一种便携式太阳能环境监测装置

1.本技术涉及城市室外环境移动观测方法领域，尤其涉及一种便携式太阳能环境监测装置。


背景技术：

2.伴随着城市化进程，大量的建筑空间和硬质路面逐渐取代自然下垫面，同时大量汽车尾气的排放以及建筑冷热负荷造成城市活动排放热量大幅度增加，使得城市环境逐渐恶化，出现了城市热岛效应等气候现象，这种气候现象会影响城市居民的日常出行和热环境舒适感，进而影响着城市居民的生活质量和工作效率，因此，对于城市室外环境的研究刻不容缓。
3.研究城市环境的传统方法通常为实地监测，可以通过气象站得到准确且长时间观测的数据，基于长时间观测的研究城市室外热环境长时间变化的规律。固定气象站观测和移动观测均为实地监测的常用方法。但是固定气象站要将气象站分布独立设置并进行监测，得到的数据并不能准确而灵敏地反映复杂多样化下垫面的热环境。而移动观测可以设定灵活多变的测定路线，借助交通工具，可以对多种不同的且具有代表性的下垫面进行观测，从而得到较为全面的热环境参数。
4.目前对较大范围的城市室外环境移动观测，通常采用车辆搭载气象站进行移动观测；小范围的城市室外环境移动观测，则需要靠人手持着气象站徒步进行移动观测。但是城市中建筑布局复杂多变，比如有建筑密集的城中村或者相互交错又比较狭小的小巷。在这种类型的城市室外环境进行移动观测，无法借助车辆搭载，靠人力徒步进行移动观测则会消耗大量的人力。
5.因此，迫切需要一种新的环境监测装置来改善城市室外环境移动观测中存在的问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种便携式太阳能环境监测装置，适用于慢行交通工具，以提高小范围的城市室外热环境移动观测的效率。
7.为了解决上述问题，本技术提供了一种便携式太阳能环境监测装置，其特征在于，包括：设备支架、伸缩杆、风速和风向传感器、传感器基座、太阳能光伏板、北斗导航定位仪、数据存储控制器，其中：
8.所述伸缩杆下端设置有用于将伸缩杆固定于车辆把手上的底座，所述设备支架通过螺母与所述伸缩杆上端固定连接；所述车辆通常为自行车或者电动车辆；
9.所述风速和风向传感器固定设置在设备支架顶端；
10.所述传感器基座、太阳能光伏板、北斗导航定位仪、数据存储控制器、通过螺母固定于所述设备支架上；
11.所述数据存储控制器与所述北斗导航定位仪、传感器基座、风速和风向传感器通
信连接。
12.优选地，所述传感器基座、北斗导航定位仪、数据存储控制器、太阳能光伏板从上至下依次设置于所述风速和风向传感器下方。
13.优选地，所述传感器基座、北斗导航定位仪、数据存储控制器与所述太阳能光伏板对称设置于所述设备支架两侧。
14.优选地,所述设备支架上还设置有太阳能蓄电池，所述太阳能蓄电池设置于所述太阳能光伏板下方，并与所述传感器基座、北斗导航定位仪、数据存储控制器、太阳能光伏板电连接。
15.优选地，所述底座上设置有底座旋钮，所述底座旋钮用于调节所述底座的松弛程度
16.优选地，所述传感器基座上固定有温湿度传感器和气体传感器。
17.优选地，所述数据存储控制器底部设置有usb接口。
18.与现有技术相比，本技术实施例的优点在于：
19.本技术提供了一种便携式太阳能环境监测装置，包括：设备支架、伸缩杆、风速和风向传感器、传感器基座、太阳能光伏板、北斗导航定位仪、数据存储控制器，所述伸缩杆下端设置有用于将伸缩杆固定于自行车或者电动车把手上的底座，所述设备支架通过螺母与所述伸缩杆上端固定连接；所述风速和风向传感器固定设置在设备支架顶端；所述传感器基座、太阳能光伏板、北斗导航定位仪、数据存储控制器、通过螺母固定于所述设备支架上；所述数据存储控制器与所述北斗导航定位仪、传感器基座、风速和风向传感器通信连接，从而实现了将环境监测装置搭载于自行车或者电动车上，一方面，可以在移动观测的过程中根据实际情况调整装置的高度，操作灵活结构简单，提高了移动观测的效率；另一方面，将北斗导航定位仪、数据存储控制器与小型移动监测装置一体化，可以实时获取及存储具体地点监测数据，方便观察对比以及后期数据统计分析；并且，在设备支架上设置可以拆卸的太阳能光伏板，节能环保，并可以延长续航，以提高监测数据存储的安全。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术一种便携式太阳能环境监测装置的整体示意图；
