本實(shí)用新型涉及能量采集及電子信息測(cè)試系統(tǒng)，具體涉及一種自供電智能氣體測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

日常生活中，人們會(huì)接觸到多種氣體成分，如氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲醛、化學(xué)揮發(fā)氣體、燃燒產(chǎn)生的氣體等，這些氣體的濃度必須在一定的范圍內(nèi)，否則就會(huì)對(duì)人體健康造成危害，在嚴(yán)重時(shí)還可威脅生命安全。因此，人們需要及時(shí)了解自身所處環(huán)境中的氣體情況。在現(xiàn)有的氣體測(cè)試設(shè)備中，多是成本高、體積大的專業(yè)綜合型氣體測(cè)試設(shè)備，而體積小的測(cè)試設(shè)備又往往非智能、測(cè)試單一，難以滿足多種氣體的測(cè)試需求，再加上設(shè)備又是以一次性電池或可充電電池為電源，需要定期維護(hù)，影響用戶使用體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自供電的智能氣體測(cè)試系統(tǒng)，成本低、體積小、無須更換和維護(hù)電池、使用方便，借助智能終端，提供友好豐富的界面，使得人們能及時(shí)的了解環(huán)境中的氣體狀況。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種自供電的智能氣體測(cè)試系統(tǒng)，

包括殼體、能量采集電源模塊、氣體傳感器模塊、無線SOC模塊；氣體傳感器模塊、能量采集電源模塊通過連接器連接到無線SOC模塊后安裝在殼體內(nèi)，無線SOC模塊則通過無線信號(hào)將測(cè)試信息傳遞給智能終端；用戶通過智能終端的用戶界面，可以進(jìn)行無線聯(lián)接管理、氣體傳感器配置、氣體傳感器數(shù)據(jù)處理、顯示、報(bào)警和分享。

所述殼體為高透明材質(zhì)制作的透明殼體, 可以為聚甲基丙烯酸甲酯（又稱有機(jī)玻璃，或亞克力板）、或玻璃。

進(jìn)一步，所述透明殼體可以為多面體、曲面體或多面體與曲面體的組合體，可以為四面體、五面體、立方體、圓柱體，各個(gè)朝向面用于安裝固定所述能量采集電源模塊。

進(jìn)一步，所述透明殼體的未安裝能量轉(zhuǎn)換板的內(nèi)壁，可以噴涂、刻畫、安裝特定的色彩或圖案。

所述能量采集電源模塊包括能量轉(zhuǎn)換板、能量采集與控制板、能量?jī)?chǔ)存器件。

進(jìn)一步，所述能量轉(zhuǎn)換板為光電轉(zhuǎn)換板，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太陽能電池，用于將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換為電能。

進(jìn)一步，所述能量采集與控制板基于能量采集芯片，具有最大能量跟蹤調(diào)整、電壓轉(zhuǎn)換、充放電管理、開關(guān)及開關(guān)控制、過熱保護(hù)、LED指示的功能。

進(jìn)一步，所述能量存儲(chǔ)器件為超級(jí)電容或可充電電池，用于儲(chǔ)存轉(zhuǎn)換的電能。

進(jìn)一步，所述能量采集電源模塊支持同時(shí)連接多塊能量轉(zhuǎn)換板，并固定在透明殼體在各個(gè)方向的內(nèi)壁上。

所述無線SOC模塊支持至少一種智能終端所支持的無線通信協(xié)議，包括WIFI、低功耗藍(lán)牙、NFC等，能夠與作為信息處理單元的智能終端進(jìn)行無線連接。

進(jìn)一步，所述無線SOC模塊包含電源升壓、降壓、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換電路，并通過連接器為所述氣體傳感器模塊提供所需的工作電壓、參考電壓。

進(jìn)一步，所述無線SOC模塊的接口連接器包含連接氣體傳感器模塊所需的I2C、GPIO、ADC接口信號(hào)。

進(jìn)一步，所述無線SOC模塊，讀取氣體傳感器模塊輸出的測(cè)試數(shù)據(jù)，再通過無線信號(hào)向外部發(fā)送。

外部的智能終端，包括智能手機(jī)、PAD或PC，能夠與無線SOC模塊進(jìn)行無線連接，能根據(jù)用戶設(shè)置，接收、處理、顯示、分享測(cè)試數(shù)據(jù)；在測(cè)試值超出正常范圍時(shí)發(fā)出報(bào)警，以提示用戶。

所述氣體傳感器模塊包含氣體傳感器、前端放大電路、參考電壓電路，通過連接器連接到無線SOC模塊。

進(jìn)一步，所述氣體傳感器模塊上有socket連接器，支持直接更換多種類型的電化學(xué)氣體傳感器，包括一氧化碳、氧氣、氨氣、氯氣、硫化氫、甲醛等。

進(jìn)一步，若更換為不同電極數(shù)的電化氣體學(xué)傳感器，或半導(dǎo)體化學(xué)傳感器，或熱催化傳感器，則只需要更換對(duì)應(yīng)的氣體傳感器模塊。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果。

