一種室內環境監測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種室內環境監測裝置，包括環境檢測模塊、控制模塊和用于監控室內環境的手機，所述環境檢測模塊包括無線微控制器，所述無線微控制器的輸入端接有溫濕度傳感器、粉塵傳感器和A/D轉換電路，所述A/D轉換電路的輸入端接有甲醛檢測單元和電磁輻射檢測單元，所述控制模塊包括單片機、液晶觸摸屏、無線通信模塊和Ethernet擴展板模塊，所述單片機的輸入端接有紅外人體感應模塊，所述單片機的輸出端接有繼電器模塊和語音模塊，所述繼電器模塊包括隔離模塊和繼電器組，所述語音模塊包括語音電路和揚聲器。本實用新型設計結構簡單、成本低、操作方便，保持室內環境的適宜性和舒適性，節約能源，實用性強。
【專利說明】
一種室內環境監測裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型屬于室內環境監測技術領域，具體涉及一種室內環境監測裝置。【背景技術】
[0002]隨著國家經濟的迅速發展，民眾的生活水平也在逐漸地提高，城市建設水平的不斷增長，各種高樓大廈拔地而起，民眾對城市里的房子需求也是逐漸增加，由于空氣環境的污染，民眾在居住舒適的同時，也開始將目光投向住房內的環境質量。環境質量的好壞與民眾的身體健康息息相關，根據中國疾病預防控制中心統計，近年來因室內空氣污染引發的肺癌、白血病、不孕、胎兒畸形、皮膚癌、鼻癌、咽喉癌等病癥屢見不鮮。而且兒童比成年人更容易受到室內空氣污染的危害，室內環境的污染已成為危害人類健康的“隱形殺手”，也成為了全世界各國共同關注的問題，加上全國各地霧霾的籠罩，開窗戶來改善室內環境更是一種不切實際的做法，因此，有效對室內環境進行監測并對環境進行改善成了各大業主關注的重中之重。如果能夠實現對室內環境的實時檢測，并且能夠將結果在手機上顯示出來， 根據結果遠程來手動或者自動地開啟相應的家用電器，實現對某個室內環境質量的監測與改善。這樣，業主回家就能享受到潔凈、舒適的環境，而不是回到家就遭受不理想的室內環境所帶來的折磨與煎熬。目前現有的檢測設備雖然能檢測并且顯示出室內環境的相關參數值，但是需要人近距離的查看，并且根據檢測出的相關參數值人為地打開相應的家用電器， 實現起來繁瑣，不太人性化，并且也不太符合節能環保的目的；再者，室內環境的監測往往是某一個區域，不能做到全面整體的監測，所以監測數據具有片面性，另外，隨著家用電器數量的增多，電器均產生不同的輻射、靜電等結合塵埃粒子霉菌、病毒等隨空氣流動而污染室內環境，進一步危害人們的身體健康。因此，現如今缺少一種結構簡單、體積小、安裝方便、成本低、設計合理的室內環境監測裝置，該裝置控制簡單，操作方便，既能保持室內環境的適宜性和舒適性，又能節約能源。【實用新型內容】
[0003]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，提供一種室內環境監測裝置，其設計新穎合理，結構簡單、成本低、操作方便，既能保持室內環境的適宜性和舒適性，又能節約能源，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種室內環境監測裝置，其特征在于:包括設置在室內的環境檢測模塊、用于調節室內環境的控制模塊和用于監控室內環境的手機，所述環境檢測模塊包括無線微控制器，所述無線微控制器的輸入端接有溫濕度傳感器、粉塵傳感器和A/D轉換電路，所述A/D轉換電路的輸入端接有甲醛檢測單元和電磁輻射檢測單元，所述甲醛檢測單元包括甲醛傳感器和與甲醛傳感器輸出端相接的甲醛信號調理電路，所述電磁輻射檢測單元包括電磁傳感器和與電磁傳感器輸出端相接的電磁信號調理電路，所述甲醛信號調理電路和電磁信號調理電路的輸出端均與A/D轉換電路的輸入端相接;所述控制模塊包括單片機以及與單片機相接的液晶觸摸屏、無線通信模塊和用于與手機進行無線通信的Ethernet擴展板模塊，所述單片機的輸入端接有紅外人體感應模塊，所述單片機的輸出端接有繼電器模塊和語音模塊，所述繼電器模塊包括隔離模塊和與隔離模塊輸出端相接的繼電器組，所述語音模塊包括語音電路和與語音電路輸出端相接的揚聲器，所述隔離模塊和語音電路的輸入端均與單片機的輸出端相接，所述無線微控制器與無線通信模塊進行無線數據傳輸，所述環境檢測模塊的數量為一個或兩個以上。
[0005]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:還包括布設在室內且用于調節室內環境的執行模塊，所述執行模塊包括空調、加濕器和空氣凈化器，所述空調、加濕器和空氣凈化器均與繼電器組連接。
