太陽能供電的空氣質量監測裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣質量檢測裝置領域，特別是涉及一種太陽能供電的空氣質量監測裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]近幾年，隨著工業化生產的快速發展，產生了不容忽視的環境問題。特別是頻頻出現的各種不同程度的環境污染、霧霾、空氣質量嚴重下降等問題。顯然空氣質量問題已成為人們關注的熱點環境問題之一。采用現代技術手段，實現對空氣質量的監測，可以為空氣質量治理提供參數依據和數據支撐。同時可以為民眾提供出行參考，助推智慧生活建設。市場上也推出了各種各樣的空氣質量監測類產品，滿足不同場合的應用需求。現有的大多數空氣質量監測裝置，多數采用儲能電池供電，或者采用市電供電，這在一定程度上限制了該類裝置的應用范圍和靈活性。太陽能光伏發電是可再生能源發電形式之一，隨著其發電成本的不斷下降和效率的不斷提高，在越來越多的領域獲得了廣泛應用。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題是提供一種太陽能供電的空氣質量監測裝置及其控制方法，采用綠色環保的太陽能供電，并配有LED大屏顯示及WiFi遠程通信等功能，非常適合在小區、學校、廠區等場合推廣應用。將太陽能光伏發電技術應用到空氣質量監測裝置供電中，可以提高裝置的應用范圍和應用靈活性。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種太陽能供電的空氣質量監測裝置，包括:太陽能供電模塊、數據采集處理模塊、主控制器模塊和顯示模塊;所述主控制器模塊包括STC15F2K60S2芯片、HC05藍牙模塊、DS1302時鐘芯片和控制器顯示屏；所述STC15F2K60S2芯片上設有SPI接口、UART接口、1接口、IIC接口和ADC接口；所述DS1302時鐘芯片通過SPI接口與STC15F2K60S2芯片相連接;所述HC05藍牙模塊通過UART接口與STC15F2K60S2芯片相連接;所述主控制模塊實現對空氣質量數據的采集、時鐘信息的處理以及藍牙無線通信管理;所述主控制器模塊通過HC05藍牙模塊與顯示模塊交換數據；
所述太陽能供電模塊包括太陽能光伏電池組件、充電控制器、切換開關、儲能蓄電池和降壓電路，所述太陽能光伏電池組件依次與充電控制器、切換開關和儲能蓄電池相連接;所述降壓電路與儲能蓄電池相連接;所述切換開關在太陽能光伏組件無電能輸出情況時切換到互補充電模式；
所述數據采集處理模塊包括顆粒物傳感器、紫外線傳感器、大氣壓傳感器、空氣質量傳感器和溫濕度傳感器;所述顆粒物傳感器通過UART接口與主控制器模塊相連接;所述紫外線傳感器通過ADC接口與主控制器模塊相連接;所述大氣壓傳感器通過IIC接口與主控制器模塊相連接;所述空氣質量傳感器通過1 口與主控制器模塊相連接;所述溫濕度傳感器通過1 口與主控制器模塊相連接；
所述顯示模塊由LED點陣顯示板、控制芯片、藍牙通信模塊和WiFi無線模塊組成，所述藍牙通信模塊和WiFi無線模塊分別通過UART與控制芯片相連接，控制芯片通過藍牙通信模塊接收來自所述主控制器模塊的信息，并通過LED點陣顯示板進行顯示;控制芯片通過WiFi無線模塊將接收到的空氣質量信息與PC電腦或手機交換數據，組成無線監控系統。
[0005]優選的，所述控制器顯示屏為LCD12864液晶組成，IXD12864液晶顯示所述主控制器模塊的工作狀態參數信息。
[0006]優選的，所述降壓電路由XL4015E1芯片電路組成，降壓電路將儲能蓄電池的DC12V轉換為DC5V輸出。
[0007]優選的，所述顆粒物傳感器為PMS5003(G5)型數字式通用顆粒物濃度傳感器，可以實現對PMl.0、PM2.5和PMlO顆粒物質量和數量進行采集處理;所述紫外線傳感器為CJiCU-GUVA-S12SD型的傳感器;所述大氣壓傳感器為BMP180型氣壓傳感器;所述空氣質量傳感器為MF-AQM-TV0C型模塊;所述溫濕度傳感器為DHTl I溫濕度傳感器模塊。
