可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，属于环境空气质量监测领域，包括箱体(1)，箱体(1)两侧设置百叶窗(12)，箱体(1)内设置核心主板(4)，核心主板(4)的电源输入口连接太阳能供电系统(18)，核心主板(4)的信号输入端连接污染物传感系统(19)和气象传感系统(20)，核心主板(4)的通讯端连接无线通信系统(7)。本实用新型结构简单，成本低，维护方便，不需要外部供电，可以广泛部署，具有较强的实用性。
【专利说明】
可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，属于环境空气质量监测领域。
【背景技术】
[0002]空气质量监测站是对空气质量进行合理评估的基础平台，是一个城市空气环境监测的基础设施。目前，存在于大气、空气中的污染物质均需要空气质量监测站定点、连续或者定时的采样、测量和分析，但是现有的环境空气质量监测站的成本较高，在系统运行过程中存在供电难，不易广泛部署，且维护难度大的问题，这些问题都影响着对空气质量的实时、准确监测和分析。
【实用新型内容】
[0003]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是:提供一种结构简单，成本低，维护方便，不需要外部供电的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，包括箱体，箱体两侧设置百叶窗，箱体内设置核心主板，核心主板的电源输入口连接太阳能供电系统，核心主板的信号输入端连接污染物传感系统和气象传感系统，核心主板的通讯端连接无线通信系统。
[0006]所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站在两侧设置百叶窗，使箱体内形成空气采样通道，方便对空气污染物的采集，且通过太阳能供电系统进行供电，不需要外部供电，结构简单，使用方便，由于体积较小，安装方便，还可以广泛的部署于城市各个区域，保证了空气监测的准确性，可以通过无线通信系统进行数据传输和接收服务器指令，实现远程控制和维护。
[0007]进一步地优选，箱体内部设置传感器安装板，百叶窗对称设置在传感器安装板下方的箱体两侧。传感器安装板与箱体的顶部和底部平行设置，传感器安装板与箱体之间存在空隙，或者传感器采用网状隔板，保证空气能够进入到箱体上部，方便污染物传感系统和气象传感系统的安装和检测。污染物传感系统所包含的气体传感器朝下安装于传感器安装板上，使传感器的敏感面与两侧百叶窗所形成的空气采样通道接触，保证气体传感器监测的准确性。
[0008]进一步地优选，太阳能供电系统包括太阳能电池板、蓄电池和太阳能控制器，太阳能电池板设置在箱体外侧，蓄电池和太阳能控制器设置在箱体内部，太阳能电池板连接太阳能控制器，太阳能控制器连接蓄电池，太阳能控制器的输出端连接核心主板的电源输入口。太阳能供电系统很好的解决了外部供电难的问题，太阳能供电系统所产生的电通过太阳能控制器输出12V电压连接到核心主板的电源输入口进行供电，并分别通过TPS7A4901和LM2596S降为6V和5V供核心主板和无线传输使用。
[0009]进一步地优选，污染物传感系统安装在传感器安装板上，污染物传感系统包括一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器和颗粒物传感器，一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器和臭氧传感器分别通过模数转换芯片和MAX3458连接核心主板，颗粒物传感器通过UART接口连接核心主板。一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器和臭氧传感器采用alphasense B4系列气体传感器实现对气体污染物的浓度监测，所得的模拟信号由模数转换芯片adslll5转换成数字信号再通过MAX3458传送到核心主板。颗粒物传感器采用诺方SDSOl I激光散射传感器实现对PM2.5和PMlO的监测，所得数据通过UART接口传送至核心主板。
[0010]进一步地优选，气象传感系统包括风速传感器、风向传感器、温湿度传感器和气压传感器，风速传感器和风向传感器设置在箱体外侧且连接核心主板的模数转换器，温湿度传感器和气压传感器安装在核心主板上且分别通过I2C接口与核心主板相连接。风速传感器和风向传感器安装在箱体外侧，能够更为准确的监测风向和风速，核心主板自带模数转换器，风速传感器和风向传感器连接核心主板的模数转换器，连接方便。
