一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括單片機(jī)，均與單片機(jī)相連接的濕度傳感器、顆粒傳感器、蜂鳴器、空氣凈化器、數(shù)據(jù)存儲器、紅外線傳感器、顯示屏和信號采集電路，以及與信號采集電路相連接的氣敏傳感器；所述信號采集電路包括輸入端與氣敏傳感器相連接的信號接收電路，和輸入端與信號接收電路的輸出端相連接的帶通濾波電路。本實用新型的通過單片機(jī)對氣敏傳感器、濕度傳感器、顆粒傳感器、紅外線傳感器對監(jiān)測到的空氣凈化器使用范圍內(nèi)的空氣中的有害物質(zhì)和有害氣體的信息進(jìn)行分析處理，實現(xiàn)了控制空氣凈化器進(jìn)行自動的對空氣進(jìn)行準(zhǔn)確的凈化，同時，有效的節(jié)約了電力資源。
【專利說明】
一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及的是電子領(lǐng)域，具體的說，是一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)自動化的不斷進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對其生存環(huán)境的要求也不斷提高，而空氣質(zhì)量是環(huán)境好壞的一個重要的標(biāo)志，它直接影響到人們的健康生活。
[0003]空氣凈化器在居家、醫(yī)療、工業(yè)領(lǐng)域均有應(yīng)用，居家領(lǐng)域以單機(jī)類的家用空氣凈化器為市場的主流產(chǎn)品。最主要的功能是去除空氣中的顆粒物，包括過敏原、室內(nèi)的PM2.5等，同時還可以解決由于裝修或者其他原因?qū)е碌氖覂?nèi)、地下空間、車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物空氣污染問題。由于相對封閉的空間中空氣污染物的釋放有持久性和不確定性的特點(diǎn)，因此使用空氣凈化器凈化室內(nèi)空氣是國際公認(rèn)的改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的方法之一。由于現(xiàn)有市場上的空氣凈化器不能準(zhǔn)確的對其使用范圍內(nèi)的空氣狀況進(jìn)行監(jiān)測，同時，現(xiàn)有的空氣凈化器的控制系統(tǒng)實現(xiàn)空氣凈化器的自動開啟與關(guān)閉，導(dǎo)致空氣凈化器無法有效的凈化空氣，從而嚴(yán)重危害到人們的身體健康。
[0004]因此，提供一種能有效的監(jiān)測空氣狀況的空氣凈化器的監(jiān)控系統(tǒng)，便成為了本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員的當(dāng)務(wù)之急。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的空氣凈化器不能有效的對其使用范圍內(nèi)的空氣狀況進(jìn)行監(jiān)測的缺陷，提供的一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括單片機(jī)，均與單片機(jī)相連接的濕度傳感器、顆粒傳感器、蜂鳴器、空氣凈化器、數(shù)據(jù)存儲器、紅外線傳感器、顯示屏和信號采集電路，以及與信號采集電路相連接的氣敏傳感器;所述信號采集電路包括輸入端與氣敏傳感器相連接的信號接收電路，和輸入端與信號接收電路的輸出端相連接的帶通濾波電路;所述帶通濾波電路的輸出端與單片機(jī)相連接。
[0007]所述信號接收電路由放大器Pl，放大器P2，正極經(jīng)電阻Rl后與放大器Pl的正極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R2后與放大器PI的負(fù)極相連接的極性電容CI，負(fù)極與放大器PI的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R3后與放大器Pl的負(fù)極相連接的極性電容C2，P極與放大器Pl的負(fù)極相連接、N極經(jīng)電阻R4后與放大器Pl的輸出端相連接的二極管Dl，N極與放大器P2的正極相連接、P極經(jīng)電阻R5后與放大器Pl的輸出端相連接的二極管D2，正極順次經(jīng)電阻R8和電阻R7后與二極管D2的P極相連接、負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接的極性電容C3，一端與極性電容C3的正極相連接、另一端與放大器P2的正極相連接的電阻R9，以及一端與二極管D2的P極相連接、另一端接地的電阻R6組成;所述極性電容Cl的正極作為信號接收電路的輸入端;所述放大器P2的負(fù)極接地，其輸出端作為信號接收電路的輸出端。
