一种多电路处理式空气净化器智能监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，包括单片机，均与单片机相连接的颗粒传感器、蜂鸣器、空气净化器、数据存储器、红外线传感器、显示屏、信号差动放大处理电路和信号采集电路，与信号差动放大处理电路相连接的湿度传感器，以及与信号采集电路相连接的气敏传感器；所述信号差动放大处理电路包括信号采样电路和调整滤波电路。本实用新型的通过单片机对气敏传感器、湿度传感器、颗粒传感器、红外线传感器对监测到的空气净化器使用范围内的空气中的有害物质和有害气体的信息进行分析处理，实现了控制空气净化器进行自动的对空气进行准确的净化，同时，有效的节约了电力资源。
【专利说明】
一种多电路处理式空气净化器智能监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是电子领域，具体的说，是一种多电路处理式空气净化器智能监控系统。
【背景技术】
[0002]随着工业自动化的不断进步和人们生活质量的不断提高，人们对其生存环境的要求也不断提高，而空气质量是环境好坏的一个重要的标志，它直接影响到人们的健康生活。
[0003]空气净化器在居家、医疗、工业领域均有应用，居家领域以单机类的家用空气净化器为市场的主流产品。最主要的功能是去除空气中的颗粒物，包括过敏原、室内的PM2.5等，同时还可以解决由于装修或者其他原因导致的室内、地下空间、车内挥发性有机物空气污染问题。由于相对封闭的空间中空气污染物的释放有持久性和不确定性的特点，因此使用空气净化器净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法之一。由于现有市场上的空气净化器不能准确的对其使用范围内的空气状况进行监测，同时，现有的空气净化器的控制系统实现空气净化器的自动开启与关闭，导致空气净化器无法有效的净化空气，从而严重危害到人们的身体健康。
[0004]因此，提供一种能有效的监测空气状况的空气净化器的监控系统，便成为了本技术领域的技术人员的当务之急。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中的空气净化器不能有效的对其使用范围内的空气状况进行监测的缺陷，提供的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统。
[0006]本实用新型通过以下技术方案来实现:一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，包括单片机，均与单片机相连接的颗粒传感器、蜂鸣器、空气净化器、数据存储器、红外线传感器、显示屏、信号差动放大处理电路和信号采集电路，与信号差动放大处理电路相连接的湿度传感器，以及与信号采集电路相连接的气敏传感器;所述信号差动放大处理电路包括输入端与湿度传感器相连接的信号采样电路，和输入端与信号采样电路的输出端相连接的调整滤波电路;所述调整滤波电路的输出端与单片机相连接。
[0007]所述信号采样电路由三极管VT2，正极经电阻R20后与三极管VT2的基极相连接、负极作为信号采样电路的输入端的极性电容C6，P极顺次经电阻R19和电阻R18后与极性电容C6的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D5，负极顺次经电阻R23和电阻R24后与二极管D5的P极相连接、正极经电阻R22后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容CS，以及正极经电阻R21后与三极管VT2的发射极相连接、负极接地的极性电容C7组成;所述极性电容CS的负极作为信号采样电路的输出端。
[0008]所述调整滤波电路由放大器P5，放大器P6，N极与极性电容C8的负极相连接、P极经电阻R25后与放大器P5的正极相连接的二极管D6，一端与放大器P5的正极相连接、另一端与二极管06的_及相连接的电阻R26，正极经电阻R27后与放大器P5的正极相连接、负极经电阻R28后与放大器P5的输出端相连接的极性电容C9，负极经电阻R34后与放大器P6的输出端相连接、正极经电阻R33后与放大器P6的正极相连接的极性电容C10，一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端接地的电阻R32，P极经电阻R30后与放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R31后与放大器P6的负极相连接的二极管D8，以及P极经可调电阻R29后与二极管08的~极相连接、N极与放大器P5的负极相连接的二极管D7组成;所述放大器P6的负极与放大器Pl的输出端相连接，该放大器P6的输出端作为调整滤波电路的输出端。
[0009]所述信号采集电路包括输入端与气敏传感器相连接的信号接收电路，和输入端与信号接收电路的输出端相连接的带通滤波电路;所述带通滤波电路的输出端与单片机相连接。
