可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，屬于環(huán)境空氣質量監(jiān)測領域，包括箱體(1)，箱體(1)兩側設置百葉窗(12)，箱體(1)內(nèi)設置核心主板(4)，核心主板(4)的電源輸入口連接太陽能供電系統(tǒng)(18)，核心主板(4)的信號輸入端連接污染物傳感系統(tǒng)(19)和氣象傳感系統(tǒng)(20)，核心主板(4)的通訊端連接無線通信系統(tǒng)(7)。本實用新型結構簡單，成本低，維護方便，不需要外部供電，可以廣泛部署，具有較強的實用性。
【專利說明】
可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，屬于環(huán)境空氣質量監(jiān)測領域。
【背景技術】
[0002]空氣質量監(jiān)測站是對空氣質量進行合理評估的基礎平臺，是一個城市空氣環(huán)境監(jiān)測的基礎設施。目前，存在于大氣、空氣中的污染物質均需要空氣質量監(jiān)測站定點、連續(xù)或者定時的采樣、測量和分析，但是現(xiàn)有的環(huán)境空氣質量監(jiān)測站的成本較高，在系統(tǒng)運行過程中存在供電難，不易廣泛部署，且維護難度大的問題，這些問題都影響著對空氣質量的實時、準確監(jiān)測和分析。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術中的不足，本實用新型要解決的問題是:提供一種結構簡單，成本低，維護方便，不需要外部供電的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，包括箱體，箱體兩側設置百葉窗，箱體內(nèi)設置核心主板，核心主板的電源輸入口連接太陽能供電系統(tǒng)，核心主板的信號輸入端連接污染物傳感系統(tǒng)和氣象傳感系統(tǒng)，核心主板的通訊端連接無線通信系統(tǒng)。
[0006]所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站在兩側設置百葉窗，使箱體內(nèi)形成空氣采樣通道，方便對空氣污染物的采集，且通過太陽能供電系統(tǒng)進行供電，不需要外部供電，結構簡單，使用方便，由于體積較小，安裝方便，還可以廣泛的部署于城市各個區(qū)域，保證了空氣監(jiān)測的準確性，可以通過無線通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和接收服務器指令，實現(xiàn)遠程控制和維護。
[0007]進一步地優(yōu)選，箱體內(nèi)部設置傳感器安裝板，百葉窗對稱設置在傳感器安裝板下方的箱體兩側。傳感器安裝板與箱體的頂部和底部平行設置，傳感器安裝板與箱體之間存在空隙，或者傳感器采用網(wǎng)狀隔板，保證空氣能夠進入到箱體上部，方便污染物傳感系統(tǒng)和氣象傳感系統(tǒng)的安裝和檢測。污染物傳感系統(tǒng)所包含的氣體傳感器朝下安裝于傳感器安裝板上，使傳感器的敏感面與兩側百葉窗所形成的空氣采樣通道接觸，保證氣體傳感器監(jiān)測的準確性。
[0008]進一步地優(yōu)選，太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池和太陽能控制器，太陽能電池板設置在箱體外側，蓄電池和太陽能控制器設置在箱體內(nèi)部，太陽能電池板連接太陽能控制器，太陽能控制器連接蓄電池，太陽能控制器的輸出端連接核心主板的電源輸入口。太陽能供電系統(tǒng)很好的解決了外部供電難的問題，太陽能供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電通過太陽能控制器輸出12V電壓連接到核心主板的電源輸入口進行供電，并分別通過TPS7A4901和LM2596S降為6V和5V供核心主板和無線傳輸使用。
[0009]進一步地優(yōu)選，污染物傳感系統(tǒng)安裝在傳感器安裝板上，污染物傳感系統(tǒng)包括一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、二氧化氮傳感器、臭氧傳感器和顆粒物傳感器，一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、二氧化氮傳感器和臭氧傳感器分別通過模數(shù)轉換芯片和MAX3458連接核心主板，顆粒物傳感器通過UART接口連接核心主板。一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、二氧化氮傳感器和臭氧傳感器采用alphasense B4系列氣體傳感器實現(xiàn)對氣體污染物的濃度監(jiān)測，所得的模擬信號由模數(shù)轉換芯片adslll5轉換成數(shù)字信號再通過MAX3458傳送到核心主板。顆粒物傳感器采用諾方SDSOl I激光散射傳感器實現(xiàn)對PM2.5和PMlO的監(jiān)測，所得數(shù)據(jù)通過UART接口傳送至核心主板。