[0008]所述帶通濾波電路由放大器P3，放大器P4，三極管VT，一端與放大器P2的輸出端相連接、另一端與三極管VT的基極相連接的電阻R10，負(fù)極與放大器P4的負(fù)極相連接、正極經(jīng)可調(diào)電阻Rl I后與三極管VT的集電極相連接的極性電容C4，一端與極性電容C4的正極相連接、另一端與三極管VT集電極相連接的電阻R13，負(fù)極經(jīng)電阻R14后與放大器P3的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT的發(fā)射極相連接的極性電容C5，P極與三極管VT的集電極相連接、N極與極性電容C5的負(fù)極相連接的二極管D3，一端與放大器P3的正極相連接、另一端與放大器P3的輸出端相連接的電阻R15，以及N極與放大器P3的負(fù)極相連接、P極順次經(jīng)電阻R16和電阻R17后與放大器P4的輸出端相連接的二極管D4組成;所述放大器P4的集電極接地，其輸出端作為帶通濾波電路的輸出端。
[0009]為確保本實用新型的實際使用效果，所述濕度傳感器為JCJ175A濕度傳感器;所述顆粒傳感器為PPD60PV顆粒傳感器;所述氣敏傳感器為QM-N5氣敏傳感器;所述紅外線傳感器為TR350紅外線傳感器。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0011](I)本實用新型的紅外線傳感器可對空氣凈化器使用范圍進(jìn)行監(jiān)測，單片機(jī)可根據(jù)對紅外線傳感器監(jiān)測的信息分析結(jié)果來控制空氣凈化器進(jìn)行自動開啟與關(guān)閉；同時，氣敏傳感器、顆粒傳感器、濕度傳感器對空氣凈化器使用范圍的空氣中的有害物質(zhì)和有害氣體進(jìn)行有效的監(jiān)測，單片機(jī)將氣敏傳感器、顆粒傳感器、濕度傳感器監(jiān)測的信息與數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)存儲的信息來有效的控制空氣凈化器對空氣進(jìn)行凈化，從而有效的提高了本空氣凈化器的智能控制系統(tǒng)對空氣凈化的準(zhǔn)確性。
[0012](2)本實用新型的信號采集電路能抑制氣敏傳感器輸出的電信號中的其它干擾信號通過，同時，該信號采集電路還能將抗干擾處理后的電信號進(jìn)行濾波處理，有效的消除直流諧波，并進(jìn)行兩次放大后傳輸給單片機(jī)，有效的提高了單片機(jī)接收的電信號的準(zhǔn)確性，從而確保了本監(jiān)控系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性。
[0013](3)本實用新型同時采用了 JCJ175A濕度傳感器和PPD60PV顆粒傳感器以及QM-N5氣敏傳感器，單片機(jī)根據(jù)該三種傳感器監(jiān)測的信息能準(zhǔn)確的控制空氣凈化器的開啟與關(guān)閉，有效的提高了對空氣凈化的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的信號采集電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0017]如圖1所示，本實用新型包括單片機(jī)，均與單片機(jī)相連接的濕度傳感器、顆粒傳感器、蜂鳴器、空氣凈化器、數(shù)據(jù)存儲器、紅外線傳感器、顯示屏和信號采集電路，以及與信號采集電路相連接的氣敏傳感器。其中，所述信號采集電路如圖2所示，其包括信號接收電路和帶通濾波電路;所述帶通濾波電路的輸出端與單片機(jī)相連接。
[0018]為確保本實用新型的可靠運(yùn)行，所述的單片機(jī)優(yōu)先采用了FM8PE59A單片機(jī)。該FM8PE59A單片機(jī)的1AO管腳與濕度傳感器相連接，1Al管腳與顆粒傳感器相連接，TXD-管腳與空氣凈化器相連接，INT管腳與數(shù)據(jù)存儲器相連接，SDI管腳與紅外線傳感器相連接，TI管腳與蜂鳴器相連接，CKI管腳與顯示屏相連接。所述電源為12V直流電壓，該電壓為單片機(jī)供電。
[0019]本實用新型運(yùn)行時，所述的紅外線傳感器則優(yōu)先采用性能穩(wěn)定、監(jiān)測范圍廣的TR350紅外線傳感器來實現(xiàn)。該紅外線傳感器用于對空氣凈化器使用范圍的監(jiān)測，即對空氣凈化器使用范圍有無人進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測出信息轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)則根據(jù)對接收的電信號分析的結(jié)果控制空氣凈化器進(jìn)行自動的開啟與關(guān)閉。在紅外線傳感器監(jiān)測到空氣凈化器使用范圍有人時，單片機(jī)接收到該信息后則輸出控制電流給空氣凈化器，空氣凈化器工作，即有效的消除空氣中的PM2.5、粉塵、異味、甲醇等有害物質(zhì)。當(dāng)紅外線傳感器監(jiān)測到人離開時，單片機(jī)接收到該信息后則會延時關(guān)閉空氣凈化器，以防止人在短時間反復(fù)進(jìn)入時，造成空氣凈化器不停的開啟而損壞空氣凈化器。本實用新型的數(shù)據(jù)存儲器則優(yōu)先采用了性能穩(wěn)定的VNXe3200數(shù)據(jù)存儲器，該數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)存儲有空氣所含的有害物質(zhì)和有害氣體的正常值，該空氣所含的有害物質(zhì)和有害氣體的正常值為對人正常呼吸不構(gòu)成傷害的數(shù)值。
