CN215678279U

CN215678279U - 一种可移动的多功能室内空气质量监测系统

Info

Publication number: CN215678279U
Application number: CN202121413406.4U
Authority: CN
Inventors: 洪道玉; 宋�莹; 薛国强; 唐鸿宇; 李澳; 邹佳佳; 仲一诺
Original assignee: Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering
Current assignee: Binjiang College of Nanjing University of Information Engineering
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2031-06-24

Abstract

本实用新型公开了一种可移动的多功能室内空气质量监测系统，包括智能机器人，智能机器人内设主控芯片，主控芯片输入端分别连接传感器模块和摄像头模块，主控芯片输出端分别连接空气显示模块、智能机器人的电机；主控芯片接收传感器模块采集的空气质量参数以及摄像头模块采集的图像数据并将接收的数据传至上位机显示，空气质量参数通过空气显示模块显示；主控芯片把检测到的空气质量参数与上位机中设定的阈值比较，若超过预设阈值则报警并向用户手机端发出报警提示；上位机对图像数据处理并通过主控芯片控制智能机器人的移动。本系统实现了移动监测室内空气质量，可远程查看监测结果，还能远程控制智能机器人。

Description

一种可移动的多功能室内空气质量监测系统

技术领域

本实用新型属于信息与自动控制领域，具体涉及一种可移动的多功能室内空气质量监测系统。

背景技术

室内是人们生活、工作的主要场所。当室内有害气体的浓度超标时，会对人们的身心健康产生严重影响。随着生活水平的提高，人们对室内空气质量提出了越来越高的要求。为了改善家庭居住环境，需要对室内空气质量进行有效的监测，以便采取有效的室内空气污染防止措施。但是，当今市场上无人和移动空气质量检测系统装置较少，且检测信息无法远程查看。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种能够全天候实时远程监控室内空气质量的，对空气中甲醛、一氧化碳、二氧化碳等有害气体进行实时检测的可移动的多功能室内空气质量监测系统。

技术方案：本实用新型包括智能机器人，所述智能机器人内设有主控芯片，智能机器人表面安装传感器模块、摄像头模块、空气显示模块；所述主控芯片输入端分别连接传感器模块和摄像头模块，主控芯片输出端分别连接空气显示模块、智能机器人的电机；所述主控芯片还分别与LabVIEW上位机、用户手机端双向连接；所述主控芯片接收传感器模块采集的空气质量参数以及摄像头模块采集的图像数据，并将接收的空气质量参数和图像数据处理后传输至LabVIEW上位机进行显示，空气质量参数还通过空气显示模块显示；所述主控芯片把检测到的空气质量参数与LabVIEW上位机中设定的阈值进行比较，判断空气质量参数是否超过预设阈值，若超过预设阈值则开始报警并向用户手机端发出报警提示；所述LabVIEW上位机对图像数据进行处理并通过主控芯片控制智能机器人的移动。

所述传感器模块包括甲醛传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器，传感器模块采集空气质量参数，并经A/D转换电路和放大电路处理后将信号传输至主控芯片，能够对各项空气参数进行检测。

还包括WiFi模块，WiFi模块包括第一WiFi模块和第二WiFi模块，所述第一WiFi模块设置在LabVIEW上位机与主控芯片之间，用于实现LabVIEW上位机与主控芯片之间的数据传输，还用于LabVIEW上位机远程控制智能机器人的移动；所述第二WiFi模块设置在摄像头模块于主控芯片之间，用于将摄像头模块采集的图像数据传输至主控芯片；WiFi模块实现了无线信息传输与远程控制。

还包括GSM模块，所述主控芯片通过GSM模块与用户手机端双向连接；实现手机端远程查询检测数据，当检测数据过高时，也可用于远程手机短信预警。

还包括报警模块，所述报警模块包括设置在智能机器人上的蜂鸣器、设置在LabVIEW上位机上的蜂鸣器和指示灯，当检测的空气质量参数超过预设阈值时，报警模块启动，能够及时报警。

还包括避障模块，所述避障模块连接在主控芯片的输入端，当避障模块检测到智能机器人周围存在障碍物时，通过主控芯片向LabVIEW上位机发送信号，LabVIEW上位机远程控制智能机器人避开障碍物移动，避免碰撞。