[0006]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述溫濕度傳感器為SHT11溫濕度傳感器，所述粉塵傳感器為GP2Y1010F35粉塵傳感器。
[0007]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述A/D轉換電路包括芯片ICL7106。 [〇〇〇8] 上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述甲醛傳感器為CH20/C-10甲醛傳感器，所述甲醛信號調理電路包括運放AD620。
[0009]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述電磁傳感器包括EP330電磁探頭，所述電磁信號調理電路包括運放0P07。
[0010]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述紅外人體感應模塊包括RE200B 傳感器和芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引腳與RE200B傳感器的S引腳相接，所述芯片BISS0001的第15引腳分三路，一路與電容C14的一端相接，另一路與電阻R22的一端相接，第三路經串聯的電阻R20和電容C17接地;所述芯片BISS0001的第16引腳分三路，一路與電阻R22的另一端相接，另一路與電容C14的另一端相接，第三路與電容C36的一端相接;所述芯片BISS0001的第13引腳分三路，一路與電阻R21的一端相接，另一路與電容C15的一端相接，第三路經電阻R23與電容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第12引腳分兩路，一路與電阻R21的另一端相接，另一路與電容C15的另一端相接;所述芯片BISS0001的第2引腳經電阻R6與單片機相接。
[0011]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述隔離模塊包括光電耦合器。
[0012]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述語音電路包括芯片ISD4004，所述揚聲器為揚聲器LSI，所述芯片ISD4004的第1引腳、第2引腳、第3引腳、第24引腳、第25引腳和第28引腳均與單片機相接，芯片ISD4004的第13引腳經電容C37與揚聲器LSI的一端相接，所述揚聲器LSI的另一端接地。
[0013]上述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述單片機為Arduino Uno單片機， 所述無線微控制器包括芯片CC2530,所述無線通信模塊為Zigbee無線通信模塊。
[0014]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:[〇〇15]1、本實用新型通過設置Ethernet擴展板模塊，實現與業主手機的無線通信，即可實時監控室內的環境狀態，又可遠程操作調節室內環境，減少人工操作，簡單方便。
[0016]2、本實用新型通過設置溫濕度傳感器、粉塵傳感器、甲醛檢測單元和電磁輻射檢測單元，分別對室內的溫濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度進行實時檢測，并將檢測的環境數據發送給無線微控制器，無線微控制器經過無線通信模塊發送至單片機，實現環境數據的無線傳輸，解決了有線連線的復雜性和人工布設的繁雜度，使用效果好。
[0017]3、本實用新型通過設置控制模塊，單片機通過液晶觸摸屏實現對檢測數據的實時顯示，方便查看，當室內的溫濕度值、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度大于預先設定的溫濕度閾值、粉塵濃度閾值、甲醛濃度閾值和電磁強度閾值時，單片機通過隔離模塊控制繼電器組的常開觸點閉合，繼電器組常開觸點的閉合啟動執行模塊的工作，實現自動調節室內環境，同時通過語音模塊報警提示;業主還通過手機可以發送對執行模塊的控制命令，實現遠程手動調節室內環境的，確保業主生活環境適宜，電路簡單，便于推廣使用。
[0018]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單、成本低、操作方便，既能保持室內環境的適宜性和舒適性，又能節約能源，實用性強，便于推廣使用。