[0020]同時，在空氣凈化器被開啟時氣敏傳感器、顆粒傳感器、濕度傳感器則實時對空氣凈化器使用范圍的空氣進(jìn)行監(jiān)測。氣敏傳感器優(yōu)先采用了 QM-N5氣敏傳感器來實現(xiàn)，該氣敏傳感器用于監(jiān)測空氣中的PM2.5、異味、甲醇等有害氣體的含量信息，并將監(jiān)測的信息轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)信號采集電路傳輸，該信號采集電路能抑制氣敏傳感器輸出的電信號中的其它干擾信號通過，同時，該信號采集電路還將抗干擾處理后的電信號進(jìn)行濾波處理，有效的消除直流諧波，并進(jìn)行兩次放大后傳輸給單片機(jī);顆粒傳感器則優(yōu)先采用了 PPD60PV顆粒傳感器來實現(xiàn)，該顆粒傳感器用于監(jiān)測空氣中的粉塵等有害物質(zhì)，并將監(jiān)測的信息轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給單片機(jī);濕度傳感器優(yōu)先采用了 JCJl 75A濕度傳感器來實現(xiàn)，該濕度傳感器用于對空氣的濕度進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的信息轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給單片機(jī)。單片機(jī)則將接收到的所有電信號進(jìn)行分析處理后得到的空氣中的有害物質(zhì)和有害氣體的數(shù)值與數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)存儲有空氣所含的有害物質(zhì)和有害氣體的正常值進(jìn)行比對，當(dāng)單片機(jī)接收到的空氣有害物質(zhì)和有害氣體的數(shù)值與數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)存儲有空氣所含的有害物質(zhì)和有害氣體的正常值一致時，單片機(jī)控制空氣凈化器停止工作。反之，單片機(jī)控制空氣凈化器開始工作，對空氣進(jìn)行凈化，以便使空氣凈化器使用范圍內(nèi)的空氣中的有害物質(zhì)和有害氣體的數(shù)值達(dá)到人們呼吸的正常值。
[0021]本實用新型，所述的顯示屏能顯示數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)存儲的空氣所含的有害物質(zhì)和有害氣體的正常值，同時還可顯示經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行處理后得到的空氣中的有害物質(zhì)和有害氣體的實際值，便于人們了解空氣的情況。其中，本實用新型，所述的蜂鳴器在空氣凈化器被開啟或關(guān)閉時，單片機(jī)對該蜂鳴器輸出控制電流，蜂鳴器開始發(fā)出提示音，該提示音用于提示空氣凈化器使用范圍內(nèi)的人進(jìn)行確認(rèn)空氣凈化器被開啟或關(guān)閉。
[0022]本實用新型實現(xiàn)了對監(jiān)空氣凈化器使用范圍的空氣的有害物質(zhì)和有害氣體的有效監(jiān)測，即實現(xiàn)了有效的凈化空氣的要求，以及實現(xiàn)了對空氣凈化器的自動開啟與關(guān)閉，從而節(jié)約了電力資源。
[0023]如圖2所示，所述信號采集電路包括信號接收電路和帶通濾波電路;所述信號接收電路由放大器PI，放大器P2，電阻Rl，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，極性電容Cl，極性電容C2，極性電容C3，二極管Dl，以及二極管D2組成。
[0024]連接時，極性電容Cl的正極經(jīng)電阻Rl后與放大器Pl的正極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R2后與放大器Pl的負(fù)極相連接。極性電容C2的負(fù)極與放大器Pl的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R3后與放大器Pl的負(fù)極相連接。二極管Dl的P極與放大器Pl的負(fù)極相連接、N極經(jīng)電阻R4后與放大器Pl的輸出端相連接。二極管D2的N極與放大器P2的正極相連接、P極經(jīng)電阻R5后與放大器Pl的輸出端相連接。
[0025]其中，極性電容C3的正極順次經(jīng)電阻R8和電阻R7后與二極管D2的P極相連接、負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接。電阻R9的一端與極性電容C3的正極相連接、另一端與放大器P2的正極相連接。電阻R6的一端與二極管D2的P極相連接、另一端接地。所述極性電容Cl的正極作為信號接收電路的輸入端;所述放大器P2的負(fù)極接地，其輸出端作為信號接收電路的輸出端并與帶通濾波電路相連接。
[0026]進(jìn)一步地，所述帶通濾波電路由放大器P3，放大器P4，三極管VT，電阻R10，可調(diào)電阻R11，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，極性電容C4，極性電容C5，二極管D3，以及二極管D4組成。