还包括消毒模块，所述消毒模块连接在主控芯片的输出端，消毒模块包括消毒装置以及用以驱动其工作的电机，主控芯片控制电机转动，在检测到控制质量参数超标后，可以进行消毒。

所述主控芯片采用STM32F103ZET6型号。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：具有良好的人机交互界面，可以全天候实时监测室内空气质量，且成本较低、机器体积小、方便携带、实用性强，具有广泛的应用前景；可用于室内气体检测及危险区域气体、温湿度检测、自动消毒喷淋等。

附图说明

图1为本实用新型的总体框图；

图2为本实用新型所述系统运行时的流程图；

图3为本实用新型中空气显示模块的显示页面图；

图4为本实用新型中LabVIEW上位机的显示界面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型包括智能机器人、主控芯片、传感器模块、摄像头模块、空气显示模块、LabVIEW上位机、用户手机端、WiFi模块、GSM模块、避障模块、消毒模块。智能机器人的表面安装传感器模块、摄像头模块、空气显示模块。主控芯片设置在智能机器人内部，本实施例中，主控芯片采用STM32F103ZET6型号。主控芯片输入端分别连接传感器模块和摄像头模块，主控芯片输出端分别连接空气显示模块、智能机器人的电机；主控芯片还分别与LabVIEW上位机、用户手机端双向连接。传感器模块包括甲醛传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器，传感器模块采集空气质量参数，并经A/D转换电路和放大电路处理后将信号传输至主控芯片。摄像头模块用于采集智能机器人周围的图像数据，并在WiFi模块的配合下进行实况传送。WiFi模块包括第一WiFi模块和第二WiFi模块，第一WiFi模块设置在LabVIEW上位机与主控芯片之间，用于实现LabVIEW上位机与主控芯片之间的数据传输，还用于LabVIEW上位机远程控制智能机器人的移动；第二WiFi模块设置在摄像头模块于主控芯片之间，用于将摄像头模块采集的图像数据传输至主控芯片。GSM模块主控芯片通过括GSM模块与用户手机端双向连接，GSM模块向用户手机端发送报警信息，并且用户也可以自行向GSM模块发送查询信息，实现手机端远程查询检测数据，当检测数据过高时，也可用于远程手机短信预警。避障模块连接在主控芯片的输入端，当避障模块检测到智能机器人周围存在障碍物时，通过主控芯片向LabVIEW上位机发送信号，LabVIEW上位机远程控制智能机器人避开障碍物移动，实现自动避障。消毒模块连接在主控芯片的输出端，消毒模块包括能够喷洒消毒液的消毒装置以及用以驱动其工作的电机，主控芯片控制电机转动。本系统还包括报警模块，报警模块包括设置在智能机器人上的蜂鸣器、设置在LabVIEW上位机上的蜂鸣器和指示灯，当检测的空气质量参数超过预设阈值时，报警模块启动。

主控芯片接收传感器模块采集的空气质量参数以及摄像头模块采集的图像数据，并将接收的空气质量参数和图像数据处理后传输至LabVIEW上位机，LabVIEW上位机对空气质量参数进行显示，实现远程监测气体质量，空气质量参数也会通过空气显示模块显示。主控芯片把检测到的空气质量参数与LabVIEW上位机中设定的阈值进行比较，判断空气质量参数是否超过预设阈值，若超过预设阈值，则通过GSM模块向用户手机端发出报警提示，同时，蜂鸣器响；LabVIEW上位机对图像数据进行处理并通过主控芯片控制智能机器人的移动。本系统通过智能机器人实现在危险区域对气体等环境参数进行监测。