[0010]進一步地優(yōu)選，氣象傳感系統(tǒng)包括風速傳感器、風向傳感器、溫濕度傳感器和氣壓傳感器，風速傳感器和風向傳感器設置在箱體外側且連接核心主板的模數(shù)轉換器，溫濕度傳感器和氣壓傳感器安裝在核心主板上且分別通過I2C接口與核心主板相連接。風速傳感器和風向傳感器安裝在箱體外側，能夠更為準確的監(jiān)測風向和風速，核心主板自帶模數(shù)轉換器，風速傳感器和風向傳感器連接核心主板的模數(shù)轉換器，連接方便。
[0011]進一步地優(yōu)選，無線通信系統(tǒng)采用內(nèi)含GPS定位和GPRS通信的SIM928A模塊，GPS定位和GPRS通信分別通過UART接口連接核心主板。GPRS數(shù)據(jù)服務實現(xiàn)微站與服務器的無線通信，將污染物傳感系統(tǒng)和氣象傳感系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?，并且可以接收服務器傳來的控制指令，用來遠程設定微站的采集數(shù)據(jù)頻率，以及對微站設備進行遠程程序升級，實現(xiàn)遠程控制和維護。GPS定位服務可以實現(xiàn)對微站設備的地理定位。
[0012]進一步地優(yōu)選，核心主板采用STM32F103處理器，核心主板連接存儲模塊。核心主板的核心電路板采用STM32F103處理器實現(xiàn)對傳感系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的處理，并把數(shù)據(jù)保存到本地SD卡，SD卡通過SD1接口與處理器連接，STM32F103處理器還可以通過S頂928A模塊實現(xiàn)遠程控制和系統(tǒng)升級。
[0013]進一步地優(yōu)選，百葉窗朝下設置在箱體兩側，對應百葉窗在箱體外側設置擋水裝置。百葉窗朝下以及設置的擋水裝置均是為了避免雨水進入箱體內(nèi)，影響設備的正常使用。
[0014]本實用新型所具有的有益效果是:
[0015]1、本實用新型通過設置太陽能供電系統(tǒng)對環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站進行供電，不需要進行外部供電，解決了環(huán)境監(jiān)測站供電難的問題。
[0016]2、本實用新型通過污染物傳感系統(tǒng)和氣象傳感系統(tǒng)實時監(jiān)測空氣的污染物濃度和氣象參數(shù)，準確度高且成本低。
[0017]3、本實用新型通過無線通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和接收服務器指令，實現(xiàn)遠程控制和維護，結構簡單，安裝方便，能夠廣泛部署。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0019]圖2為本實用新型的系統(tǒng)原理框圖；
[0020]圖3為本實用新型的實施例不意圖；
[0021 ]圖4為本實用新型的安裝結構示意圖；
[0022]其中，1、箱體;2、風速傳感器;3、風向傳感器;4、核心主板;5、溫濕度傳感器;6、氣壓傳感器;7、無線通信系統(tǒng);8、一氧化碳傳感器;9、二氧化硫傳感器；10、二氧化氮傳感器；
11、臭氧傳感器；12、百葉窗；13、傳感器安裝板;14、顆粒物傳感器;15、蓄電池；16、太陽能控制器；17、太陽能電池板；18、太陽能供電系統(tǒng)；19、污染物傳感系統(tǒng)；20、氣象傳感系統(tǒng);21、擋水裝置。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述:
[0024]如圖1-圖3所示，本實用新型所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，包括箱體1，箱體I內(nèi)部設置傳感器安裝板13，傳感器安裝板13下方的箱體I兩側對稱設置百葉窗12，百葉窗12的方向朝下，對應百葉窗12在箱體I外側設置擋水裝置21，箱體I內(nèi)設置核心主板4，核心主板4的電源輸入口連接太陽能供電系統(tǒng)18，核心主板4的信號輸入端連接污染物傳感系統(tǒng)19和氣象傳感系統(tǒng)20，核心主板4的通訊端連接無線通信系統(tǒng)7。
[0025]太陽能供電系統(tǒng)18包括太陽能電池板17、蓄電池15和太陽能控制器16，太陽能電池板17設置在箱體I外側，蓄電池15和太陽能控制器16設置在箱體I內(nèi)部，太陽能電池板17連接太陽能控制器16，太陽能控制器16連接蓄電池15，太陽能控制器16的輸出端連接核心主板4的電源輸入口。
[0026]污染物傳感系統(tǒng)19安裝在傳感器安裝板13上，污染物傳感系統(tǒng)19包括一氧化碳傳感器8、二氧化硫傳感器9、二氧化氮傳感器10、臭氧傳感器11和顆粒物傳感器14，一氧化碳傳感器8、二氧化硫傳感器9、二氧化氮傳感器10和臭氧傳感器11分別通過模數(shù)轉換芯片和麻父3458連接核心主板4，顆粒物傳感器14通過1^1^接口連接核心主板4。
[0027]氣象傳感系統(tǒng)20包括風速傳感器2、風向傳感器3、溫濕度傳感器5和氣壓傳感器6，風速傳感器2和風向傳感器3設置在箱體I外側且連接核心主板4的模數(shù)轉換器，溫濕度傳感器5和氣壓傳感器6安裝在核心主板4上且分別通過I2C接口與核心主板4相連接。
