环境空气质量监测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于大气环境空气质量监测技术领域，具体涉及一种通用型、多污染物检测、高精度、一体微型化、低成本的环境空气质量监测仪。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化进程的不断加快，我们所面临的大气、土壤、水体等生态环境污染问题也愈发严重，研发智能化的环境监测设备以能够更加快速、更加精准的锁定污染源和污染物种类是现阶段亟需解决的技术课题。
[0003]针对大气环境监测而言，现有的环境空气质量监测设备可针对一种污染物进行检测，存在集成度低、体积大、不可移动、价格贵、运行费用高等确定，并由此导致设备布点数量受到非常大的制约，站位数量少使得环境空气质量的评估结果和污染源成因不具备说服力，限制了环境空气质量监测设备的大面积推广应用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在提供一种环境空气质量监测仪，以期解决现有环境空气质量监测设备存在的上述各类缺陷。
[0005]该环境空气质量监测仪的技术方案是这样实现的:
[0006]所述环境空气质量监测仪，包括数据处理单元和搭载室，所述数据处理单元包括数据处理中控模块、能进行多类气态污染物监测的气态污染物浓度监测模块和多类颗粒污染物监测的颗粒物浓度监测模块，气态污染物浓度监测模块通过模数转换模块与数据处理中控模块电连接，颗粒物浓度监测模块与数据处理中控模块电连接，搭载室包括一中空腔，搭载室侧面还开有若干与中空腔相贯通的气道，气态污染物浓度监测模块置于气道中。
[0007]进一步的，所述搭载室的中空腔还通过管路连接有气态污染物采样单元，气态污染物采样单元包括滤膜和气栗，管路进气端与大气相通，出气端与搭载室的中空腔相连，滤膜安装于进气端处，气栗串接于滤膜后的管路中。
[0008]进一步的，所述数据处理单元还包括气压参数测定模块、温、湿度参数测定模块和GPS定位模块，气压参数测定模块和温、湿度参数测定模块均与中继控制模块电连接，中继控制模块再与数据处理中控模块电连接，GPS定位模块直接与数据处理中控模块电连接。
[0009]更进一步的，所述数据处理单元还包括数据传输模块和数据库，数据传输模块与数据处理中控模块、数据库均电连接。
[0010]本环境空气质量监测仪中，所述气态污染物浓度监测模块包括若干个Alphasense大气检测传感器，颗粒物浓度监测模块采用PMS1003颗粒传感器，数据处理中控模块采用STM32F103单片机，模数转换模块采用模数转换芯片AD7606 ;
[0011]Alphasense大气检测传感器的模拟输出端管脚均与相应的模数转换芯片AD7606的模拟输入端管脚连接，进行数据传输，模数转换芯片AD7606的数字输出端管脚对应连接STM32F103单片机的一组数据I/O 口管脚进行数据传输，PMS1003颗粒传感器的数据输出端管脚与相应的STM32F103单片机的数据I/O 口管脚连接进行通讯。
[0012]本环境空气质量监测仪中，所述气压参数测定模块采用BMP085压力传感器，温、湿度参数测定模块采用DHTll温湿度传感器，中继控制模块采用8051单片机，GPS定位模块采用M12M-GPS时间频率模块；
[0013]BMP085压力传感器与DHTll温湿度传感器的数字输出端管脚均与相应的8051单片机的数据I/O 口管脚连接进行通讯，8051单片机的相应数据I/O 口管脚再与相应的STM32F103单片机的数据I/O 口管脚连接进行通讯，M12M-GPS时间频率模块的数据输出管脚也与相应的STM32F103单片机的数据I/O 口管脚连接进行通讯。
[0014]本环境空气质量监测仪中，所述数据传输模块采用XBEE PRO S3B900HP无线数传模块，STM32F103单片机的相应数据I/O 口管脚与XBEE PRO S3B 900HP无线数传模块的数据I/O 口管脚连接进行通讯。
[0015]本实用新型所提供的环境空气质量监测仪，在现有的大气环境监测设备的基础上进行了深入的技术改进和创新，其具有一个搭载室作为平台，数据处理单元中负责监测大气中多种气态污染物的气态污染物浓度监测模块置于搭载室的气道中，能够对多种污染物进行综合监测；同时由于搭载室上气道的设置，使得气态污染物浓度监测模块能够与大气进行稳定而充分的接触，从而保证了监测状态的稳定和监测结果的准确；此外本监测仪可安装于固定点位，还可固定在多种载体上，例如可以安装于机动或非机动车辆上进行地面走航监测，还可以搭载在旋翼无人机上进行三维空间立体监测，具有很强的适配性，克服了现有设备监测范围小，安装适配性差的缺陷。
