專利名稱：室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于空氣質量監測技術領域，尤其是涉及一種室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點。
背景技術：
由于工作和生活的需要，人們大部分時間都呆在家里、辦公室或各種交通工具內， 研究表明，許多突發性疾病都是因生活環境受到有害氣體的污染而產生的。當人們長時間處于此類小空間內時，常常不會察覺到周圍氣體質量的變化，因此，研究能適時檢測各種有害氣體的節點，特別是能檢測室內、車內空氣質量的節點很有必要。室內空氣質量受到多方面的影響和污染，比如房屋裝修、家具、玩具、煤氣熱水器、殺蟲噴霧劑、化妝品、吸煙、廚房的油煙等，其成分主要是揮發性的有機物如(甲醛、甲苯、二甲苯等)以及無機化合物(如 NH3、CO等)，不適當的溫度、濕度環境、懸浮顆粒(灰塵)等也會影響室內空氣質量。車內空氣質量也會因人們長時間駕車或露天停放時間過長而導致惡化，其污染主要是甲醛、苯、 一氧化碳、煙堿等。傳統空氣質量的測量與評估，大多都采用分析化學方法和光譜分析方法。其中，分析化學方法一般需要在測量現場采集樣氣，帶回實驗室進行化學分析得到結果；而光譜分析方法需要專門的光譜儀，設備昂貴，操作復雜，不便攜帶，而且采樣分析速度慢，無法實現實時的空氣質量測量。傳統的單一探頭氣體傳感器只能對于單一的氣體進行檢測，在需要檢測多參數環境數據時遠遠達不到檢測要求。現如今，通過各種摻雜技術，氣體傳感器的敏感性和選擇性已經大大提高；同時，隨著計算機和通信技術的發展，各種面向復雜應用背景的多傳感器數據采集設備正在不斷涌現，其信息表現形式具有多樣性，且采集信息數量巨大，信息處理及時。為了對室內、車內環境質量進行有效監測，需要一種低功耗多指標測量室內、車內空氣質量的無線傳感網節點，其能對Co、甲醛、甲苯等進行實時監測，并可對超標數據進行報警提示，且將提示信息以短消息的方式發給用戶，方便用戶掌控室內、車內環境變化的檢測裝置。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其電路設計合理、安裝布設方便、 功能齊全且操控簡便、使用效果好，能有效解決現有空氣質量測量設置存在的體積大、安裝不便、操控復雜、使用效果較差等多種缺陷和不足。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征在于包括對被監測區域內空氣質量進行檢測的傳感器模塊、內部存儲有多個等級空氣質量標準參考數據的數據存儲模塊、對傳感器模塊所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果且結合數據存儲模塊內所存儲數據對當前被監測區域的空氣質量等級進行判斷的處理器模塊、由處理器模塊進行控制的告警提示模塊以及分別與處理器模塊相接的參數設置模塊、無線通信模塊和電源模塊，所述傳感器模塊、數據存儲模塊和告警提示模塊均與處理器模塊相接；所述處理器模塊通過無線通信模塊與房屋住戶或車輛駕駛人員隨身攜帶的用戶手機進行雙向通信，所述無線通信模塊為 GPRS無線通信模塊、3G無線通信模塊或GSM無線通信模塊；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、粉塵濃度傳感器、甲醛傳感器、甲苯傳感器和一氧化碳傳感器，所述溫度傳感器、濕度傳感器、粉塵濃度傳感器、甲醛傳感器、甲苯傳感器和一氧化碳傳感器均與處理器模塊相接。上述室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征是所述溫度傳感器、濕度傳感器、粉塵濃度傳感器、甲醛傳感器、甲苯傳感器和一氧化碳傳感器均為模擬信號傳感器，且溫度傳感器、濕度傳感器、粉塵濃度傳感器、甲醛傳感器、甲苯傳感器和一氧化碳傳感器均與A/D轉換電路模塊相接，所述A/D轉換電路模塊與處理器模塊相接。