CN213985375U - 一种室内光污染智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种室内光污染智能监测系统，包括光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机；光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机依次连接；光敏电阻传感器模块用于对可见光和紫外光进行采集。本实用新型通过传感器检测到的光污染超标次数大于预设值后，通过电流信号的放大，转换，数据处理后最终由报警装置显示，同时联动智能家居来达到Moonlight室内光污染检测的实现。便于检测，降低能耗，提高便利度。
Description
技术领域
本实用新型属于光污染监测技术领域，特别涉及一种室内光污染智能监测系统。
背景技术
近年来，随着中国城市化进程的进一步提升，越来越多在城市中生活的人发现夜晚纯净的夜空逐渐消失，取而代之的是映透天际的霓虹灯、激光和其它人造光源。不到100年前，每个人都可以抬头看到壮观的星空。现在，全球数以百万计的儿童将永远不会一睹他们居住的银河系的风采。晚上越来越多地使用人造光，不仅损害了我们对宇宙的观察，而且还对我们的环境，我们的安全，我们的能源消耗和我们的健康产生了不利影响。现有的检测方式效率低，监测种类不齐全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种室内光污染智能监测系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种室内光污染智能监测系统，包括光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机；光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机依次连接；光敏电阻传感器模块用于对可见光和紫外光进行采集。
进一步的，光敏电阻传感器模块包括红外截止型光敏传感器和紫外线辐射传感器；红外截止型光敏传感器用于监测可见光，紫外线辐射传感器用于监测紫外光。
进一步的，红外截止型光敏传感器型号为龙信达LXD/GB5-A1ELB，紫外线辐射传感器型号为NHUV1ABU。
进一步的，电流采样放大电路采用信号调理电路。
进一步的，A/D转换器型号为ADC0809；单片机型号为AT89S51。
进一步的，单片机连接有电源电路，并通过I/O端口连接报警显示装置和Zigbee模组。
与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
本实用新型通过传感器检测到的光污染超标次数大于预设值后，通过电流信号的放大，转换，数据处理后最终由报警装置显示，同时联动智能家居来达到Moonlight室内光污染检测的实现。便于检测，降低能耗，提高便利度。
附图说明
图1为本实用新型系统结构图。
图2为本实用新型流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明：
请参阅图1和图2，一种室内光污染智能监测系统，包括光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机；光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机依次连接；光敏电阻传感器模块用于对可见光和紫外光进行采集。
光敏电阻传感器模块包括红外截止型光敏传感器和紫外线辐射传感器；红外截止型光敏传感器用于监测可见光，紫外线辐射传感器用于监测紫外光。
红外截止型光敏传感器型号为龙信达LXD/GB5-A1ELB，紫外线辐射传感器型号为NHUV1ABU。
电流采样放大电路采用信号调理电路。
A/D转换器型号为ADC0809；单片机型号为AT89S51。
单片机连接有电源电路，并通过I/O端口连接报警显示装置和Zigbee模组。
针对白天和夜晚城市中大量存在的光污染现象(包括skyglow人工白昼、light-trespass光侵入及红外、紫外危害等)，可以利用传感器、微控制器及编程技术，监测光污染对居民建筑内的干扰。
MOONLIGHT光污染检测器基于光电导效应原理，利用可探测不同频段的光照检测探头，实现300-400nm紫外频谱及可见光频谱的检测。在日间时，由于太阳光中紫外线辐照强度可以透过玻璃对人体造成危害，所以对紫外光的检测颇为重要。而在夜间时，MOONLIGHT光污染检测器可以通过可见光频段的光敏传感器，实现对夜间光强的检测。传感器采集数据后，通过微控制器对电流大小与设定值的比较，选择报警或继续检测。
除了增设紫外频段，本检测方案使用支持完整Zigbee协议的芯片(System onChip)，而非射频单元+单片机(如Atmel公司AT86系列+MSP430 AVR微控制器解决方案)组合模式。这样不仅可以直接运行Zigbee协议栈，且可以大大降低设备总体功耗。
MOONLIGHT光污染检测方案采用纽扣电池或小型锂电池供电，基于Zigbee协议特性，可以支持长时间非连续性光照检测。整体封装在塑料材料中，避免干扰射频信号。
除产品本体之外，我们同时希望做出一款衍生产品，方便检测人员使用。在基本原理不变的情况下，将Zigbee协议SoC替换为单微控制器模组，增加支持手机OTG协议的USBType-C公头，并开发配套手机APP，使检测人员可以将检测模组
在传感器获取光强数据(紫外光、可见光)后，微控制器检测到电流经过，与设定值比较后，根据比较结果选择报警或忽略。由于可能产生的检测误差，可以设置定时器每3分钟向传感器通电，当检测到超标时，计数器增加，当计数器N＝3时，微控制器发出指令，选择报警或联动其他智能家具。
为实现300-400nm的紫外光和可见光检测，使用两个光敏电阻传感器分别对可见光和紫外光检测。检测380-780nm的可见光采用龙信达LXD/GB5-A1ELB可见光抗干扰的红外截止型光敏传感器，其电流输出和环境光强呈线性比例，在可见光范围内灵敏度高，输出电流大。
检测300-400nm的紫外光线采用武汉中科能慧科技的NHUV1ABU紫外线辐射传感器，其采用进口专用紫外线传感核心，光学石英窗口，铝合金壳体结构；具有结构坚固、密封性好、使用寿命长、测量精度高、稳定性好，传输距离长、抗外界干扰能力强。
电流采样放大电路采用信号调理电路，信号调理电路的硬件结构包括信号的输入，放大以及单片机控制部分。信号调理电路将来自传感器的模拟信号转化成易于传输，检测的信号。经过放大的电流信号通过A/D转换器将模拟的电信号转换为数字信号，可采用ADC0809。
A/D转换后得到的数据应传输给单片机进行处理，单片机最小系统是能补足单片机工作的最简电路，由单片机，电源，晶体振荡器，复位电路等组成。是本系统的控制单元，负责处理信号，外设的接口与控制。本系统可以采用AT89S51，其结构图显示如下，主要特性为：8位处理器，128B RAM,4KB Flash ROM,40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。
通过传感器检测到的光污染超标次数超过三次后，通过电流信号的放大，转换，数据处理后最终由报警装置显示，同时联动智能家居来达到Moonlight室内光污染检测的实现。
Claims (6)
1.一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，包括光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机；光敏电阻传感器模块、电流采样放大电路、A/D转换器和单片机依次连接；光敏电阻传感器模块用于对可见光和紫外光进行采集。
2.根据权利要求1所述的一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，光敏电阻传感器模块包括红外截止型光敏传感器和紫外线辐射传感器；红外截止型光敏传感器用于监测可见光，紫外线辐射传感器用于监测紫外光。
3.根据权利要求2所述的一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，红外截止型光敏传感器型号为龙信达LXD/GB5-A1ELB，紫外线辐射传感器型号为NHUV1ABU。
4.根据权利要求1所述的一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，电流采样放大电路采用信号调理电路。
5.根据权利要求1所述的一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，A/D转换器型号为ADC0809；单片机型号为AT89S51。
6.根据权利要求1所述的一种室内光污染智能监测系统，其特征在于，单片机连接有电源电路，并通过I/O端口连接报警显示装置和Zigbee模组。
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