[0010]所述信号接收电路由放大器Pl，放大器P2，正极经电阻Rl后与放大器Pl的正极相连接、负极经电阻R2后与放大器PI的负极相连接的极性电容CI，负极与放大器PI的输出端相连接、正极经电阻R3后与放大器Pl的负极相连接的极性电容C2，P极与放大器Pl的负极相连接、N极经电阻R4后与放大器Pl的输出端相连接的二极管Dl，N极与放大器P2的正极相连接、P极经电阻R5后与放大器Pl的输出端相连接的二极管D2，正极顺次经电阻R8和电阻R7后与二极管D2的P极相连接、负极与放大器P2的输出端相连接的极性电容C3，一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电阻R9，以及一端与二极管D2的P极相连接、另一端接地的电阻R6组成;所述极性电容Cl的正极作为信号接收电路的输入端;所述放大器P2的负极接地，其输出端作为信号接收电路的输出端。
[0011]所述带通滤波电路由放大器P3，放大器P4，三极管VTl，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的电阻R10，负极与放大器P4的负极相连接、正极经可调电阻Rl I后与三极管VTI的集电极相连接的极性电容C4，一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与三极管VTl集电极相连接的电阻R13，负极经电阻R14后与放大器P3的输出端相连接、正极经电阻R12后与三极管VTl的发射极相连接的极性电容C5，P极与三极管VTl的集电极相连接、N极与极性电容C5的负极相连接的二极管D3，一端与放大器P3的正极相连接、另一端与放大器P3的输出端相连接的电阻R15，以及N极与放大器P3的负极相连接、P极顺次经电阻R16和电阻R17后与放大器P4的输出端相连接的二极管D4组成;所述放大器P4的集电极接地，其输出端作为带通滤波电路的输出端。
[0012]为确保本实用新型的实际使用效果，所述湿度传感器为JCJ175A湿度传感器;所述颗粒传感器为PPD60PV颗粒传感器;所述气敏传感器为QM-N5气敏传感器;所述红外线传感器为TR350红外线传感器。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0014](I)本实用新型的红外线传感器可对空气净化器使用范围进行监测，单片机可根据对红外线传感器监测的信息分析结果来控制空气净化器进行自动开启与关闭；同时，气敏传感器、颗粒传感器、湿度传感器对空气净化器使用范围的空气中的有害物质和有害气体进行有效的监测，单片机将气敏传感器、颗粒传感器、湿度传感器监测的信息与数据存储器内存储的信息来有效的控制空气净化器对空气进行净化，从而有效的提高了本空气净化器的智能控制系统对空气净化的准确性。
[0015](2)本实用新型的信号差动放大处理电路能防止湿度传感器输出的电信号中混有的直流和基线漂移干扰信号通过，同时，该电路还能将电信号中的高频干扰信号通过调整滤波电路进行滤出，有效的提高了电信号的稳定性，从而确保了本监控系统的工作准确性。
[0016](3)本实用新型的信号采集电路能抑制气敏传感器输出的电信号中的其它干扰信号通过，同时，该信号采集电路还能将抗干扰处理后的电信号进行滤波处理，有效的消除直流谐波，并进行两次放大后传输给单片机，有效的提高了单片机接收的电信号的准确性，从而确保了本监控系统工作的准确性。
[0017](4)本实用新型同时采用了 JCJ175A湿度传感器和PPD60PV颗粒传感器以及QM-N5气敏传感器，单片机根据该三种传感器监测的信息能准确的控制空气净化器的开启与关闭，有效的提高了对空气净化的准确性。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0019]图2为本实用新型的信号采集电路的电路结构示意图。
[0020]图3为本实用新型的信号差动放大处理电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]如图1所示，本实用新型包括单片机，均与单片机相连接的颗粒传感器、蜂鸣器、空气净化器、数据存储器、红外线传感器、显示屏、信号差动放大处理电路和信号采集电路，与信号差动放大处理电路相连接的湿度传感器，以及与信号采集电路相连接的气敏传感器。其中，所述信号采集电路如图2所示，其包括信号接收电路和带通滤波电路;所述带通滤波电路的输出端与单片机相连接。
[0023]为确保本实用新型的可靠运行，所述的单片机优先采用了FM8PE59A单片机。该FM8PE59A单片机的1Al管脚与颗粒传感器相连接，TXD-管脚与空气净化器相连接，INT管脚与数据存储器相连接，SDI管脚与红外线传感器相连接，TI管脚与蜂鸣器相连接，CKI管脚与显示屏相连接。所述电源为12V直流电压，该电压为单片机供电。