[0028]無線通信系統(tǒng)7采用內(nèi)含GPS定位和GPRS通信的S頂928A模塊，GPS定位和GPRS通信分別通過UART接口連接核心主板4。核心主板4采用STM32F103處理器，核心主板4連接存儲模塊。
[0029]本實用新型的工作原理和使用過程:
[0030]如圖4所示，本實用新型所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站在使用時，將箱體I安裝到支撐桿上，支撐桿通過底座支撐，將風速傳感器2和風向傳感器3通過支架安裝到支撐桿頂部，太陽能電池板17安裝在支撐桿上即可。通過太陽能供電系統(tǒng)18給監(jiān)測微站進行供電，通過一氧化碳傳感器8、二氧化硫傳感器9、二氧化氮傳感器10、臭氧傳感器11和顆粒物傳感器14分別實現(xiàn)一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮和臭氧污染物的濃度以及空氣PM2.5和PMlO的監(jiān)測，通過風速傳感器2、風向傳感器3、溫濕度傳感器5和氣壓傳感器6實現(xiàn)風速、風向、溫度、濕度和氣壓五個要素的監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過轉換后傳送給核心主板4，核心主板4將數(shù)據(jù)信息通過無線通信系統(tǒng)7傳送至服務器，并保持到本地SD卡。核心主板4還通過無線通信系統(tǒng)7接收服務器傳來的控制指令，用來遠程設定微站的采集數(shù)據(jù)頻率，以及對微站設備進行遠程程序升級，實現(xiàn)遠程控制和維護。本實用新型結構簡單，成本低，維護方便，不需要外部供電，可以廣泛部署，具有較強的實用性。
【主權項】
1.一種可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，包括箱體(I)，其特征在于:箱體(I)兩側設置百葉窗(12)，箱體(I)內(nèi)設置核心主板(4)，核心主板(4)的電源輸入口連接太陽能供電系統(tǒng)(18)，核心主板(4)的信號輸入端連接污染物傳感系統(tǒng)(19)和氣象傳感系統(tǒng)(20)，核心主板(4)的通訊端連接無線通信系統(tǒng)(7)。2.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的箱體(I)內(nèi)部設置傳感器安裝板(13)，百葉窗(12)對稱設置在傳感器安裝板(13)下方的箱體(I)兩側。3.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的太陽能供電系統(tǒng)(18)包括太陽能電池板(17)、蓄電池(15)和太陽能控制器(16)，太陽能電池板(17)設置在箱體(I)外側，蓄電池(15)和太陽能控制器(16)設置在箱體(I)內(nèi)部，太陽能電池板(17)連接太陽能控制器(16)，太陽能控制器(16)連接蓄電池(15)，太陽能控制器(16)的輸出端連接核心主板(4)的電源輸入口。4.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的污染物傳感系統(tǒng)(19)安裝在傳感器安裝板(13)上，污染物傳感系統(tǒng)(19)包括一氧化碳傳感器(8)、二氧化硫傳感器(9)、二氧化氮傳感器(10)、臭氧傳感器(11)和顆粒物傳感器(14 )，一氧化碳傳感器(8 )、二氧化硫傳感器(9 )、二氧化氮傳感器(1)和臭氧傳感器(I I)分別通過模數(shù)轉換芯片和MAX3458連接核心主板(4)，顆粒物傳感器(14)通過UART接口連接核心主板(4)。5.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的氣象傳感系統(tǒng)(20)包括風速傳感器(2)、風向傳感器(3)、溫濕度傳感器(5)和氣壓傳感器(6)，風速傳感器(2)和風向傳感器(3)設置在箱體(I)外側且連接核心主板(4)的模數(shù)轉換器，溫濕度傳感器(5)和氣壓傳感器(6)安裝在核心主板(4)上且分別通過I2C接口與核心主板(4)相連接。6.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的無線通信系統(tǒng)(7)采用內(nèi)含GPS定位和GPRS通信的S頂928A模塊，GPS定位和GPRS通信分別通過UART接口連接核心主板(4)。7.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的核心主板(4)采用STM32F103處理器，核心主板(4)連接存儲模塊。8.根據(jù)權利要求1所述的可以廣泛部署的環(huán)境空氣質量在線監(jiān)測微站，其特征在于:所述的百葉窗(12)朝下設置在箱體(I)兩側，對應百葉窗(12)在箱體(I)外側設置擋水裝置(21)。
【文檔編號】G08C17/02GK205449149SQ201620155104
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】陳援非, 劉韶韶, 姚連杰, 周丹丹
【申請人】濟寧中科云天環(huán)?？萍加邢薰?br>