上述室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征是所述電源模塊包括可充電電池和AC/DC轉換模塊，所述處理器模塊與AC/DC轉換模塊相接，且AC/ DC轉換模塊分別與可充電電池和220V交流供電電源相接，所述可充電電池與220V交流供電電源相接。上述室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征是還包括對可充電電池內所存儲電量進行實時檢測的電量檢測單元，所述電量檢測單元與處理器模塊相接；所述可充電電池與AC/DC轉換模塊之間以及220V交流供電電源與AC/DC轉換模塊之間的供電回路中分別接有電磁控制開關一和電磁控制開關二，可充電電池與220V交流供電電源之間的充電回路中接有電磁控制開關三，所述電磁控制開關一、電磁控制開關二和電磁控制開關三均由處理器模塊進行通斷控制且三者均與處理器模塊相接。上述室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征是所述處理器模塊與布設在被監測區域內的通風換氣設備相接。本實用新型與現有技術相比具有以下優點1、電路設計合理、體積小且安裝方便、功能齊全，加工制作及使用成本低，實用性強。2、具備報警提示功能，每一檢測參數均可設置其報警上下限，節點可依據報警模式進行現場報警或遠程短消息報警。3、使用操作簡便且實現方便，能有效、自動且連續地監測室內、車內空氣質量。4、監測數據全面且準確度高，實際使用時，采用對溫度、濕度、灰塵、甲醛、甲苯、一氧化碳等環境參數具有一定選擇性、靈敏度高、響應時間短的傳感器。5、具有人機交互功能，用戶可方便設置節點參數。同時，能對CO、甲醛、甲苯等多個環境參數進行實時監測，并可對超標數據進行報警提示，且能對當前空氣質量等級進行初步判斷，同時將檢測信息、報警提示信息、當前空氣質量等級判斷結果等以短消息的方式發給用戶，方便用戶掌控室內、車內環境變化情形。6、設計有雙供電模式，既可采用可充電電池供電，又可接入外接電源直接供電。7、實用價值高且適用范圍廣，能有效防止因室內有毒有害氣體濃度超標而導致的事故，給用戶的健康和安全提供保障，其能有效地監控室、內車內空氣品質，有利于改善空氣質量，減少有害氣體中毒、煤氣泄漏等意外事故造成的人身傷害和由于室內空氣污染造成的對人體健康的潛在威脅，提高生活質量和改善健康狀況，適合家庭、辦公室、車內等環境測量應用。綜上所述，本實用新型電路設計合理、安裝布設方便、功能齊全且操控簡便、使用效果好，能將環境檢測信息、報警提示信息、當前空氣質量等級判斷結果等以短消息方式發給用戶，有效解決了現有空氣質量測量設置存在的體積大、安裝不便、操控復雜、使用效果較差等多種缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型的電路原理框圖。附圖標記說明1-傳感器模塊；1-1-溫度傳感器； 1-2-濕度傳感器；1-3-粉塵濃度傳感器； 1-4-甲醛傳感器； 1-5-甲苯傳感器；1-6- 一氧化碳傳感器； 1-7-A/D轉換電路模 2_處理器模塊；塊；3-數據存儲模塊； 4-參數設置模塊；6-電源模塊；6-1-可充電電池；7-用戶手機；8-告警提示模塊；10-電磁控制開關一；11-電磁控制開關二；13-通風換氣設備。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括對被監測區域內空氣質量進行檢測的傳感器模塊1、 內部存儲有多個等級空氣質量標準參考數據的數據存儲模塊3、對傳感器模塊1所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果且結合數據存儲模塊3內所存儲數據對當前被監測區域的空氣質量等級進行判斷的處理器模塊2、由處理器模塊2進行控制的告警提示模塊 8以及分別與處理器模塊2相接的參數設置模塊4、無線通信模塊5和電源模塊6，所述傳感器模塊1、數據存儲模塊3和告警提示模塊8均與處理器模塊2相接。