户外空气监测设备的制作方法

本实用新型涉及空气质量监测领域，具体地，涉及一种户外空气质量监测设备。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对空气质量的关注程度越来越高，空气质量监测技术也得到了快速发展。空气质量监测主要分为室内监测和户外监测，户外监测由于面临各种复杂环境的挑战，对监测设备的稳定性要求非常高。颗粒物浓度监测是户外空气质量监测的一个重要参数，在现有的户外空气监测设备中，颗粒物检测部分通常只有一个颗粒物传感器，这就导致一旦该颗粒物传感器出现故障后，监测设备将无法正常工作，必须停机维护。并且，由于只有一个颗粒物传感器，因此很难保证检测结果的准确性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种使用寿命更长、颗粒物检测精度更高的户外空气监测设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种户外空气监测设备，包括：环境检测装置，所述环境检测装置包括颗粒物检测模块，所述颗粒物检测模块包括壳体、颗粒物检测模块电路板和至少两个颗粒物传感器，所述壳体上形成有通风口，所述颗粒物检测模块电路板和所述颗粒物传感器设置在所述壳体内，所述颗粒物检测模块电路板上安装有颗粒物检测模块处理器，每个颗粒物传感器均与所述颗粒物检测模块电路板连接；主电路板，所述颗粒物检测模块电路板与所述主电路板连接，所述主电路板上安装有数据收集处理模块和无线通讯模块，所述数据收集处理模块用于收集所述环境检测装置采集的数据，并通过所述无线通讯模块将数据上传至服务器。

可选地，所述环境检测装置还包括风向检测模块、风速检测模块、温湿度检测模块、噪声检测模块、气压检测模块和臭氧检测模块中的一者或多者。

可选地，所述至少两个颗粒物传感器同时工作或依次单独连续工作。

可选地，所述壳体上形成有至少两个通风口，所述通风口与所述颗粒物传感器一一对应。

可选地，所述户外空气监测设备还包括：显示屏，所述显示屏与所述主电路板连接，用于显示所述环境检测装置采集的数据。

可选地，所述户外空气监测设备还包括：蓄电池，所述蓄电池与所述主电路板连接；太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池连接，用于将太阳能转化成电能并储存到所述蓄电池中。

可选地，所述户外空气监测设备还包括：交流-直流降压转换器，所述交流-直流降压转换器设置在所述主电路板上，用于将220V市电转换为所述户外空气监测设备所需的低压直流电。

可选地，所述户外空气监测设备还包括：主控箱箱体，所述主电路板和所述交流-直流转换器设置在所述主控箱箱体内；支撑架，所述环境检测装置、所述显示屏、所述主控箱箱体和所述太阳能板均安装在所述支撑架上。

可选地，所述支撑架包括立柱、横梁和安装基座，所述立柱与横梁十字交叉设置，所述安装基座安装在所述立柱的下端，所述太阳能板安装在所述立柱的上端，所述环境检测装置安装在所述横梁上，所述主控箱箱体和显示屏安装在所述立柱上。

在本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备中，颗粒物检测模块包括至少两个颗粒物传感器，可以用一个颗粒物传感器判断另一个颗粒物传感器是否出现故障。在户外空气监测设备工作时，至少两个颗粒物传感器可以依次单独连续工作，即，可以只开启一个颗粒物传感器，使其他颗粒物传感器处于待机状态，当处于工作状态的颗粒物传感器出现检测数值异常时，开启下一个颗粒物传感器，对比两个颗粒物传感器的检测数值，以判断先开启的颗粒物传感器是否出现故障，如果出现故障则使其停止工作，并且使后开启的颗粒物传感器继续工作；如果未出现故障则使其继续工作，并且使后开启的颗粒物传感器停止工作，直至所有颗粒物传感器出现故障后才进行维护。以此方式，可以极大地延长颗粒物检测装置的使用寿命，减小户外空气监测设备的维护频率。

另外，所述至少两个颗粒物传感器也可以同时工作，通过每个颗粒物传感器的检测数值确定出颗粒物浓度值，相比于一个颗粒物传感器，检测精度会大幅提高。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备的示意图；