[0008]優選的，所示主控制模塊與顯示模塊間通過藍牙通信進行數據交換，將主控制器采集的空氣質量參數通過顯示模塊進行顯示;所述顯示模塊的LED點陣顯示板可同時顯示時間和空氣質量的參數信息。
[0009]—種基于以上太陽能供電的空氣質量監測裝置的控制方法，包括以下步驟，
步驟I，裝置開始工作:檢測儲能蓄電池電量，如果電量過低則提示接互補電源補充電能，裝置進入待機狀態，如果儲能蓄電池電量正常則監測裝置進入正常工作狀態；
步驟2，正常工作:(I)主控制器模塊工作:各傳感器初始化，主控制器模塊讀取傳感器數據并進行處理；主控制器模塊通過藍牙模塊與顯示模塊建立通信，通信正常則顯示模塊工作，通信異常則顯示錯誤代碼；
(2)顯示模塊工作:顯示模塊將接收到的空氣質量信息通過LED顯示屏進行顯示，顯示模塊監測是否有WiFi監控設備接入，如有則進入監控模式工作，實現空氣質量數據的WiFi上傳；
步驟3，裝置返回。
[0010]本發明的有益效果是:本發明的太陽能供電的空氣質量監測裝置，采用太陽能供電，具有綠色環保的特點，同時裝置將顯示和控制器模塊分體設計，通過藍牙無線通信，具有使用靈活，適應性強等特點，所發明的裝置較現有的同類產品，具有應用范圍廣等突出優點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明太陽能供電的空氣質量監測裝置一較佳實施例的結構示意圖；
圖2是所示太陽能供電的空氣質量監測裝置中太陽能供電模塊的結構示意圖；
圖3是所示太陽能供電的空氣質量監測裝置中數據采集處理模塊和主控制器模塊組成的結構框圖；
圖4是所示太陽能供電的空氣質量監測裝置中顯示模塊的結構示意圖；
圖5是所示太陽能供電的空氣質量監測裝置中LED點陣顯示板的結構示意圖；
圖6是所示太陽能供電的空氣質量監測裝置的控制方法流程圖。
[0012]附圖中各部件的標記如下:1、太陽能供電模塊;2、數據采集處理模塊;3、主控制器模塊;4、顯示模塊；11、太陽能光伏電池組件；12、充電控制器；13、切換開關；14、儲能蓄電池；15、降壓電路;21、顆粒物傳感器;22、紫外線傳感器;23、大氣壓傳感器;24、空氣質量傳感器；25、溫濕度傳感器；31、STC15F2K60S2芯片；32、HC05藍牙模塊；33、DS1302時鐘芯片；34、控制器顯示屏;41、控制芯片;42、藍牙通信模塊;43、WiFi無線模塊;44、LED點陣顯示板。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]請參閱圖1至圖6，本發明實施例包括:
如圖1所示，一種太陽能供電的空氣質量監測裝置，包括太陽能供電模塊1、數據采集處理模塊2、主控制器模塊3和顯示模塊4組成。
[0015]如圖2所示，一種太陽能供電的空氣質量監測裝置的太陽能供電模塊I包括太陽能光伏電池組件11、充電控制器12、切換開關13、儲能蓄電池14和降壓電路15組成，所述太陽能光伏電池組件11依次與充電控制器12、切換開關13和儲能蓄電池14相連接;所述降壓電路15與儲能蓄電池14相連接，將儲能蓄電池的DC12V轉換為DC5V輸出，其中降壓電路15由XL4015E1芯片電路組成;所述切換開關13可以在太陽能光伏電池組件11連續無光照等無電能輸出情況時切換到互補充電模式，保證儲能蓄電池14電能的充足。
[0016]如圖3所示，為一種太陽能供電的空氣質量監測裝置中的數據采集處理模塊2和主控制器模塊3組成的結構框圖；所述數據采集處理模塊2包括顆粒物傳感器21、紫外線傳感器22、大氣壓傳感器23、空氣質量傳感器24和溫濕度傳感器25組成;所述顆粒物傳感器21為PMS5003(G5)型數字式通用顆粒物濃度傳感器，可以實現對PM1.0、PM2.5和PMlO顆粒物質量和數量進行采集處理，并通過UART 口與主控制器模塊3相連接；所述紫外線傳感器22為CJM⑶-GUVA-S12SD型的傳感器，通過ADC接口與主控制器模塊3相連接;所述大氣壓傳感器23為BMP180型氣壓傳