[0019]下面經附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0021]圖2為本實用新型環境檢測模塊的電路原理框圖。[〇〇22]圖3為本實用新型紅外人體感應模塊的電路原理圖。
[0023]圖4為本實用新型語音電路和揚聲器的電路連接關系示意圖。[〇〇24]附圖標記說明:[0〇25] 1 一單片機；2—環境檢測模塊；2-1 —溫濕度傳感器；[〇〇26] 2-2—粉塵傳感器；2-3 —甲醛傳感器；2-4 —甲醛信號調理電路；[〇〇27] 2-5—電磁傳感器；2-6—電磁信號調理電路；[〇〇28] 2-7—A/D轉換電路；2-8—無線微控制器；3—無線通信模塊；[〇〇29]4 一紅外人體感應模塊；5—Ethernet擴展板模塊；[0〇3〇]6 一手機；7—液晶觸摸屏；8 一隔尚模塊；
[0031]9—繼電器組；10—空調；11 一加濕器；[〇〇32]12—空氣凈化器；13-1—語音電路；13-2—揚聲器。【具體實施方式】
[0033]如圖1和圖2所示，本實用新型包括設置在室內的環境檢測模塊2、用于調節室內環境的控制模塊和用于監控室內環境的手機6,所述環境檢測模塊2包括無線微控制器2-8,所述無線微控制器2-8的輸入端接有溫濕度傳感器2-1、粉塵傳感器2-2和A/D轉換電路2-7,所述A/D轉換電路2-7的輸入端接有甲醛檢測單元和電磁輻射檢測單元，所述甲醛檢測單元包括甲醛傳感器2-3和與甲醛傳感器2-3輸出端相接的甲醛信號調理電路2-4,所述電磁輻射檢測單元包括電磁傳感器2-5和與電磁傳感器2-5輸出端相接的電磁信號調理電路2-6,所述甲醛信號調理電路2-4和電磁信號調理電路2-6的輸出端均與A/D轉換電路2-7的輸入端相接;所述控制模塊包括單片機1以及與單片機1相接的液晶觸摸屏7、無線通信模塊3和用于與手機6進行無線通信的Ethernet擴展板模塊5,所述單片機1的輸入端接有紅外人體感應模塊4,所述單片機1的輸出端接有繼電器模塊和語音模塊，所述繼電器模塊包括隔離模塊8和與隔離模塊8輸出端相接的繼電器組9,所述語音模塊包括語音電路13-1和與語音電路13-1輸出端相接的揚聲器13-2,所述隔離模塊8和語音電路13-1的輸入端均與單片機1的輸出端相接，所述無線微控制器2-8與無線通信模塊3進行無線數據傳輸，所述環境檢測模塊2的數量為一個或兩個以上。
[0034]如圖1所示，本實施例中，還包括布設在室內且用于調節室內環境的執行模塊，所述執行模塊包括空調10、加濕器11和空氣凈化器12,所述空調10、加濕器11和空氣凈化器12 均與繼電器組9連接。[〇〇35] 本實施例中，所述溫濕度傳感器2-1為SHT11溫濕度傳感器，所述粉塵傳感器2-2為 GP2Y1010F35粉塵傳感器。[〇〇36] 本實施例中，所述A/D轉換電路2-7包括芯片ICL7106。[〇〇37] 本實施例中，所述甲醛傳感器2-3為CH20/C-10甲醛傳感器，所述甲醛信號調理電路2-4包括運放AD620。[〇〇38] 本實施例中，所述電磁傳感器2-5包括EP330電磁探頭，所述電磁信號調理電路2-6 包括運放0P07。[〇〇39] 如圖3所示，本實施例中，所述紅外人體感應模塊4包括RE200B傳感器和芯片 BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引腳與RE200B傳感器的S引腳相接，所述芯片BISS0001 的第15引腳分三路，一路與電容C14的一端相接，另一路與電阻R22的一端相接，第三路經串聯的電阻R20和電容C17接地;所述芯片BISS0001的第16引腳分三路，一路與電阻R22的另一端相接，另一路與電容C14的另一端相接，第三路與電容C36的一端相接;所述芯片BISS0001 的第13引腳分三路，一路與電阻R21的一端相接，另一路與電容C15的一端相接，第三路經電阻R23與電容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第12引腳分兩路，一路與電阻R21的另一端相接，另一路與電容C15的另一端相接;所述芯片BISS0001的第2引腳經電阻R6與單片機1相接。
[0040]實際接線中，所述芯片BISS0001的第3引腳與電阻R5的一端相接，所述芯片 BISS0001的第4引腳分兩路，一路與電阻R5的另一端相接，另一路經電容C2接地;所述芯片 BISS0001的第6引腳與電阻R4的一端相接，所述芯片BISS0001的第5引腳分兩路，一路與電阻R4的另一端相接，另一路經電容C1接地。
[0041]本實施例中，所述隔離模塊8包括光電親合器。
