PM2.5微环境在线监测仪的制作方法

本申请涉及环境监测技术领域，具体地说，涉及一种PM2.5微环境在线监测仪。

背景技术：

随着我国经济的发展，雾霾的影响范围不断扩大，PM2.5由于颗粒粒度比较小，悬浮于空气中并且易携带有害物质，使空气的可见度降低，严重危害着人们的健康。2013年国务院办公厅发布的《大气污染防治行动计划》要求，到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10％以上，优良天数逐年提高；2014年《中央政府工作报告》中要求，强化污染防治，以细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)治理为突破口，健全政府、企业、公众共同参与新机制，实行区域联防联控。所以如何直观、实时地了解颗粒物的浓度情况，并且有效治理雾霾成为百姓和政府都非常关心的事。所以需要一种直接有效的监管方式，以实现对大气中颗粒物浓度及分布状况的实时监测，满足环保监管信息化的要求。

目前对颗粒物检测应用得最广泛的是一种利用光散射原理进行检测的粉尘检测装置，其组成主要包括粉尘采样部分、粉尘浓度检测部分、数据处理及显示部分。从产品形态上主要采用手持式，这类粉尘检测装置虽然能够实现粉尘浓度的检测，但是多数以手工检测为主，人工效率低，没有时效性，并且基于监管对象种类多样，地域、时域分布特征离散，监管人员不足，无法达到监管任务的有效覆盖。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种PM2.5微环境在线监测仪，为对颗粒物监管的重要设备，能够解决现有技术颗粒物监管过程中的技术问题，设计合理，实现了颗粒物浓度自动连续监测，灵敏度高，并通过GPS定位模块，准确确定各个监测点的位置，通过定时启动控制，能够对颗粒物采集系统实现供电重启控制功能，保证了数据的可靠性，降低了系统的功耗，此外，还实现了多供电系统兼容，满足了智能化要求，

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

本实用新型提供一种PM2.5微环境在线监测仪，其特征在于，包括：传感器模块、数据采集模块、数据处理与传输模块和供电模块，

所述传感器模块，与所述数据采集模块连接，用于采集环境数据，将所述环境数据传输至所述数据采集模块；

所述数据采集模块，与所述数据处理与传输模块连接，用于将接收到所述环境数据发送至所述数据处理与传输模块；

所述数据处理与传输模块，用于接收并处理所述环境数据，并通过GPRS通信的方式将处理后的环境数据发送至各处监管中心；

所述供电模块，连接到所述传感器模块、所述数据采集模块和所述数据处理与传输模块，向所述传感器模块、所述数据采集模块和所述数据处理与传输模块供电，

所述传感器模块，进一步包括：颗粒物传感器、温湿度传感器、GPS传感器和气压传感器，

所述颗粒物传感器，连接到所述数据采集模块，用于采集环境中的颗粒数据信号，并将所述颗粒数据信号传输至所述数据采集模块，

所述温湿度传感器，连接到所述数据采集模块，用于采集环境中的温度和湿度信号，并将所述温度和湿度信号传输至所述数据采集模块，

所述GPS传感器，连接到所述数据采集模块，用于获取GPS位置信息，并将所述GPS位置信息发送至所述数据采集模块，

所述气压传感器，连接到所述数据采集模块，用于获取环境中的大气压信号，并将所述大气压信号传输至所述数据采集模块。

优选地，其中：

所述供电模块，进一步包括市电转换器、充电控制器、蓄电池组和太阳能电池板，

所述市电转换器和充电控制器，分别单独连接到所述数据采集模块和所述数据处理与传输模块，

所述蓄电池组和所述太阳能电池板，用于在市电断电时向所述数据采集模块、所述数据处理与传输模块供电。

优选地，其中：

所述颗粒物传感器，进一步连接到所述数据处理与传输模块，所述数据处理与传输模块每隔预定时间后对所述颗粒物传感器进行断电重启。

优选地，其中：

所述预定时间可设置。

优选地，其中：

所述预定时间为30分钟。

优选地，其中：

所述温湿度传感器与所述数据采集模块之间通过RS485串口连接。

优选地，其中：

所述颗粒物传感器与所述数据采集模块之间通过RS232串口连接。

与现有技术相比，本申请所述的PM2.5微环境在线监测仪，达到了如下效果：

1)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，集颗粒物检测、数据采集、处理与传输于一体，实现了颗粒物的实时采集与传输，从而是实现了在线数据信息的及时更新，可靠性更好，而且还有效提高了监管效率，时效性强，使得监管任务能够有效覆盖，方便集中监管。