[0024]本实用新型运行时，所述的红外线传感器则优先采用性能稳定、监测范围广的TR350红外线传感器来实现。该红外线传感器用于对空气净化器使用范围的监测，即对空气净化器使用范围有无人进行监测，并将监测出信息转换为电信号后传输给单片机，单片机则根据对接收的电信号分析的结果控制空气净化器进行自动的开启与关闭。在红外线传感器监测到空气净化器使用范围有人时，单片机接收到该信息后则输出控制电流给空气净化器，空气净化器工作，即有效的消除空气中的PM2.5、粉尘、异味、甲醇等有害物质。当红外线传感器监测到人离开时，单片机接收到该信息后则会延时关闭空气净化器，以防止人在短时间反复进入时，造成空气净化器不停的开启而损坏空气净化器。本实用新型的数据存储器则优先采用了性能稳定的VNXe3200数据存储器，该数据存储器的内存储有空气所含的有害物质和有害气体的正常值，该空气所含的有害物质和有害气体的正常值为对人正常呼吸不构成伤害的数值。
[0025]同时，在空气净化器被开启时气敏传感器、颗粒传感器、湿度传感器则实时对空气净化器使用范围的空气进行监测。气敏传感器优先采用了 QM-N5气敏传感器来实现，该气敏传感器用于监测空气中的PM2.5、异味、甲醇等有害气体的含量信息，并将监测的信息转换为电信号经信号采集电路传输，该信号采集电路能抑制气敏传感器输出的电信号中的其它干扰信号通过，同时，该信号采集电路还将抗干扰处理后的电信号进行滤波处理，有效的消除直流谐波，并进行两次放大后传输给单片机;颗粒传感器则优先采用了 PPD60PV颗粒传感器来实现，该颗粒传感器用于监测空气中的粉尘等有害物质，并将监测的信息转换为电信号传输给单片机;湿度传感器优先采用了 JCJl 75A湿度传感器来实现，该湿度传感器用于对空气的湿度进行监测，并将监测的信息转换为电信号经信号差动放大处理电路，该信号差动放大处理电路防止湿度传感器输出的电信号中混有的直流和基线漂移干扰信号通过，同时，该电路还能将电信号中的高频干扰信号通过调整滤波电路进行滤出后传输给单片机。单片机则将接收到的所有电信号进行分析处理后得到的空气中的有害物质和有害气体的数值与数据存储器的内存储有空气所含的有害物质和有害气体的正常值进行比对，当单片机接收到的空气有害物质和有害气体的数值与数据存储器的内存储有空气所含的有害物质和有害气体的正常值一致时，单片机控制空气净化器停止工作。反之，单片机控制空气净化器开始工作，对空气进行净化，以便使空气净化器使用范围内的空气中的有害物质和有害气体的数值达到人们呼吸的正常值。
[0026]本实用新型，所述的显示屏能显示数据存储器的内存储的空气所含的有害物质和有害气体的正常值，同时还可显示经单片机进行处理后得到的空气中的有害物质和有害气体的实际值，便于人们了解空气的情况。其中，本实用新型，所述的蜂鸣器在空气净化器被开启或关闭时，单片机对该蜂鸣器输出控制电流，蜂鸣器开始发出提示音，该提示音用于提示空气净化器使用范围内的人进行确认空气净化器被开启或关闭。
[0027]本实用新型实现了对监空气净化器使用范围的空气的有害物质和有害气体的有效监测，即实现了有效的净化空气的要求，以及实现了对空气净化器的自动开启与关闭，从而节约了电力资源。
[0028]如图2所示，所述信号采集电路包括信号接收电路和带通滤波电路;所述信号接收电路由放大器PI，放大器P2，电阻Rl，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，极性电容Cl，极性电容C2，极性电容C3，二极管Dl，以及二极管D2组成。
[0029]连接时，极性电容Cl的正极经电阻Rl后与放大器Pl的正极相连接、负极经电阻R2后与放大器Pl的负极相连接。极性电容C2的负极与放大器Pl的输出端相连接、正极经电阻R3后与放大器Pl的负极相连接。二极管Dl的P极与放大器Pl的负极相连接、N极经电阻R4后与放大器Pl的输出端相连接。二极管D2的N极与放大器P2的正极相连接、P极经电阻R5后与放大器Pl的输出端相连接。
[0030]其中，极性电容C3的正极顺次经电阻R8和电阻R7后与二极管D2的P极相连接、负极与放大器P2的输出端相连接。电阻R9的一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接。电阻R6的一端与二极管D2的P极相连接、另一端接地。所述极性电容Cl的正极作为信号接收电路的输入端;所述放大器P2的负极接地，其输出端作为信号接收电路的输出端并与带通滤波电路相连接。
[0031]进一步地，所述带通滤波电路由放大器P3，放大器P4，三极管VTl，电阻R10，可调电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，极性电容C4，极性电容C5，二极管D3，以及二极管D4组成。