22.图2为本技术一种便携式太阳能环境监测装置的左视图；
23.图3为本技术数据采集控制器的整体示意图；
24.图4为本技术是数据采集控制器的侧视图；
25.图5为本技术数据采集控制器的俯视图。
26.其中，附图标记为：
27.1-底座，2-底座旋钮，3-伸缩杆，4-连接通孔，5-设备支架，6-太阳能蓄电池，7-太阳能光伏板，8-北斗导航定位仪，9-数据存储控制器，10-传感器基座，11-气体传感器，12-温湿度传感器，13-风速和风向传感器，14-螺纹螺母，15-螺纹螺母，16-基座旋钮，17-显示
屏，18-控制键，19-螺纹孔，20-传感器数据接口，21-usb数据口。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
30.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.本技术发明人在环境监测技术的改进和研发过程中发现，目前慢行交通工具如共享单车或者共享汽车作为一种环保的交通工具，现在已经在城市中受到大量市民的青睐，同时适应于范围不大且路况复杂的观测路线，通过慢性交通工具可以一定程度上改善小范围环境监测，但是市场上缺少可以搭载在慢行交通工具比如自行车或者电动车上的环境监测装置，而直接以现有技术的环境监测装置应用于慢性交通工具则结构复杂，难以应用。
32.同时，采用慢性交通工具在对计划路线进行移动观测时，用户无法同时使用导航定位系统进行定位设数据统计分析，而进行环境监测同时需要导航定位系统对监测路线进行定位并记录移动观测数据，但是现有技术中也没有在慢行交通工具上将监测装置和导航定位系统仪器一体化的装置，导致移动观测存在导航和检测分立的情况；并且目前移动气象站需要依靠电池进行供电维持运作，移动观测还需要考虑在观测途中出现电池断电的情况，这些情况整体上严重影响了移动观测的效率和数据的连续性。在此基础上，结合慢行交通工具，本技术提供了了一种便携式太阳能环境监测装置。
33.实施例1，结合图1和图2，本实施例提供了一种便携式太阳能环境监测装置，包括设备支架5，设备支架5固定于伸缩杆3的上方，在本实施例中具体为，设备支架5底部设置有用于固定的连接通孔4，在实际使用时，连接通孔4可以为2个或者2个以上，通过两组或者以上螺栓和螺母固定在伸缩杆3最中间的杆体上，伸缩杆3可以为2节结构，也可以为多节结构，在本示例中，监测装置固定于自行车车把上，自行车车把通常为3cm，本示例中，伸缩杆加上车体的高度优选为1.5m左右，伸缩杆的伸展长度优选为20-40cm，实际使用中可以根据实际情况调整伸缩杆的长度。
34.伸缩杆下端设置有底座1，底座1用于将伸缩杆3固定于车辆把手上，底座的松弛程度可以通过设置于底座1上的底座旋钮2进行调节，当然，本领域技术人员也可以根据上述启示采用其他调节结构进行安装固定，比如可以采用卡扣式结构或者直接用可拆卸的螺母固定。在通过底座1将检测装置固定在车把上后，可以通过上下拉动伸缩杆3灵活地调节便携式太阳能环境监测装置的高度，达到理想的监测高度，达到理想高度后，可以固定伸缩杆的长度，进行移动监测。
35.在设备支架5的顶端可拆卸的安装风速和风向传感器13，在本示例中，可以在顶部开孔，将风速和风向传感器13插入其中；也可以在风速和风向传感器13设置按压弹片，方便插入固定和通过按压的方式快速拆卸，也可以在顶部开设螺孔，将风速和风向传感器13下端设置螺纹，通过旋转固定。
36.传感器基座10、太阳能光伏板7、北斗导航定位仪8、数据存储控制器9、通过螺母固定于设备支架5上，本领域技术人员也可以根据上述启示，采用其他方式进行固定；
37.数据存储控制器9与所述北斗导航定位仪8、传感器基座10、风速和风向传感器13通信连接。
38.北斗导航定位仪8可以实现各种移动位置点的环境连续测试和实时定位，从而实时获取北斗导航定位仪8提供的实时位置信息，并且在获取风速和风向传感器13、传感器基座10上设置的其他传感器获取的环境信息时，同时将位置信息和环境信息用于进行存储和传送、显示。
39.具体的，在本示例中，设备支架5的中心预先设置数据线，在传感器基座10、风速和风向传感器13、北斗导航定位仪8上分别引出数据线和接头进行连接，并且每隔预置时间向数据存储控制器9传输检测数据，在本示例中，预置时间优选为10秒。
40.在数据存储控制器9的底部设置有usb接口21，可以用于在移动观测结束后，实时对数据通过usb接口21进行拷贝。
