一种空气质量监测装置以及系统的制作方法

本实用新型涉及空气质量监测技术领域，尤其涉及一种空气质量监测装置以及系统。

背景技术：

随着我国工业化、城镇化进程加快，大气污染问题日趋严重，尤其是 PM2.5、PM10等颗粒物浓度严重超标。传统的存在占地面积较大，采购成本及后期运营费用较高的问题；而且现有的空气自动检测站通常将空气质量传感器放在露天的环境中，使得空气质量传感器容易出现腐蚀、灵敏度降低等情况。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种空气质量监测装置，具有体积小、成本低、防腐防尘、性能稳定的优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种空气质量监测装置，包括电源电路、信号采集电路、空气质量传感器以及安装支架；

所述空气质量传感器以及所述信号采集电路均与所述电源电路电连接，所述空气质量传感器与所述信号采集电路电连接，所述信号采集电路与远程监测终端无线连接；

所述安装支架包括支撑杆、舱室以及横杆，所述支撑杆竖直设置于地面上，所述舱室固定于所述支撑杆上，所述舱室上开设有进气孔以及出气孔，所述进气孔上安装有抽风机，所述横杆与所述支撑杆连接；所述电源电路以及信号采集电路均设置于所述支撑杆上；所述空气质量传感器包括污染指数检测传感器、风向风速传感器、温湿度传感器以及气压传感器，所述风向风速传感器、温湿度传感器以及气压传感器均设置于所述横杆上，所述污染指数检测传感器设置于所述舱室内。

本实用新型的有益效果是：设置透气的舱室，将污染指数检测传感器设置在舱室内，既可以准确的检测污染指数相关数据，又可以避免污染指数检测传感器与外部环境直接接触，防止灰尘、水等对污染指数检测传感器造成腐蚀，保证空气质量监测装置长期有效的运转。而且本实用新型提供的空气质量检测装置的电路结构简单、体积小、成本低。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述舱室内设置有隔板，所述隔板的高度低于所述舱室的高度，所述隔板将所述舱室分隔为两个分区；所述污染指数检测传感器包括污染气体传感器以及污染颗粒传感器，所述污染颗粒传感器设置于靠近所述抽风机的一个所述分区内，所述污染气体传感器设置于另一个所述分区内。

上述进一步方案的有益效果是：由于污染颗粒的流通性不好，因此通过隔板设置分区，使得抽风机抽取的风先进入污染颗粒传感器，后进入污染气体传感器，保证污染颗粒传感器的检测结果更加精准，同时避免污染颗粒对于污染气体传感器的检测结果造成影响。

进一步：所述电源电路包括内置电源、电源控制器以及市电接口，所述市电接口通过所述电源控制器与所述内置电源电连接，所述空气质量传感器以及所述信号采集电路均与所述内置电源电连接。

上述进一步方案的有益效果是：没有市电供应时，采用内置电源进行供电；有市电供应时，市电接口直接接入市电为空气质量监测装置供电，内置电源不再供电而处于充电状态。

进一步：所述安装支架还包括电路箱，所述电路箱安装于所述支撑杆上，所述电源控制器以及所述信号采集电路均设置于所述电路箱内，所述电路箱上开设有安装孔，所述电源接口封装于所述安装孔内。

上述进一步方案的有益效果是：设置电路箱保护电源控制器以及信号采集电路，避免外部环境对他们造成损伤，保证空气质量监测装置的长期有效运行。

进一步：所述电源电路还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过所述电源控制器与所述内置电源电连接；

所述安装支架还包括连接组件，所述太阳能电池板通过所述连接组件与所述支撑杆连接。

上述进一步方案的有益效果是：光线足够时，优先使用太阳能电池板为内置电源充电，光线不足时才使用市电对内置电源进行充电，节能环保。通过连接组件将太阳能电池板连接在支撑杆上，便于太阳能电池板吸收阳光。

进一步：所述支撑杆为内部中空的管状的支撑杆，所述电源电路的电源线穿设于所述支撑杆内。

上述进一步方案的有益效果是：管状的支撑杆可以保护电源线，延长其使用寿命。

进一步：所述空气质量监测装置还包括GPS定位电路，所述GPS定位电路与所述信号采集电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：设置GPS定位电路获取空气质量监测装置的定位信息，并无线发送至远程监测终端，便于远程监测终端对空气质量监测装置的位置进行监控，防止空气质量监测装置被盗。

本实用新型还提供一种空气质量监测系统，包括以上任一项所述空气质量监测装置，还包括远程监测终端，所有所述空气质量监测装置的信号采集电路均与所述远程监测终端无线连接。