1、本實(shí)用新型使用了能量采集電源模塊，能夠?qū)h(huán)境中的太陽能、室內(nèi)的環(huán)境光轉(zhuǎn)換為電能并儲(chǔ)存，作為系統(tǒng)的工作電源，不需要使用一次性電池，也不需要用戶充電。

2、本實(shí)用新型使用了透明外殼，能制作成多種時(shí)尚外形，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，方便攜帶，也可同時(shí)用作居家裝飾。

3、本實(shí)用新型使用了無線SOC模塊，能連接智能終端，能夠在測(cè)試時(shí)使測(cè)試人員遠(yuǎn)離測(cè)試環(huán)境，避免受到有毒氣體的傷害。

4、本實(shí)用新型沒有顯示界面，而是借用了智能終端的顯示界面，既降低了功耗，又易于操作，方便使用。

5、本實(shí)用新型使用了傳感器模塊，支持更換不同氣體的傳感器。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的架構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種自供電的智能氣體測(cè)試系統(tǒng)。圖1是本實(shí)用新型的架構(gòu)示意圖，包括殼體、能量采集電源模塊、氣體傳感器模塊、無線SOC模塊；

所述殼體為聚甲基丙烯酸甲酯（俗稱有機(jī)玻璃，或亞克力板）制作的透明殼體，透光率超過90%；透明殼體的形狀為立方體。

所述能量采集電源模塊選用TI的BQ255xx作為電源處理芯片，芯片內(nèi)包含能量采集電路、充放電電路、控制電路、保護(hù)電路等；選用2片非晶硅太陽能板為能量轉(zhuǎn)換板，分別固定在透明外殼的左、右兩面；選用1.5F以上的超級(jí)電容為儲(chǔ)能器件，設(shè)置能量采集電源模塊2的輸出電壓范圍為2.5~4V。

所述氣體傳感器模塊使用Alphasense、或煒盛的一氧化碳電化學(xué)傳感器，使用TI的LMP91xxx芯片為前端處理芯片。

所述無線SOC模塊使用CC254x作為低功耗無線SOC芯片，芯片內(nèi)包含RAM、FLASH存儲(chǔ)器以及UART、SPI、I2C、GPIO、ADC等外設(shè)資源，將管腳分組連接到接口連接器，支持與氣體傳感器模塊的連接。

所述無線SOC模塊還包含電源升壓、降壓、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換電路，將能量采集電源模塊輸出的電壓轉(zhuǎn)換為適合氣體傳感器模塊和無線SOC模塊需求的電壓。

選用TPS6273x構(gòu)成降壓電路，將能量采集電源模塊的輸出電壓轉(zhuǎn)換為CC254x的VDD電壓。

選用TPS6303x構(gòu)成穩(wěn)壓電路，將能量采集電源模塊的電壓轉(zhuǎn)換為3V電壓，用于傳感器工作電壓。

所述無線SOC模塊的SOC片內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)包含無線SOC模塊、氣體傳感器模塊的驅(qū)動(dòng)軟件。

所述能量采集電源模塊、氣體傳感器模塊通過連接器連接到無線SOC模塊；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，1為殼體、2為能量采集電源模塊、3為氣體傳感器模塊、4為無線SOC模塊。

本實(shí)施例的工作過程為打開能量采集電源模塊的開關(guān)，無線SOC模塊啟動(dòng)工作。

用戶在智能手機(jī)用戶界面中設(shè)置所使用的氣體傳感器，將參數(shù)傳輸給無線SOC模塊，無線SOC模塊對(duì)氣體傳感器模塊進(jìn)行初始化，讀取傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)，并通過無線信號(hào)向外部發(fā)送。

按照用戶在界面中的設(shè)置，智能手機(jī)接收氣體傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理、顯示，在氣體傳感器數(shù)據(jù)超過預(yù)警值時(shí)，向用戶發(fā)出預(yù)警信息。

關(guān)閉電源，將氣體傳感器模塊3使用的一氧化碳電化學(xué)傳感器從socket拔下，換為Alphasense的氧氣電化學(xué)傳感器，再按照上面的步驟操作就形成一個(gè)氧氣測(cè)試系統(tǒng)。

如果使用的氣體傳感器封裝與socket不能對(duì)應(yīng)，則需要更換有對(duì)應(yīng)socket的氣體傳感器模塊，其它部分則可以復(fù)用，從而以最小的成本達(dá)成一個(gè)新的測(cè)試系統(tǒng)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。