所述處理器模塊2 通過無線通信模塊5與房屋住戶或車輛駕駛人員隨身攜帶的用戶手機7進行雙向通信，所述無線通信模塊5為GPRS無線通信模塊、3G無線通信模塊或GSM線通信模塊。所述傳感器模塊1包括溫度傳感器1-1、濕度傳感器1-2、粉塵濃度傳感器1-3、甲醛傳感器1-4、甲苯傳感器1-5和一氧化碳傳感器1-6，所述溫度傳感器1-1、濕度傳感器1-2、粉塵濃度傳感器 1-3、甲醛傳感器1-4、甲苯傳感器1-5和一氧化碳傳感器1-6均與處理器模塊2相接。本實施例中，所述溫度傳感器1-1、濕度傳感器1-2、粉塵濃度傳感器1-3、甲醛傳感器1-4、甲苯傳感器1-5和一氧化碳傳感器1-6均為模擬信號傳感器，且溫度傳感器1-1、 濕度傳感器1-2、粉塵濃度傳感器1-3、甲醛傳感器1-4、甲苯傳感器1-5和一氧化碳傳感器 1-6均與A/D轉換電路模塊1-7相接，所述A/D轉換電路模塊1_7與處理器模塊2相接。本實施例中，所述電源模塊6包括可充電電池6-1和AC/DC轉換模塊6_2，所述處
5-無線通信模塊；
6-2-AC/DC轉換模塊； 9-電量檢測單元； 12-電磁控制開關三；理器模塊2與AC/DC轉換模塊6-2相接，且AC/DC轉換模塊6_2分別與可充電電池6_1和 220V交流供電電源相接，所述可充電電池6-1與220V交流供電電源相接。同時，本實用新型還包括對可充電電池6-1內所存儲電量進行實時檢測的電量檢測單元9，所述電量檢測單元9與處理器模塊2相接。所述可充電電池6-1與AC/DC轉換模塊6-2之間以及220V交流供電電源與AC/DC轉換模塊6_2之間的供電回路中分別接有電磁控制開關一 10和電磁控制開關二 11，可充電電池6-1與220V交流供電電源之間的充電回路中接有電磁控制開關三12，所述電磁控制開關一 10、電磁控制開關二 11和電磁控制開關三12均由處理器模塊2進行通斷控制且三者均與處理器模塊2相接。實際使用過程中，不斷電情況下，接通電磁控制開關二 11，通過220V交流供電電源直接為本實用新型供電；同時，電量檢測單元9對可充電電池6-1內所存儲電量進行檢測并將檢測結果同步傳送至處理器模塊2，當可充電電池6-1內所存儲電量不足且處于不斷電情況下，接通電磁控制開關三12，通過220V交流供電電源為可充電電池6-1進行充電； 而當出現斷電情況時，接通電磁控制開關一 10通過可充電電池6-1為本實用新型供電。本實施例中，所述處理器模塊2與布設在被監測區域內的通風換氣設備13相接， 通過處理器模塊2對通風換氣設備13進行自動控制。本實用新型的工作過程是首先，打開電源模塊6，并通過參數設置模塊4設定各項工作參數，主要包括數據采集時間間隔、報警提示閥值、數據發送格式等；之后按下運行按鈕，整個節點進入工作狀態傳感器模塊1按照設定采集時間間隔輸出模擬量信號，且模擬量信號經過濾除噪聲、還原失真等預處理過程和A/D轉換電路調理后送入處理器模塊2， 處理器模塊2提取特征數據，并根據一定程序分析處理且結合數據存儲模塊3內所存儲數據對當前被監測區域的空氣質量等級進行判斷，同時處理器模塊2根據預設的報警閾值對各檢測參數是否超限進行判斷，并將控制質量等級判斷結果、傳感器模塊1的檢測信息以及各參數的超限判斷結果同步傳送至用戶手機7 ；與此同時，當當前被監測區域的空氣質量等級較差或者某一檢測參數超限時，則處理器模塊2控制告警提示模塊8進行報警提示， 并且啟動被監測區域內所安裝的通風換氣設備13。