[0016]综上，本实用新型提供的是一种通用型、多污染物检测、高精度、一体微型化、低成本的环境空气质量监测仪，其克服了现有监测设备的诸多缺陷，为建立环境空气质量监测平面和立体密集网奠定了仪器设备基础，对于污染排放企业和工业园区管理部门可采用该监测仪组网，实时掌握污染排放对环境空气质量的影响，制定污染防治及管理措施；同时通过多种搭载模式的组合，可直接测量污染源排口数据，为环境监管提供设备支持，具有极大的应用价值。
【附图说明】
[0017]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是本环境空气质量监测仪结构框图；
[0019]图2是搭载室不意图；
[0020]图3是气态污染物采样单元结构示意图；
[0021]图4是本环境空气质量监测仪数据处理单元最优选型连接示意图；
[0022]图5是Alphasense大气检测传感器与STM32F103单片机连线图；
[0023]图6是PMS1003颗粒传感器与STM32F103单片机连线图；
[0024]图7是BMP085压力传感器、DHTll温湿度传感器、8051单片机和TM32F103Z单片机连线图。
[0025]附图标记说明:
[0026]图中:1.数据处理中控模块、2.气态污染物浓度监测模块、3.模数转换模块、4.颗粒物浓度监测模块、5.气压参数测定模块、6.温、湿度参数测定模块、7.中继控制模块、8.数据传输模块、9.GPS定位模块、10.搭载室、11.气道、12.数据库、13.气态污染物采样单元、14.滤膜、15.管路、16.气栗、17.流量计。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0029]本实用新型所述环境空气质量监测仪，如图1、2所示，包括数据处理单元和搭载室10，所述数据处理单元包括数据处理中控模块1、能进行多类气态污染物监测的气态污染物浓度监测模块2和多类颗粒污染物监测的颗粒物浓度监测模块4，气态污染物浓度监测模块2通过模数转换模块3与数据处理中控模块I电连接，颗粒物浓度监测模块4与数据处理中控模块I电连接，搭载室10包括一中空腔，搭载室10侧面还开有若干与中空腔相贯通的气道11，气态污染物浓度监测模块2置于气道11中。
[0030]搭载室10上气道11的设置，使得气态污染物浓度监测模块2能够与大气进行稳定而充分的接触，从而保证了监测状态的稳定，确保了监测结果的准确性。
[0031]如图3所示，所述搭载室10的中空腔还通过管路15连接有气态污染物采样单元13，气态污染物采样单元13包括滤膜14和气栗16，管路进气端与大气相通，出气端与搭载室10的中空腔相连，滤膜14安装于进气端处，气栗16串接于滤膜14后的管路中，当本环境空气质量监测仪工作时，气栗能够将大气不断栗入中空腔中，更进一步保证了气态污染物浓度监测模块2能够与大气进行稳定而充分的接触。
[0032]优选的，滤膜采用孔径为10微米的滤膜，能够过滤掉大气中的较大颗粒污染物，避免对气态污染物浓度监测模块2所处环境造成污染，影响其检测精度和使用寿命；此外，气栗控制端还可以连接采样计时控制电路，管路中也可以串接流量计17，从而达到精确、定量控制搭载室10中大气流量的目的，进一步保证监测状态的稳定和监测结果的准确。
[0033]还要指出的一点是:本环境空气质量监测仪中的颗粒物浓度监测模块4并不安置于搭载室10的气道11中，其直接暴露与大气环境中，对环境中的颗粒物浓度进行检测。
[0034]工作时，气态污染物浓度监测模块2和颗粒物浓度监测模块4将检测到的大气环境中的各类污染物数据传输至数据处理中控模块I进行处理，数据处理中控模块I具有传感器标定、检测数据校正、检测频次控制、检测数据编码、设备状态监控等功能，经数据处理中控模块I处理后的结果最终被记录或者被传输至接收端的数据库中。
[0035]本环境空气质量监测仪的搭载室10可以固定在多种载体，例如车辆、无人机等之上，相应进行二维或立体空间范围内的大气环境监测。
[0036]进一步的，所述数据处理单元还包括各类辅助参数测定模块，包括气压参数测定模块5、温、湿度参数测定模块6和GPS定位模块9，气压参数测定模块5和温、湿度参数测定模块6均与中继控制模块7电连接，中继控制模块7再与数据处理中控模块I电连接，GPS定位模块9直接与数据处理中控模块I电连接。
[0037]气压参数测定模块5、温、湿度参数测定模块6将检测到的气压、温度和湿度等气象参数数据传输至中继控制模块7进行汇总，再由中继控制模块7传输至数据处理中控模块1，以提高数据处理中控模块I的信息处理能力，同时GPS定位模块9用于将检测地的经度、玮度、高度，以及本环境空气质量监测仪所搭载载体的移动速度等，形成二维或三维空间信息传输至数据处理中控模块1，经数据处理中控模块I综合处理后的检测结果将包含上述信息，用于对各类污染物数据进