[0042]如圖4所示，本實施例中，所述語音電路13-1包括芯片ISD4004,所述揚聲器13-2為揚聲器LSI，所述芯片ISD4004的第1引腳、第2引腳、第3引腳、第24引腳、第25引腳和第28引腳均與單片機1相接，芯片ISD4004的第13引腳經電容C37與揚聲器LSI的一端相接，所述揚聲器LSI的另一端接地。[0〇43]本實施例中，所述單片機1為Arduino Uno單片機，所述無線微控制器2-8包括芯片 CC2530,所述無線通信模塊3為Zigbee無線通信模塊。
[0044]本實用新型使用時，通過液晶觸摸屏7預先設定溫度閾值、濕度閾值、粉塵濃度閾值、甲醛濃度閾值和電磁強度閾值，溫濕度傳感器2-1實時檢測室內的溫濕度并將采集到的溫濕度發送至無線微控制器2-8，粉塵傳感器2-2實時檢測室內的粉塵濃度并將采集到的粉塵濃度發送至無線微控制器2-8，甲醛傳感器2-3實時檢測室內的甲醛濃度并將采集到的甲醛信號通過甲醛信號調理電路2-4處理，之后將甲醛信號發送給A/D轉換電路2-7進行模數轉換傳輸至無線微控制器2-8,電磁傳感器2-5實時檢測室內的電磁信號并將采集到的電磁信號通過電磁信號調理電路2-6進行處理，之后將電磁信號發送給A/D轉換電路2-7進行模數轉換傳輸至無線微控制器2-8,無線微控制器2-8將接收到的溫濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度等室內的環境數據通過無線通信模塊3發送至單片機1，單片機1將接收到的溫濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度等室內的環境數據分別與預先設定的溫度閾值、濕度閾值、粉塵濃度閾值、甲醛濃度閾值和電磁強度閾值進行比較，當溫濕度傳感器2-1采集到的溫度大于預先設定的溫度閾值時，單片機1通過隔離模塊8控制繼電器組9的常開觸點閉合，繼電器組9常開觸點閉合接通空調10的工作電源，空調10開始工作為室內進行降溫；當溫濕度傳感器2-1采集到的濕度小于濕度閾值，單片機1通過隔離模塊8控制繼電器組9的常開觸點閉合，繼電器組9常開觸點閉合接通加濕器11的工作電源，加濕器11開始工作為室內加濕，讓業主處于適宜的濕度抑制病菌的產生和傳播，提高人體的免疫力；當粉塵傳感器2-2檢測到的粉塵濃度大于預先設定的粉塵濃度閾值或單片機1接收到的甲醛濃度大于預先設定的甲醛濃度閾值時，單片機1通過隔離模塊8控制繼電器組9的常開觸點閉合，繼電器組 9常開觸點閉合接通空氣凈化器12的工作電源，空氣凈化器12開始工作將室內的粉塵和甲醛進行吸附或分解，保持室內的清潔度；當單片機1接收到的電磁強度大于預先設定的電磁強度閾值時，單片機1控制語音電路13-1工作，通過揚聲器13-2進行語音提示，提醒業主遠離電磁輻射強度較大的區域，保護自身的安全;紅外人體感應模塊4實時檢測人體紅外信號并將采集到的人體紅外信號發送給單片機1，當紅外人體感應模塊4未采集到的人體紅外信號(即室內無人時)，單片機1通過隔離模塊8控制繼電器組9的常開觸點斷開，切斷空調10、 加濕器11和空氣凈化器12的工作電源，降低待機消耗的電能。
[0045]另外，單片機1控制語音電路13-1對語音信號進行處理后至揚聲器13-2,通過揚聲器13-2能夠對溫度、濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度進行語音播報，液晶觸摸屏7能夠對溫度、濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度進行實時顯示，并且單片機1通過Ethernet擴展板模塊5將所采集到的溫度、濕度、粉塵濃度、甲醛濃度和電磁強度發送給業主隨身攜帶的手機6,使業主能隨時監控室內狀態，便于業主通過手機6遠程手動操作調節室內的環境， 使業主外出回家繼續可享受到潔凈和舒適的環境。
[0046]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。
【主權項】