本实用新型的有益效果是：由于空气质量监测系统包括空气质量监测装置，因此以上所述空气质量监测装置的有益效果，空气质量监测系统均具备，在此不再赘述。而且，本实用新型提供的空气质量监测装置体积小、成本低，适合高密度、全区域覆盖布置于监测环境中，可以提供全天候的实时动态数据，为污染溯源和环境监管提供有力的数据支撑。

附图说明

图1a为本实用新型提供的一种空气质量监测装置的电路结构示意图；

图1b为本实用新型提供的一种空气质量监测装置的安装支架的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种空气质量监测装置的舱室的内部结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种空气质量监测装置的电源电路的电路结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电源电路，11、内置电源，12、电源控制器，13、市电接口，14、太阳能电池板，15、电源线，2、信号采集电路，3、空气质量传感器，31、风向风速传感器，32、温湿度传感器，33、气压传感器，341、污染气体传感器，342、污染颗粒传感器，4、远程监测终端，51、支撑杆，52、舱室， 521、隔板，53、横杆，54、电路箱，55、连接组件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合附图，对本实用新型进行说明。

如图1a所示，本实用新型实施例提供一种空气质量监测装置，其特征在于，包括电源电路1、信号采集电路2、空气质量传感器3以及安装支架；

所述空气质量传感器3以及所述信号采集电路2均与所述电源电路1电连接，所述空气质量传感器3与所述信号采集电路2电连接，所述信号采集电路2与远程监测终端4无线连接；

如图1b所示，所述安装支架包括支撑杆51、舱室52以及横杆53，所述支撑杆51竖直设置于地面上，所述舱室52固定于所述支撑杆51上，所述舱室52上开设有进气孔以及出气孔，所述进气孔上安装有抽风机，所述横杆53与所述支撑杆51连接；所述电源电路1以及信号采集电路2均设置于所述支撑杆51上；所述空气质量传感器3包括污染指数检测传感器、风向风速传感器31、温湿度传感器32以及气压传感器33，所述风向风速传感器31、温湿度传感器32以及气压传感器33均设置于所述横杆53上，所述污染指数检测传感器设置于所述舱室52内。

本实用新型实施例提供的空气质量监测装置，其工作过程如下：空气质量传感器3监测空气质量数据，信号采集电路2一方面实时控制空气质量传感器3的工作状态并采集空气质量数据，另一方面通过内置的无线电路将空气质量数据上传到远程监测终端4。远程监测终端4接收空气质量数据并存储，然后根据空气质量数据进行数据处理以及算法分析得到空气质量监测结果，并将空气质量监测结果显示出来。

本实用新型根据各种不同类型的空气质量传感器3的特性，为其设置不同的安装环境，空气质量传感器3主要包括污染指数检测传感器(图1b中未示出)、风向风速传感器31、温湿度传感器32以及气压传感器33，污染指数监测传感器可以通过空气取样进行测量，不需要长期曝露在空气中，因此本实用新型提供的空气质量监测装置设置舱室结构，保障气流顺畅通过，使污染指数检测传感器能准确敏感检测相关的环境数据，同时此结构避免了电子器件与外部环境的直接接触，使空气质量监测装置具有防尘、防水以及抗腐蚀的功能，保障了装置的长期有效运转。风向风速传感器31、温湿度传感器32以及气压传感器33如果放置于半封闭式的舱室内，会影响测量精度，因此设置横杆53安装风向风速传感器31、温湿度传感器32以及气压传感器 33。

具体地，远程监测终端4可以采用PC电脑实现，计算分析方法采用现有的计算分析方法即可。

具体地，信号采集电路2可以采用STM32F103系列的采集芯片实现，应用μcosII系统。调用μcosII系统资源完成多线程任务，提升空气质量监测装置的运行速度。而且，μcosII系统支持在线升级，方便远程监测终端远程对空气质量监测装置进行数据更新以及任务改变，避免了任务改变需要去现场更换程序的繁琐工作。信号采集电路2还包括存储器以及无线电路，存储器以及无线电路均与采集芯片电连接，存储器以及无线电路可以将空气质量传感器所检测的空气质量数据暂时存放在本地空间，也可以通过无线电路将空气质量数据传输到远程监测终端4，防止空气质量数据传丢失。

优选的，如图2所示，所述舱室52内设置有隔板521，所述隔板521 的高度低于所述舱室52的高度，所述隔板521将所述舱室分隔为两个分区；所述污染指数检测传感器包括污染气体传感器341以及污染颗粒传感器 342，所述污染颗粒传感器342设置于靠近所述抽风机的一个所述分区内，所述污染气体传感器341设置于另一个所述分区内。

