、室外、城区、山区等不同应用场景，尤其在野外网络不便的情况下，优势明显；

3.本实用新型提供了多种可扩展的传感器接口，提高参数的种类和自由灵活选配，满足用户的选择空间；

4.本实用新型的整体系统结构布局如上，采用合理的空间布局，将多种传感器排列组合，根据传感器的外形，将其合理分配在壳体内。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是本实用新型实施例所提供的基于物联网的多参数环境监测系统总体框架结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的基于物联网的多参数环境监测系统传感器单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所提供的基于物联网的多参数环境监测系统传感器单元的电路图。

附图标记说明：

1-壳体；2-电源模块；3-控制器；4-通讯模块；5-显示屏；6-二氧化氮传感器；7-PM2.5传感器；8-温湿度传感器；9-硫化氢传感器；10-二氧化硫传感器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种基于物联网的多参数环境监测系统，所述基于物联网的多参数环境监测系统包括：多个传感器单元，多个所述传感器单元之间相互独立、且均与远程服务器进行通信，所述传感器单元包括有多个传感器，多个传感器分别用于检测大气的多种参数；远程服务器，所述远程服务器分别通过无线传输与多个传感器单元进行通信，并将传感器单元传来的数据进行处理；显示器5，所述显示器5与远程服务器连接，远程服务器将处理后的数据发送给显示器5进行显示。如图1所示，存在三个传感器单元，每个传感器单元上分别包含有自己的供电系统，即电源模块2，三个传感器独立设置在不同的区域，分别分不同位置的空气质量参数进行检测；远程服务器即图1中的服务器，三个服务器将检测到的空气质量参数整合后通过无线传输发送给服务器，服务器对三个传感器单元的数据进行整合处理后，比如求平均值，得到一个较为准确的、合理的空气质量数据，在将数据经过物联网或以太网传输给处于网络环境中的电脑，实现远程监控的能力。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括：电源模块2，所述电源模块2与通讯模块4、控制器3和多个传感器连接，用于向通讯模块4、控制器3和多个传感器提供稳定的电能；控制器3，所述控制器3的输入端与多个所述传感器连接，用于采集多个所述传感器的数据；通讯模块4，所述通讯模块4与控制器3的输出端连接，控制器3将采集的数据发送给通讯模块4，通讯模块4收到数据后将数据无线传输给远程服务器；外壳，所述外壳呈盒式结构，所述电源模块2、控制器3、通讯模块4和多个传感器均固定设置在外壳内部。如图2所示，在壳体1内部设置电源模块2、控制器3、通讯模块4和多个传感器，显示屏5设置在壳体1外表面，电源模块2、控制器3、通讯模块4和多个传感器均通过一个设置在壳体1中的PCB电路板进行连接，也就是说说将电源模块2、控制器3、通讯模块4固化到电路板上，多个传感器包括有二氧化氮传感器6、PM2.5传感器7、温湿度传感器8、二氧化硫传感器10、硫化氢传感器9，PCB电路板针对这些传感器可以设置插槽，将二氧化氮传感器6、 PM2.5传感器7、温湿度传感器8、二氧化硫传感器10、硫化氢传感器9分别可拆卸的插接在电路板的插槽中，同时PCB电路板上预留一些空置的插槽，作为增加或更换传感器时的预留接口。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括：显示屏5，所述显示屏5与控制器3和电源模块2连接，电源模块2向显示屏5提供稳定的电能，控制器3向显示屏5发送传感器数据并通过显示屏5显示，所述显示屏5固定设置在外壳壳体1上。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述显示屏5为OLED显示屏5、液晶显示屏5、数码管显示屏5。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，多个所述传感器包括有均固定设置在壳体1内部的二氧化氮传感器6、PM2.5传感器7、温湿度传感器8、二氧化硫传感器10、硫化氢传感器9。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述传感器单元还包括有多个传感器扩展接口，所述多个传感器扩展接口固定设置在壳体1内部或壳体1表面，所述传感器扩展接口的输出端连接至控制器3，用于在传感器单元增加或更换传感器时作为将要增加或更换的传感器的预留接口。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述控制器3为单片机。如图3所示，单片机采用STM8S003F型号的单片机，在壳体1内部设置一个ESP8266电路板，电源模块2以及传感器均设置在电路板上，各传感器与单片机的布线方式如图3所示。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述电源模块2为可充电锂电池、干电池、铅蓄电池等。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述通讯模块4为WIFI通信网络、GSM通信网络、NB-ioT通信网络、4G通信网络或5G通信网络。

在上述的基于物联网的多参数环境监测系统中，作为优选方案，所述远程服务器为处于网络环境中的云服务器或本地服务器，所述显示器5为处于网路环境中的计算机，所述远程服务器与显示器5之间通过以太网或物联网进行通信。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述基于物联网的多参数环境监测系统包括：

多个传感器单元，多个所述传感器单元之间相互独立、且均与远程服务器进行通信，所述传感器单元包括有多个传感器，多个传感器分别用于检测大气的多种参数；所述传感器单元还包括有多个传感器扩展接口，所述多个传感器扩展接口固定设置在壳体内部或壳体表面，所述传感器扩展接口的输出端连接至控制器，用于在传感器单元增加或更换传感器时作为将要增加或更换的传感器的预留接口；多个所述传感器包括有均固定设置在壳体内部的二氧化氮传感器、PM2.5传感器、温湿度传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器；

远程服务器，所述远程服务器分别通过无线传输与多个传感器单元进行通信，并将传感器单元传来的数据进行处理；

显示器，所述显示器与远程服务器连接，远程服务器将处理后的数据发送给显示器进行显示；

电源模块，所述电源模块与通讯模块、控制器和多个传感器连接，用于向通讯模块、控制器和多个传感器提供稳定的电能；

控制器，所述控制器的输入端与多个所述传感器连接，用于采集多个所述传感器的数据；

通讯模块，所述通讯模块与控制器的输出端连接，控制器将采集的数据发送给通讯模块，通讯模块收到数据后将数据无线传输给远程服务器；

外壳，所述外壳呈盒式结构，所述电源模块、控制器、通讯模块和多个传感器均固定设置在外壳内部；所述外壳内部设有PCB电路板，所述电源模块、控制器、通讯模块和多个传感器均通过PCB电路板连通，电路板上设有多个插槽，所述二氧化氮传感器、PM2.5传感器、温湿度传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器分别可拆卸的安装在一部分插槽中，另一部分插槽空置，作为预留接口。

2.如权利要求1所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述传感器单元还包括：

显示屏，所述显示屏与控制器和电源模块连接，电源模块向显示屏提供稳定的电能，控制器向显示屏发送传感器数据并通过显示屏显示，所述显示屏固定设置在外壳壳体上。

3.如权利要求2所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述显示屏为OLED显示屏、液晶显示屏或数码管显示屏。

4.如权利要求1所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述控制器为单片机。

5.如权利要求1所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述电源模块为可充电锂电池、干电池或铅蓄电池。

6.如权利要求1所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述通讯模块为WIFI通信网络、GSM通信网络、NB-ioT通信网络、4G通信网络或5G通信网络。

7.如权利要求1所述的基于物联网的多参数环境监测系统，其特征在于，所述远程服务器为处于网络环境中的云服务器或本地服务器，所述显示器为处于网路环境中的计算机，所述远程服务器与显示器之间通过以太网或物联网进行通信。