图2是根据本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备中的颗粒物检测模块的示意图；

图3是根据本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备中的主控箱的示意图；

图4是户外空气监测设备与其他设备的通信示意图。

附图标记说明

10颗粒物检测模块 101壳体

102颗粒物传感器 103颗粒物检测模块电路板

104颗粒物检测模块处理器 20风向检测模块

30风速检测模块 40温湿度检测模块

50噪声检测模块 60气压检测模块

70臭氧检测模块 80太阳能板

90显示屏 100主控箱

1001主控箱箱体 1002主电路板

1003数据收集处理模块 1004无线通信模块

1005交流-直流降压转换器 110立柱

120横梁 130安装基座

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备包括环境检测装置和主控箱100。

环境检测装置可以包括颗粒物检测模块10，进一步地，还可以包括风向检测模块20、风速检测模块30、温湿度检测模块40、噪声检测模块50、气压检测模块60和臭氧检测模块70中的一者或多者。通过对这些环境检测模块的检测结果进行综合分析，可以确定出某一时间段内的环境及天气情况。

例如，在某一时间段内，如果颗粒物检测模块10检测到颗粒物浓度突然变大，同时风速检测模块30检测到风速也突然变大，则可以确定出现扬尘天气。如图2所示，在本实用新型的一种实施方式中，颗粒物检测模块10包括壳体101和三个颗粒物传感器102，壳体101上形成有通风口(未示出)，三个颗粒物传感器102设置在壳体101内，以使三个颗粒物传感器102检测的是同一环境下的气体的颗粒物浓度，因此正常情况下三个颗粒物传感器102检测数值不会出现较大偏差。

进一步地，壳体101上形成有三个通风口，通风口与颗粒物传感器102一一对应。

具体地，每个颗粒物传感器102具有进风口和出风口，每个颗粒物传感器102的进风口和出风口均与形成在壳体101上的和该颗粒物传感器102对应的通风口相对，从而使颗粒物传感器102能够与外界空气直接连通，改善颗粒物传感器102的通风性，提高检测精度。

需要说明的是，颗粒物传感器102的数量不限于三个，在其他实施方式中，颗粒物传感器102的数量也可以是两个、四个或者更多个。

在本实用新型的一种实施方式中，颗粒物传感器102可以是利用激光散射法检测颗粒物浓度的传感器。具体地，每个颗粒物传感器102可以包括外壳、电路板、处理器、激光灯、光电二极管和风扇，电路板、处理器、激光灯、光电二极管和风扇设置在外壳内，激光灯和光电二极管安装在电路板上，风扇用于驱动外界空气进入外壳内，当进入外壳的空气流中含有颗粒物时，激光灯发出的光线照射在颗粒物上产生散射，此散射光被光电传感器接收，光电传感器把接收到的光信号转换成电信号，并且将该电信号发送至处理器，处理器进一步计算出此时空气流中的颗粒物浓度。如图3所示，主控箱100包括主控箱箱体1001和主电路板1002，主电路板1002设置在主控箱箱体1001内。

再配合参阅图4，主电路板1002上安装有数据收集处理模块1003和无线通讯模块1004。环境检测装置将采集到的数据传输至数据收集处理模块1003，数据收集处理模块1003对数据进行处理后，通过无线通讯模块1004将数据上传至服务器进行存储。

如图4所示，服务器可以与PC端管理平台、移动端管理平台或其他平台进行无线通信，这些平台可以在服务器请求到相关的数据并进行展示和分析的工作。户外监测设备还可以通过RS-485等有线通信方式与其他联动装置进行通信联动。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。

这里，环境检测装置采集的数据可以通过RS-485等传输方式传输至数据收集处理模块1003。无线通讯模块1004例如可以是GPRS模块、NB-IOT模块、WIFI模块等。