1.一種室內環境監測裝置，其特征在于:包括設置在室內的環境檢測模塊(2)、用于調 節室內環境的控制模塊和用于監控室內環境的手機(6)，所述環境檢測模塊(2)包括無線微 控制器(2-8)，所述無線微控制器(2-8)的輸入端接有溫濕度傳感器(2-1)、粉塵傳感器(2-2)和A/D轉換電路(2-7 )，所述A/D轉換電路(2-7)的輸入端接有甲醛檢測單元和電磁輻射檢 測單元，所述甲醛檢測單元包括甲醛傳感器(2-3)和與甲醛傳感器(2-3)輸出端相接的甲醛 信號調理電路(2-4)，所述電磁輻射檢測單元包括電磁傳感器(2-5)和與電磁傳感器(2-5) 輸出端相接的電磁信號調理電路(2-6)，所述甲醛信號調理電路(2-4)和電磁信號調理電路 (2-6)的輸出端均與A/D轉換電路(2-7)的輸入端相接;所述控制模塊包括單片機(1)以及與 單片機(1)相接的液晶觸摸屏(7)、無線通信模塊(3)和用于與手機(6)進行無線通信的 Ethernet擴展板模塊(5)，所述單片機(1)的輸入端接有紅外人體感應模塊(4)，所述單片機 (1)的輸出端接有繼電器模塊和語音模塊，所述繼電器模塊包括隔離模塊(8)和與隔離模塊 (8)輸出端相接的繼電器組(9)，所述語音模塊包括語音電路(13-1)和與語音電路(13-1)輸 出端相接的揚聲器(13-2)，所述隔離模塊(8)和語音電路(13-1)的輸入端均與單片機(1)的 輸出端相接，所述無線微控制器(2-8)與無線通信模塊(3)進行無線數據傳輸，所述環境檢 測模塊(2)的數量為一個或兩個以上。2.按照權利要求1所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:還包括布設在室內且用 于調節室內環境的執行模塊，所述執行模塊包括空調(10)、加濕器(11)和空氣凈化器(12)， 所述空調(10)、加濕器(11)和空氣凈化器(12)均與繼電器組(9)連接。3.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述溫濕度傳感器 (2-1)為SHT11溫濕度傳感器，所述粉塵傳感器(2-2)為GP2Y1010F35粉塵傳感器。4.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述A/D轉換電路 (2-7)包括芯片 ICL7106。5.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述甲醛傳感器(2-3)為CH20/C-10甲醛傳感器，所述甲醛信號調理電路(2-4)包括運放AD620。6.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述電磁傳感器(2-5)包括EP330電磁探頭，所述電磁信號調理電路(2-6)包括運放0P07。7.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述紅外人體感應 模塊(4)包括RE200B傳感器和芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引腳與RE200B傳感 器的S引腳相接，所述芯片BISS0001的第15引腳分三路，一路與電容C14的一端相接，另一路 與電阻R22的一端相接，第三路經串聯的電阻R20和電容C17接地;所述芯片BISS0001的第16 引腳分三路，一路與電阻R22的另一端相接，另一路與電容C14的另一端相接，第三路與電容 C36的一端相接;所述芯片BISS0001的第13引腳分三路，一路與電阻R21的一端相接，另一路 與電容C15的一端相接，第三路經電阻R23與電容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第 12引腳分兩路，一路與電阻R21的另一端相接，另一路與電容C15的另一端相接;所述芯片 BISS0001的第2引腳經電阻R6與單片機(1)相接。8.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述隔離模塊(8)包 括光電親合器。9.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述語音電路(13-1)包括芯片ISD4004,所述揚聲器(13-2)為揚聲器LS1，所述芯片ISD4004的第1引腳、第2引腳、第3引腳、第24引腳、第25引腳和第28引腳均與單片機(1)相接，芯片ISD4004的第13引腳 經電容C37與揚聲器LSI的一端相接，所述揚聲器LSI的另一端接地。10.按照權利要求1或2所述的一種室內環境監測裝置，其特征在于:所述單片機(1)為 Arduino Uno單片機，所述無線微控制器(2-8)包括芯片CC2530,所述無線通信模塊(3)為 Zigbee無線通信模塊。
【文檔編號】G08C17/02GK205580520SQ201620354204
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】黃夢濤, 胡永才, 韓冰清, 徐妮, 姚帥領, 李欽堯, 張帥, 趙佳美
【申請人】西安科技大學