41.进一步，在数据存储控制器9上设置无线通信模块，如wifi通信模块、蓝牙通信模块、近场通信模块、zigbee通信模块中的一种，将位置信息和环境信息无线发送到手机终端。
42.进一步，传感器基座10、北斗导航定位仪8、数据存储控制器9、太阳能光伏板7从上至下依次设置于所述风速和风向传感器13下方，从而在太阳能电池模块体积较大、且重量较重的情况下，可以尽量维持环境监测装置重心的稳定性，实际使用过程中，可以根据在设备支架5上设置的安装孔以及伸缩杆3的长度，适当调节太阳能光伏板7的位置，从而获得较好的光照效果，同时兼顾装置安装固定的需求。在本示例中，太阳能光伏板7的具体尺寸选为15cm*15cm，可以通过拧动太阳能电池板调节与设备支架5的角度。
43.进一步，传感器基座10、北斗导航定位仪8、数据存储控制器9、太阳能光伏板7对称设置于设备支架5的两侧，从而进一步平衡环境监测装置的重心尽量靠近伸缩杆3的轴心。
44.在设备支架5上还设置有太阳能蓄电池6，太阳能蓄电池6设置于太阳能光伏板7的下方，并与传感器基座10、北斗导航定位仪8、数据存储控制器9、太阳能光伏板7电连接，从而存储太阳能光伏板7产生的电能，并为传感器基座10、北斗导航定位仪8、数据存储控制器9供电。在本示例中，在太阳能蓄电池6的背部设置电源线分别给其他装置供电，在本技术另一实施例中，也可以将电源线预先穿过并固定在设备支架5的内部，在外部预留插头，通过内部走线，减少线路外漏，避免损毁。
45.在温湿度传感器、风速和风向传感器中心轴上各引出数据线与数据存储控制器9背部传感器数据接口20相连，并每隔5秒向数据存储控制器9传输监测数据。
46.在本示例中，所述传感器基座10上开设有固定孔，通过设置于固定孔下方的基座旋钮16将气体传感器11、温湿度传感器12固定在传感器基座10上。在实际使用中，也可以根据需要设置更多的传感器基座10，从而设置更多的传感器或者其他环境监测数据。在本示
例中，气体传感器11用于监测环境中co2、co和pm2.5浓度，采用gt-1000-b4多通道气体传感器或tr-76ui气体传感器，本领域技术人员可以根据成本需要，从市场上进行选购；温湿度传感器12用于监测空气的温度和湿度，可以根据需要采购现有传感器使用，在本示例中采用hobo系列传感器(hobo-u23-002)，也可以实际成本需要选择市场上其他信号的湿度传感器。
47.进一步，在数据存储控制器9上或者设备支架5、伸缩杆3上设置与数据存储控制器9通信连接的显示屏，同时显示获取的位置信息和环境信息。
48.进一步地，在本示例中，参见图3、图4和图5，在数据存储控制器9上设有底座螺纹孔19，通过螺杆和螺纹螺母15固定在设备支架5上，在数据存储控制器9上设有显示屏17，可以实时显示传感器传回来的数据。在进行观测时，调节伸缩杆使气象站达到理想监测高度的同时，观测者可以将显示屏17调节到视线中，实时观察移动观测的数据变化情况。
49.数据存储控制器9的背后设置有传感器数据接口20用于连接传感器基座和风速和风向传感器13来获取各个传感器的数据。
50.数据存储控制器9同时兼顾存储传感器数据和控制传感器开启、关闭的功能，数据存储控制器9上设置有控制键18，通过控制键18控制控制数据存储控制器9和其他传感器的开启和关闭，从而节省电能。
51.以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。
52.采用上述系统对高浊度废水进行处理，具有以下优点：
53.1、采用伸缩杆作来固定设备支架，伸缩杆下端设置可以固定于慢行交通工具的底座结构，可以固定在慢行交通工具上，从而在移动观测的过程中根据实际情况调整装置的高度，操作灵活结构简单，提高了移动观测的效率，并且可以通过调整显示屏的位置提高观测的舒适度；
54.2、将北斗导航定位仪、数据存储控制器与小型移动监测装置一体化，可以实时获取及存储具体地点监测数据，方便观察对比以及后期数据统计分析；
55.3、在设备支架上设置可以拆卸的太阳能光伏板，节能环保，并可以延长续航，以提高监测数据存储的安全；
56.4、拆卸安装，所有传感器可以根据实际需要进行固定安装和位置调整。
57.以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。