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征在于包括對被監測區域內空氣質量進行檢測的傳感器模塊(1)、內部存儲有多個等級空氣質量標準參考數據的數據存儲模塊(3)、對傳感器模塊(1)所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果且結合數據存儲模塊(3)內所存儲數據對當前被監測區域的空氣質量等級進行判斷的處理器模塊( 、由處理器模塊( 進行控制的告警提示模塊(8)以及分別與處理器模塊( 相接的參數設置模塊G)、無線通信模塊( 和電源模塊(6)，所述傳感器模塊(1)、 數據存儲模塊( 和告警提示模塊(8)均與處理器模塊( 相接；所述處理器模塊(2)通過無線通信模塊(5)與房屋住戶或車輛駕駛人員隨身攜帶的用戶手機(7)進行雙向通信， 所述無線通信模塊( 為GPRS無線通信模塊、3G無線通信模塊或GSM無線通信模塊；所述傳感器模塊(1)包括溫度傳感器(1-1)、濕度傳感器(1-2)、粉塵濃度傳感器(1-3)、甲醛傳感器(1-4)、甲苯傳感器(1- 和一氧化碳傳感器(1-6)，所述溫度傳感器(1-1)、濕度傳感器(1-2)、粉塵濃度傳感器(1-3)、甲醛傳感器(1-4)、甲苯傳感器(1- 和一氧化碳傳感器 (1-6)均與處理器模塊(2)相接。
2.按照權利要求1所述的室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點， 其特征在于所述溫度傳感器(1-1)、濕度傳感器(1-2)、粉塵濃度傳感器(1-3)、甲醛傳感器(1-4)、甲苯傳感器(1- 和一氧化碳傳感器(1-6)均為模擬信號傳感器，且溫度傳感器 (1-1)、濕度傳感器(1-2)、粉塵濃度傳感器(1-3)、甲醛傳感器(1-4)、甲苯傳感器(1-5)和一氧化碳傳感器(1-6)均與A/D轉換電路模塊(1-7)相接，所述A/D轉換電路模塊(1_7) 與處理器模塊( 相接。
3.按照權利要求1或2所述的室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征在于所述電源模塊(6)包括可充電電池(6-1)和AC/DC轉換模塊(6-2)，所述處理器模塊(2)與AC/DC轉換模塊(6-2)相接，且AC/DC轉換模塊(6-2)分別與可充電電池(6-1)和220V交流供電電源相接，所述可充電電池(6-1)與220V交流供電電源相接。
4.按照權利要求3所述的室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點， 其特征在于還包括對可充電電池(6-1)內所存儲電量進行實時檢測的電量檢測單元(9)， 所述電量檢測單元(9)與處理器模塊(2)相接；所述可充電電池(6-1)與AC/DC轉換模塊 (6-2)之間以及220V交流供電電源與AC/DC轉換模塊(6_2)之間的供電回路中分別接有電磁控制開關一(10)和電磁控制開關二(11)，可充電電池(6-1)與220V交流供電電源之間的充電回路中接有電磁控制開關三(12)，所述電磁控制開關一(10)、電磁控制開關二(11) 和電磁控制開關三(1 均由處理器模塊( 進行通斷控制且三者均與處理器模塊(2)相接。
5.按照權利要求1或2所述的室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，其特征在于所述處理器模塊( 與布設在被監測區域內的通風換氣設備(1 相接。
專利摘要本實用新型公開了一種室內、車內空氣質量測量用低功耗多指標無線傳感網節點，包括傳感器模塊、數據存儲模塊、對傳感器模塊所檢測信息進行分析處理并根據分析處理結果且結合數據存儲模塊內所存儲數據對當前被監測區域的空氣質量等級進行判斷的處理器模塊、告警提示模塊以及參數設置模塊、無線通信模塊和電源模塊，處理器模塊通過無線通信模塊與房屋住戶或車輛駕駛人員隨身攜帶的用戶手機進行雙向通信，無線通信模塊為GPRS無線通信模塊、3G無線通信模塊或GSM無線通信模塊。本實用新型電路設計合理、安裝布設方便、功能齊全且操控簡便、使用效果好，能將環境檢測信息、報警提示信息、當前空氣質量等級判斷結果等以短消息方式發給用戶。
文檔編號G01N33/00GK202033348SQ20112007251
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者于忠, 胡濱 申請人:西北工業技術研究院