[0027]連接時，電阻RlO的一端與放大器P2的輸出端相連接、另一端與三極管VT的基極相連接。極性電容C4的負(fù)極與放大器P4的負(fù)極相連接、正極經(jīng)可調(diào)電阻Rll后與三極管VT的集電極相連接。電阻R13的一端與極性電容C4的正極相連接、另一端與三極管VT集電極相連接。極性電容C5的負(fù)極經(jīng)電阻R14后與放大器P3的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT的發(fā)射極相連接。
[0028]同時，二極管D3的P極與三極管VT的集電極相連接、N極與極性電容C5的負(fù)極相連接。電阻R15的一端與放大器P3的正極相連接、另一端與放大器P3的輸出端相連接。二極管D4的N極與放大器P3的負(fù)極相連接、P極順次經(jīng)電阻R16和電阻R17后與放大器P4的輸出端相連接。所述放大器P4的集電極接地，其輸出端作為帶通濾波電路的輸出端并與FM8PE59A單片機(jī)的10A2管腳相連接。
[0029]運(yùn)行時，信號采集電路中的信號接收電路能抑制氣敏傳感器輸出的電信號中的其它干擾信號通過，同時，該信號采集電路的帶通濾波電路還能將抗干擾處理后的電信號進(jìn)行濾波處理，有效的消除直流諧波，并進(jìn)行兩次放大后傳輸給單片機(jī)，有效的提高了單片機(jī)接收的電信號的準(zhǔn)確性，從而確保了本監(jiān)控系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性。
[0030]按照上述實施例，即可很好的實現(xiàn)本實用新型。
【主權(quán)項】
1.一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)，均與單片機(jī)相連接的濕度傳感器、顆粒傳感器、蜂鳴器、空氣凈化器、數(shù)據(jù)存儲器、紅外線傳感器、顯示屏和信號采集電路，以及與信號采集電路相連接的氣敏傳感器;所述信號采集電路包括輸入端與氣敏傳感器相連接的信號接收電路，和輸入端與信號接收電路的輸出端相連接的帶通濾波電路;所述帶通濾波電路的輸出端與單片機(jī)相連接;所述信號接收電路由放大器Pl，放大器P2，正極經(jīng)電阻Rl后與放大器Pl的正極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R2后與放大器Pl的負(fù)極相連接的極性電容Cl，負(fù)極與放大器Pl的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R3后與放大器Pl的負(fù)極相連接的極性電容C2，P極與放大器Pl的負(fù)極相連接、N極經(jīng)電阻R4后與放大器Pl的輸出端相連接的二極管DI，N極與放大器P2的正極相連接、P極經(jīng)電阻R5后與放大器PI的輸出端相連接的二極管D2，正極順次經(jīng)電阻R8和電阻R7后與二極管D2的P極相連接、負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接的極性電容C3，一端與極性電容C3的正極相連接、另一端與放大器P2的正極相連接的電阻R9，以及一端與二極管D2的P極相連接、另一端接地的電阻R6組成;所述極性電容Cl的正極作為信號接收電路的輸入端;所述放大器P2的負(fù)極接地，其輸出端作為信號接收電路的輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述帶通濾波電路由放大器P3，放大器P4，三極管VT，一端與放大器P2的輸出端相連接、另一端與三極管VT的基極相連接的電阻R10，負(fù)極與放大器P4的負(fù)極相連接、正極經(jīng)可調(diào)電阻Rll后與三極管VT的集電極相連接的極性電容C4，一端與極性電容C4的正極相連接、另一端與三極管VT集電極相連接的電阻R13，負(fù)極經(jīng)電阻R14后與放大器P3的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT的發(fā)射極相連接的極性電容C5，P極與三極管VT的集電極相連接、N極與極性電容C5的負(fù)極相連接的二極管D3，一端與放大器P3的正極相連接、另一端與放大器P3的輸出端相連接的電阻R15，以及N極與放大器P3的負(fù)極相連接、P極順次經(jīng)電阻R16和電阻R17后與放大器P4的輸出端相連接的二極管D4組成;所述放大器P4的集電極接地，其輸出端作為帶通濾波電路的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度傳感器為JCJ175A濕度傳感器;所述顆粒傳感器為PPD60PV顆粒傳感器;所述氣敏傳感器為QM-N5氣敏傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于信號采集電路的空氣凈化器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線傳感器為TR350紅外線傳感器。
【文檔編號】G05B19/042GK205620730SQ201620268181
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】付衛(wèi)濤
【申請人】河北藍(lán)川科技有限公司