具体地，污染气体传感器341包括SO2传感器、NO2传感器、O3传感器和 CO传感器等。污染颗粒传感器342包括PM2.5传感器和PM10传感器等。

SO2传感器、NO2传感器、O3传感器以及CO传感器均属于电化学传感器，电化学传感器优选通过放大电路与信号采集电路2电连接，以保证其信号输出精度以及信号稳定性。

设置隔板521，将污染气体传感器341以及污染颗粒传感器342分隔于两个不同的分区，使得对于气体和颗粒的监测相对独立，不会相互影响。而且，由于污染颗粒的流通性不好，因此将污染颗粒传感器342设置在靠近抽风机的分区内，使得抽风机抽取的风先进入污染颗粒传感器，后进入污染气体传感器341，保证污染颗粒传感器342的检测结果更加精准，同时避免污染颗粒对于污染气体传感器341的检测结果造成影响。

优选的，如图3所示，所述电源电路1包括内置电源11、电源控制器 12以及市电接口13，所述市电接口13通过所述电源控制器12与所述内置电源11电连接，所述空气质量传感器3以及所述信号采集电路2均与所述内置电源11电连接。

同时设置内置电源11以及市电接口13，在没有市电供应时，采用内置电源11进行供电；有市电供应时，市电接口13直接接入市电为空气质量监测装置供电，内置电源11不再供电而处于充电状态。保证空气质量监测装置在没有市电供应时，仍然可以使用一段时间。

优选的，如图1b所示，所述安装支架还包括电路箱54，所述电路箱54 安装于所述支撑杆51上，所述电源控制器12以及所述信号采集电路2均设置于所述电路箱54内。

增设电路箱54，将电源控制器12以及信号采集电路2放置于电路箱54 中，对电源控制器14以及信号采集电路2进行保护。

优选的，如图3所示，所述电源电路1还包括太阳能电池板14，所述太阳能电池板14通过所述电源控制器12与所述内置电源11电连接；

所述安装支架还包括连接组件55，所述太阳能电池板14通过所述连接组件55与所述支撑杆51连接，优选地，所述太阳能电池板14位于所述电路箱54的上方，以便于接收外部太阳能，提高太阳能的利用率。

增设太阳能电池板14，光线充足时，优先使用太阳能电池板14为内置电源11充电，光线不够时才使用市电对内置电源11进行充电，节省电能，绿色环保。

具体地，连接组件可以是螺纹连接组件，也可以是焊接组件，还可以是现有技术中其他的连接组件，只要可以实现太阳能电池板14的固定即可。

通过连接组件55将太阳能电池板14固定在支撑杆51上，便于太阳能电池板14吸收阳光。

优选的，如图1b所示，所述支撑杆51为内部中空的管状的支撑杆，所述电源电路1的电源线15穿设于所述支撑杆51内。

管状的支撑杆51便于将电源线15藏设于其中，对电源线15进行保护，避免其接触外部环境的中的水或其他有害物体，延长电源线15的使用寿命。

优选的，所述空气质量监测装置还包括GPS定位电路(图中未示出)，所述GPS定位电路与所述信号采集电路2电连接。

设置GPS定位电路获取空气质量监测装置的位置信息，并通过信号采集电路2将位置信息无线传输至远程监测终端4，管理人员即可从远程监控终端4查询并监控空气质量监测装置的位置，防止空气质量监测装置被盗。当位置信息发生异常时，远程监控终端4发出警报，提醒管理人员进行追踪。

本实用新型实施例还提供一种空气质量监测系统，包括至少一个以上任一实施例所述的空气质量监测装置，还包括远程监测终端4，所有所述空气质量检测装置的信号采集电路均与所述远程监测终端4无线连接。

由于本实施例提供的空气质量监测系统包括空气质量监测装置，因此以上所述空气质量监测装置的有益效果，空气质量监测系统均具备，在此不再赘述。而且，本实用新型提供的空气质量监测装置体积小、成本低，适合高密度、全区域覆盖布置于监测环境中，可以提供全天候的实时动态数据，为污染溯源和环境监管提供有力的数据支撑。

具体地，多个所述空气质量监测装置分布于监测环境内不同的位置以及不同的高度，通过对监测环境多层次、网格化的布点监测，使得本监测系统形成立体全方位的监测空间，与现有技术中单个监测点相比，本监测系统可以对监测环境进行更全面、全方位的监测、可以监测污染物的整个扩散过程，为污染预警、污染溯源以及污染快速应急机制的建立提供科学有效依据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。