在本实用新型的一种实施方式的户外空气监测设备中，颗粒物检测模块10包括三个颗粒物传感器102，可以用一个颗粒物传感器判断另一个颗粒物传感器是否出现故障。在户外空气监测设备工作时，三个颗粒物传感器102可以依次单独连续工作，即，可以只开启一个颗粒物传感器102，使另外两个颗粒物传感器102处于待机状态，当处于工作状态的颗粒物传感器102出现检测数值异常时，开启下一个颗粒物传感器102，对比两个颗粒物传感器102的检测数值，以判断先开启的颗粒物传感器102是否出现故障，如果出现故障则使其停止工作，并且使后开启的颗粒物传感器102继续工作；如果未出现故障则使其继续工作，并且使后开启的颗粒物传感器102停止工作，直至所有颗粒物传感器102出现故障后才进行维护。以此方式，可以极大地延长颗粒物检测模块10的使用寿命，减小户外空气监测设备的维护频率。

可选地，三个颗粒物传感器102可以同时工作，由三个颗粒物传感器102的检测数值确定出颗粒物浓度值，相比于一个颗粒物传感器102，检测精度会大幅提高。这里，颗粒物浓度值例如可以是三个颗粒物传感器102的检测数值的平均值，实际应用时确定颗粒物浓度值的方案不限于取平均值一种。

在一种实施方式中，如图2所示，颗粒物检测模块10还包括颗粒物检测模块电路板103，颗粒物检测模块电路板103设置在壳体101内，三个颗粒物传感器102安装在颗粒物检测模块电路板103上，具体地可以是每个颗粒物传感器102的电路板通过排线和接插件连接于颗粒物检测模块电路板103，颗粒物检测模块电路板103与主电路板1002连接，颗粒物检测模块电路板103上安装有颗粒物检测模块处理器104。

颗粒物检测模块处理器104可以控制各个颗粒物传感器102的开启和关闭以使三个颗粒物传感器102依次工作或同时工作；也可以对三个颗粒物传感器102的检测数值进行取平均值处理得到最终的颗粒物浓度值，并将最终的颗粒物浓度值传输至主电路板1002上的数据收集处理模块1003。

在一种实施方式中，如图1所示，户外空气监测设备还可以包括显示屏90，显示屏90与主电路板1002连接，各个环境检测模块将采集到的数据传输至数据收集处理模块1003，数据收集处理模块1003对数据进行处理后，一方面通过无线通讯模块1004将数据上传至服务器，另一方面通过显示屏90进行显示。这里，数据收集处理模块1003可以通过RS-485等传输方式将数据传输至显示屏90。

在一种实施方式中，如图1所示，户外空气监测设备还可以包括太阳能板80和蓄电池。蓄电池(未示出)的输入端与太阳能板80电连接，太阳能板80将太阳能转化成电能并储存到蓄电池中。蓄电池的输出端与主电路板1002电连接，蓄电池用于向整个户外空气监测设备供电，例如，蓄电池向安装在主电路板1002上的数据收集处理模块1003、无线通讯模块1004、以及与主电路板1002相连的各个环境检测模块和显示屏90等供电。

进一步地，如图3所示，主控箱100还可以包括交流-直流降压转换器1005，该交流-直流降压转换器1005设置在主电路板1002上，用于将220V交流市电转换为户外监测设备所需的低压直流电(例如，12V直流电)并提供给整个户外空气监测设备，例如，交流-直流降压转换器1005将低压直流电提供给安装在主电路板1002上的数据收集处理模块1003、无线通讯模块1004、以及与主电路板1002相连的各个环境检测模块和显示屏90等。

通过这种方式，使得户外空气监测设备可以采用市电供电，在市电无法到达的区域可以采用太阳能供电。

在一种实施方式中，如图1所示，户外空气监测设备还可以包括支撑架，环境检测装置、主控箱100、显示屏90和太阳能板80均安装在支撑架上。

支撑架可以具有任意适当的结构，本实用新型对此不做限制。在一种实施方式中，如图1所示，支撑架可以包括立柱110、横梁120和安装基座130，立柱110与横梁120十字交叉设置，安装基座130设置在立柱110的下端，安装基座130用于固定到较为平坦的区域，如平坦的地面、房顶等。太阳能板80设置在立柱110的上端，环境检测装置设置在横梁120上，主控箱100和显示屏90设置在立柱110上，显示屏90位于主控箱100的上方，横梁120位于显示屏90的上方。此种支撑架结构简单，成本较低。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。