2)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，实现了对颗粒物传感器的定时重启与断电续传，保证了数据的可靠性，降低了设备的功耗。

3)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，实现了多种供电模式的兼容，保证了该在线监测仪在市电断电情况下的正常运行，实现了颗粒物浓度自动连续监测，标准情况下由市电供电，当市电断电时，可由蓄电池供电，此外还单独增加外置太阳能电池板以满足太阳能供电需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型PM2.5微环境在线监测仪的结构示意图；

图2为将本实用新型PM2.5微环境在线监测仪中传感器模块的详细构成图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例1

参见图1所示为PM2.5微环境在线监测仪100的结构示意图，包括：传感器模块10、数据采集模块20、数据处理与传输模块30和供电模块40，

所述传感器模块10，与所述数据采集模块20连接，用于采集环境数据，将所述环境数据传输至所述数据采集模块20，

所述数据采集模块20，与所述数据处理与传输模块30连接，用于将接收到所述环境数据发送至所述数据处理与传输模块30，

所述数据处理与传输模块30，用于接收并处理所述环境数据，并通过GPRS通信的方式将处理后的环境数据发送至各处监管中心；

所述供电模块40，连接到所述传感器模块10、所述数据采集模块20、所述数据处理与传输模块30和，向所述传感器模块10、所述数据采集模块20和所述数据处理与传输模块30供电。上述数据采集模块20，可扩展外接LED显示屏，通过该LED显示屏可显示环境数据的采集情况以及处理情况。

进一步地，参见图2，上述传感器模块10，进一步包括：颗粒物传感器11、温湿度传感器12、GPS传感器13和气压传感器14，

所述颗粒物传感器11，连接到所述数据采集模块20，用于采集环境中的颗粒数据信号，并将所述颗粒数据信号传输至所述数据采集模块20，

所述温湿度传感器12，连接到所述数据采集模块20，用于采集环境中的温度和湿度信号，并将所述温度和湿度信号传输至所述数据采集模块20，

所述GPS传感器13，连接到所述数据采集模块20，用于获取GPS位置信息，并将所述GPS位置信息发送至所述数据采集模块20，

所述气压传感器14，连接到所述数据采集模块20，用于获取环境中的大气压信号，并将所述大气压信号传输至所述数据采集模块20。

颗粒物进入上述颗粒物传感器11后，通过RS232接口把颗粒物数据传送给数据采集模块20，数据采集模块20通过RS485串口把颗粒物数据传输给数据处理与传输模块30，由数据处理与传输模块30对信号进行处理生成处理后的颗粒物数据，并通过GPRS通讯的方式将处理后的颗粒物数据传输到监控中心，同时还将处理后的颗粒物数据传输到LED显示屏进行显示。

温湿度传感器12模块10对环境的温度和湿度进行实时采集，并将采集到的温度和湿度信号通过RS485接口传输给数据采集模块20，数据采集模块20通过RS485接口把温度和湿度信号传输给数据处理与传输模块30后，通过GPRS通讯的方式将温度和湿度信号传输到监控中心，同时还将温度和湿度信号传输到LED显示屏。

数据采集模块20在接收到颗粒物相关信号和温度湿度信号后，实时对颗粒物数据进行湿度补偿，在接收到温度和湿度信号后，能够进行箱内温控开关、自动温度加热及关闭控制。

本申请的PM2.5微环境在线监测仪100通过传感器模块10采集环境中的颗粒物信息，将采集到的信息发送至数据采集模块20进行采集，数据采集模块20再将采集到的信息发送至数据处理与传输模块30进行处理，进而通过GPRS通信的方式将处理后的环境数据发送至各处监管中心，以便监管中心查看。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步地，本申请中的供电模块40，进一步包括市电转换器、充电控制器、蓄电池组和太阳能电池板，

所述市电转换器和充电控制器，分别单独连接到所述数据采集模块20和所述数据处理与传输模块30，所述蓄电池组和所述太阳能电池板，用于在市电断电时向所述数据采集模块20、所述数据处理与传输模块30供电。

本申请所提供的PM2.5微环境在线监测仪100，由市电220V及太阳能兼容供电。标准情况下采用220V供电，当市电220V断电时蓄电池能够进行蓄电，单独增加外置太阳能电池板以满足太阳能供电需求。因此，本申请PM2.5微环境在线监测仪100实现了多种供电模式兼容的模式，使得颗粒物传感器11能够实时、不间断地采集空气中的PM2.5信息，实现了对颗粒物浓度的自动连续监测。