如图2所示，系统开始运行后，首先进行传感器模块、WIFI模块等一些模块的初始化，然后WIFI模块接收数据，当接受收到的数据是字符串“test”的时候，进入检测模式，传感器模块对空气中的一氧化碳，甲醛，二氧化碳，温湿度等数据进行采集，将采集的数据显示在LCD显示屏上，并且将数据通过第一WiFi模块传送给LabVIEW上位机，主控芯片把检测到的数据与设定的安全值进行比较，如果数值过高，就通过蜂鸣器响和GSM模块给手机发送短信实现报警。如果WIFI模块接收到的数据是字符串“run”的时候，进入运行模式，然后通过WIFI模块再发过来的数据进行判断来实现智能机器人的移动，并且当GSM模块收到字符指令‘a’的时候将检测到的数据发送给手机。

如图3所示，空气显示模块用于实时显示采集到的空气质量参数，当检测参数超标时，也可用于文字提示用户。本实施例中，空气显示模块为LCD显示屏。当传感器模块采集到周围空气中温湿度、一氧化碳浓度和甲醛浓度等参数后，发送给主控芯片，主控芯片接收数据并将数据进行处理后显示到LCD显示屏。当发现数据浓度太高的时候，黑色的数据显示会变成红色，并且会有浓度超标字样提示。

如图4所示，系统检测到的空气质量参数实时显示在LabVIEW上位机的检测页面上，通过空气质量曲线图可以反映一段时间内空气质量的走势，通过求平均值的方法来判断是否产生较大的误差。中间的扇形和指示灯是预警作用，当空气中相关气体参数浓度超标，报警灯由绿色变成红色并发出警报声。

本系统可以全天候实时远程监控室内空气质量，对空气中的甲醛、一氧化碳、二氧化碳等有害气体进行实时检测。操作者可以手机远程遥控小车进入指定范围进行检测，检测的数据会实时传给LabVIEW上位机，手机端也可通过发送指令查询检测数据。当检测数据超标时，LabVIEW上位机利用警报声和指示灯进行预警，手机端也会接收到短信预警。

Claims

1.一种可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：包括智能机器人，所述智能机器人内设有主控芯片，智能机器人表面安装传感器模块、摄像头模块、空气显示模块；所述主控芯片输入端分别连接传感器模块和摄像头模块，主控芯片输出端分别连接空气显示模块、智能机器人的电机；所述主控芯片还分别与LabVIEW上位机、用户手机端双向连接；

所述主控芯片接收传感器模块采集的空气质量参数以及摄像头模块采集的图像数据，并将接收的空气质量参数和图像数据处理后传输至LabVIEW上位机进行显示，空气质量参数还通过空气显示模块显示；所述主控芯片把检测到的空气质量参数与LabVIEW上位机中设定的阈值进行比较，判断空气质量参数是否超过预设阈值，若超过预设阈值则开始报警并向用户手机端发出报警提示；所述LabVIEW上位机对图像数据进行处理并通过主控芯片控制智能机器人的移动。

2.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：所述传感器模块包括甲醛传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器，传感器模块采集空气质量参数，并经A/D转换电路和放大电路处理后将信号传输至主控芯片。

3.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：还包括WiFi模块，WiFi模块包括第一WiFi模块和第二WiFi模块，所述第一WiFi模块设置在LabVIEW上位机与主控芯片之间，用于实现LabVIEW上位机与主控芯片之间的数据传输，还用于LabVIEW上位机远程控制智能机器人的移动；所述第二WiFi模块设置在摄像头模块于主控芯片之间，用于将摄像头模块采集的图像数据传输至主控芯片。

4.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：还包括GSM模块，所述主控芯片通过GSM模块与用户手机端双向连接。

5.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块包括设置在智能机器人上的蜂鸣器、设置在LabVIEW上位机上的蜂鸣器和指示灯，当检测的空气质量参数超过预设阈值时，报警模块启动。

6.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：还包括避障模块，所述避障模块连接在主控芯片的输入端，当避障模块检测到智能机器人周围存在障碍物时，通过主控芯片向LabVIEW上位机发送信号，LabVIEW上位机远程控制智能机器人避开障碍物移动。

7.根据权利要求1所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：还包括消毒模块，所述消毒模块连接在主控芯片的输出端，消毒模块包括消毒装置以及用以驱动其工作的电机，主控芯片控制电机转动。

8.根据权利要求1至7任一项所述可移动的多功能室内空气质量监测系统，其特征在于：所述主控芯片采用STM32F103ZET6型号。