[0011]进一步地优选，无线通信系统采用内含GPS定位和GPRS通信的SIM928A模块，GPS定位和GPRS通信分别通过UART接口连接核心主板。GPRS数据服务实现微站与服务器的无线通信，将污染物传感系统和气象传感系统所采集的数据传输到服务器，并且可以接收服务器传来的控制指令，用来远程设定微站的采集数据频率，以及对微站设备进行远程程序升级，实现远程控制和维护。GPS定位服务可以实现对微站设备的地理定位。
[0012]进一步地优选，核心主板采用STM32F103处理器，核心主板连接存储模块。核心主板的核心电路板采用STM32F103处理器实现对传感系统采集数据的处理，并把数据保存到本地SD卡，SD卡通过SD1接口与处理器连接，STM32F103处理器还可以通过S頂928A模块实现远程控制和系统升级。
[0013]进一步地优选，百叶窗朝下设置在箱体两侧，对应百叶窗在箱体外侧设置挡水装置。百叶窗朝下以及设置的挡水装置均是为了避免雨水进入箱体内，影响设备的正常使用。
[0014]本实用新型所具有的有益效果是:
[0015]1、本实用新型通过设置太阳能供电系统对环境空气质量在线监测微站进行供电，不需要进行外部供电，解决了环境监测站供电难的问题。
[0016]2、本实用新型通过污染物传感系统和气象传感系统实时监测空气的污染物浓度和气象参数，准确度高且成本低。
[0017]3、本实用新型通过无线通信系统进行数据传输和接收服务器指令，实现远程控制和维护，结构简单，安装方便，能够广泛部署。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构不意图；
[0019]图2为本实用新型的系统原理框图；
[0020]图3为本实用新型的实施例不意图；
[0021 ]图4为本实用新型的安装结构示意图；
[0022]其中，1、箱体;2、风速传感器;3、风向传感器;4、核心主板;5、温湿度传感器;6、气压传感器;7、无线通信系统;8、一氧化碳传感器;9、二氧化硫传感器；10、二氧化氮传感器；
11、臭氧传感器；12、百叶窗；13、传感器安装板;14、颗粒物传感器;15、蓄电池；16、太阳能控制器；17、太阳能电池板；18、太阳能供电系统；19、污染物传感系统；20、气象传感系统;21、挡水装置。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0024]如图1-图3所示，本实用新型所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，包括箱体1，箱体I内部设置传感器安装板13，传感器安装板13下方的箱体I两侧对称设置百叶窗12，百叶窗12的方向朝下，对应百叶窗12在箱体I外侧设置挡水装置21，箱体I内设置核心主板4，核心主板4的电源输入口连接太阳能供电系统18，核心主板4的信号输入端连接污染物传感系统19和气象传感系统20，核心主板4的通讯端连接无线通信系统7。
[0025]太阳能供电系统18包括太阳能电池板17、蓄电池15和太阳能控制器16，太阳能电池板17设置在箱体I外侧，蓄电池15和太阳能控制器16设置在箱体I内部，太阳能电池板17连接太阳能控制器16，太阳能控制器16连接蓄电池15，太阳能控制器16的输出端连接核心主板4的电源输入口。
[0026]污染物传感系统19安装在传感器安装板13上，污染物传感系统19包括一氧化碳传感器8、二氧化硫传感器9、二氧化氮传感器10、臭氧传感器11和颗粒物传感器14，一氧化碳传感器8、二氧化硫传感器9、二氧化氮传感器10和臭氧传感器11分别通过模数转换芯片和麻父3458连接核心主板4，颗粒物传感器14通过1^1^接口连接核心主板4。
[0027]气象传感系统20包括风速传感器2、风向传感器3、温湿度传感器5和气压传感器6，风速传感器2和风向传感器3设置在箱体I外侧且连接核心主板4的模数转换器，温湿度传感器5和气压传感器6安装在核心主板4上且分别通过I2C接口与核心主板4相连接。
[0028]无线通信系统7采用内含GPS定位和GPRS通信的S頂928A模块，GPS定位和GPRS通信分别通过UART接口连接核心主板4。核心主板4采用STM32F103处理器，核心主板4连接存储模块。
[0029]本实用新型的工作原理和使用过程:
[0030]如图4所示，本实用新型所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站在使用时，将箱体I安装到支撑杆上，支撑杆通过底座支撑，将风速传感器2和风向传感器3通过支架安装到支撑杆顶部，太阳能电池板17安装在支撑杆上即可。通过太阳能供电系统18给监测微站进行供电，通过一氧化碳传感器8、二氧化硫传感器9、二氧化氮传感器10、臭氧传感器11和颗粒物传感器14分别实现一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮和臭氧污染物的浓度以及空气PM2.5和PMlO的监测，通过风速传感器2、风向传感器3、温湿度传感器5和气压传感器6实现风速、风向、温度、湿度和气压五个要素的监测，并将监测数据通过转换后传送给核心主板4，核心主板4将数据信息通过无线通信系统7传送至服务器，并保持到本地SD卡。核心主板4还通过无线通信系统7接收服务器传来的控制指令，用来远程设定微站的采集数据频率，以及对微站设备进行远程程序升级，实现远程控制和维护。本实用新型结构简单，成本低，维护方便，不需要外部供电，可以广泛部署，具有较强的实用性。
【主权项】
1.一种可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，包括箱体(I)，其特征在于:箱体(I)两侧设置百叶窗(12)，箱体(I)内设置核心主板(4)，核心主板(4)的电源输入口连接太阳能供电系统(18)，核心主板(4)的信号输入端连接污染物传感系统(19)和气象传感系统(20)，核心主板(4)的通讯端连接无线通信系统(7)。2.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的箱体(I)内部设置传感器安装板(13)，百叶窗(12)对称设置在传感器安装板(13)下方的箱体(I)两侧。3.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的太阳能供电系统(18)包括太阳能电池板(17)、蓄电池(15)和太阳能控制器(16)，太阳能电池板(17)设置在箱体(I)外侧，蓄电池(15)和太阳能控制器(16)设置在箱体(I)内部，太阳能电池板(17)连接太阳能控制器(16)，太阳能控制器(16)连接蓄电池(15)，太阳能控制器(16)的输出端连接核心主板(4)的电源输入口。4.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的污染物传感系统(19)安装在传感器安装板(13)上，污染物传感系统(19)包括一氧化碳传感器(8)、二氧化硫传感器(9)、二氧化氮传感器(10)、臭氧传感器(11)和颗粒物传感器(14 )，一氧化碳传感器(8 )、二氧化硫传感器(9 )、二氧化氮传感器(1)和臭氧传感器(I I)分别通过模数转换芯片和MAX3458连接核心主板(4)，颗粒物传感器(14)通过UART接口连接核心主板(4)。5.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的气象传感系统(20)包括风速传感器(2)、风向传感器(3)、温湿度传感器(5)和气压传感器(6)，风速传感器(2)和风向传感器(3)设置在箱体(I)外侧且连接核心主板(4)的模数转换器，温湿度传感器(5)和气压传感器(6)安装在核心主板(4)上且分别通过I2C接口与核心主板(4)相连接。6.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的无线通信系统(7)采用内含GPS定位和GPRS通信的S頂928A模块，GPS定位和GPRS通信分别通过UART接口连接核心主板(4)。7.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的核心主板(4)采用STM32F103处理器，核心主板(4)连接存储模块。8.根据权利要求1所述的可以广泛部署的环境空气质量在线监测微站，其特征在于:所述的百叶窗(12)朝下设置在箱体(I)两侧，对应百叶窗(12)在箱体(I)外侧设置挡水装置(21)。
【文档编号】G08C17/02GK205449149SQ201620155104
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】陈援非, 刘韶韶, 姚连杰, 周丹丹
【申请人】济宁中科云天环保科技有限公司