此外，为降低系统的功耗，本申请中的颗粒物传感器11受数据处理与传输模块30控制可以进行定时重启。具体体现为将颗粒物传感器11进一步连接到数据处理与传输模块30，数据处理与传输模块30每隔预定时间后对颗粒物传感器11进行断电重启。重启的周期由数据处理与传输模块30控制，预定时间可根据实际情况自行设置，优选为每间隔30分钟重新启动。

本申请传感器模块10中的温湿度传感器12与数据采集模块20之间通过RS485串口连接。本申请传感器模块10中的颗粒物传感器11与数据采集模块20之间通过RS232串口连接。

实施例3

以下提供本实用新型的一种应用实施例。

本申请所提供的PM2.5微环境在线监测仪100，包括：传感器模块10、数据采集模块20、数据处理与传输模块30和供电模块40，参见图1。所述传感器模块10，与所述数据采集模块20连接，用于将环境数据传输至所述数据采集模块20；所述数据采集模块20，与所述数据处理与传输模块30连接，用于将接收到所述环境数据发送至所述数据处理与传输模块30；所述数据处理与传输模块30，通过GPRS通信的方式将处理后的环境数据发送至各处监管中心；所述供电模块40，连接到所述数据采集模块20、所述数据处理与传输模块30向所述数据采集模块20、所述数据处理与传输模块30供电。

上述传感器模块10，进一步包括：颗粒物传感器11、温湿度传感器12、GPS传感器13和气压传感器14，参见图2。

上述颗粒物传感器11，通过RS232串口连接到上述数据采集模块20，用于采集环境中的颗粒数据信号，并将上述颗粒数据信号传输至上述数据采集模块20，

上述温湿度传感器12，通过RS485串口连接到上述数据采集模块20，用于采集环境中的温度和湿度信号，并将上述温度和湿度信号传输至上述数据采集模块20，

上述GPS传感器13，用于获取GPS位置信息，并将上述GPS位置信息发送至上述数据采集模块20，

上述气压传感器14，连接到上述数据采集模块20，用于获取环境中的大气压信号，并将上述大气压信号传输至上述数据采集模块20。

数据采集模块20在接收到颗粒数据信号、温湿度信号、GPS位置信息和气压信号后，将这些信号传输至数据处理与传输模块30进行处理，数据处理与传输模块30对数据进行处理后，将处理后的数据发送至LED显示屏进行显示，同时发送至监管中心，以便监管中心进行监管。

上述数据采集模块20上预留有航空插座、维护接口、防水螺丝接口、供显示屏采集仪串口以及升级终端接口等外部扩展接口以及维护开关，其中维护接口和维护开关在进行本地设备维护和参数配置时使用。

本申请中的颗粒物传感器11通过DO接口连接到数据处理与传输模块30，由数据处理与传输模块30控制颗粒物传感器11的定时重启，并把数据信号通过GPRS通讯传输到监控中心。如此方式，实现了对颗粒物传感器11的定时重启与断电续传，降低了系统的功耗。重启周期由数据处理与传输模块30控制，优选间隔30分钟后重新启动。

此外，本申请中的供电模块40可由充电控制器和锂电池成品安装设备组成，并由市电220V及太阳能兼容供电，标准情况下通过市电220V供电，当市电断电时蓄电池能够进行蓄电，单独增加外置太阳能电池板以满足太阳能供电需求。接入外部电源后，拨动开关电源按钮，设备进入供电状态开始工作。

通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：

1)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，集颗粒物检测、数据采集、处理与传输于一体，实现了颗粒物的实时采集与传输，从而是实现了在线数据信息的及时更新，可靠性更好，而且还有效提高了监管效率，时效性强，使得监管任务能够有效覆盖，方便集中监管。

2)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，实现了对颗粒物传感器的定时重启与断电续传，保证了数据的可靠性，降低了系统的功耗。

3)本实用新型的PM2.5微环境在线监测仪，实现了多种供电模式的兼容，保证了该在线监测仪在市电断电情况下的正常运行，实现了颗粒物浓度自动连续监测，标准情况下由市电供电，当市电断电时，可由蓄电池供电，此外还单独增加外置太阳能电池板以满足太阳能供电需求。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。