[0032]连接时，电阻RlO的一端与放大器P2的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接。极性电容C4的负极与放大器P4的负极相连接、正极经可调电阻Rll后与三极管VTl的集电极相连接。电阻R13的一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与三极管VTl集电极相连接。极性电容C5的负极经电阻R14后与放大器P3的输出端相连接、正极经电阻R12后与三极管VTl的发射极相连接。
[0033]同时，二极管D3的P极与三极管VTl的集电极相连接、N极与极性电容C5的负极相连接。电阻R15的一端与放大器P3的正极相连接、另一端与放大器P3的输出端相连接。二极管D4的N极与放大器P3的负极相连接、P极顺次经电阻R16和电阻R17后与放大器P4的输出端相连接。所述放大器P4的集电极接地，其输出端作为带通滤波电路的输出端并与FM8PE59A单片机的10A2管脚相连接。
[0034]运行时，信号采集电路中的信号接收电路能抑制气敏传感器输出的电信号中的其它干扰信号通过，同时，该信号采集电路的带通滤波电路还能将抗干扰处理后的电信号进行滤波处理，有效的消除直流谐波，并进行两次放大后传输给单片机，有效的提高了单片机接收的电信号的准确性，从而确保了本监控系统工作的准确性。
[0035]如图3所示，所述信号差动放大处理电路包括信号采样电路和调整滤波电路;所述信号采样电路由三极管VT2，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，以及二极管D5组成。
[0036]连接时，极性电容C6的正极经电阻R20后与三极管VT2的基极相连接、负极作为信号采样电路的输入端并与湿度传感器相连接。二极管D5的P极顺次经电阻R19和电阻R18后与极性电容C6的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接。
[0037]其中，极性电容CS的负极顺次经电阻R23和电阻R24后与二极管D5的P极相连接、正极经电阻R22后与三极管VT2的发射极相连接。极性电容C7的正极经电阻R21后与三极管VT2的发射极相连接、负极接地。所述极性电容CS的负极作为信号采样电路的输出端。
[0038]进一步地，所述调整滤波电路由放大器P5，放大器P6，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，可调电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电阻R34，极性电容C9，极性电容ClO，二极管D6，二极管D7，以及二极管D8组成。
[0039]连接时，二极管06的~极与极性电容C8的负极相连接、P极经电阻R25后与放大器P5的正极相连接。电阻R26的一端与放大器P5的正极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接。极性电容C9的正极经电阻R27后与放大器P5的正极相连接、负极经电阻R28后与放大器P5的输出端相连接。极性电容ClO的负极经电阻R34后与放大器P6的输出端相连接、正极经电阻R33后与放大器P6的正极相连接。
[0040]同时，电阻R32的一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端接地。二极管08的卩极经电阻R30后与放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R31后与放大器P6的负极相连接。二极管D7的P极经可调电阻R29后与二极管08的~极相连接、N极与放大器P5的负极相连接。所述放大器P6的负极与放大器PI的输出端相连接，该放大器P6的输出端作为调整滤波电路的输出端FM8PE59A单片机的1AO管脚相连接。
[0041 ]运行时，信号差动放大处理电路中的极性电容C6和三极管VT2以及二极管D5形成的信号采样电路能防止湿度传感器输出的电信号中混有的直流和基线漂移干扰信号通过，同时，该信号差动放大处理电路的放大器P5和放大器P6以及极性电容C9和二极管D8形成的调整滤波电路还能将电信号中的高频干扰信号通过调整滤波电路进行滤出，有效的提高了电信号的稳定性，从而确保了本监控系统的工作准确性。
[0042]按照上述实施例，即可很好的实现本实用新型。
【主权项】
1.一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，包括单片机，均与单片机相连接的颗粒传感器、蜂鸣器、空气净化器、数据存储器、红外线传感器、显示屏、信号差动放大处理电路和信号采集电路，与信号差动放大处理电路相连接的湿度传感器，以及与信号采集电路相连接的气敏传感器;所述信号差动放大处理电路包括输入端与湿度传感器相连接的信号采样电路，和输入端与信号采样电路的输出端相连接的调整滤波电路;所述调整滤波电路的输出端与单片机相连接;所述信号采样电路由三极管VT2，正极经电阻R20后与三极管VT2的基极相连接、负极作为信号采样电路的输入端的极性电容C6，P极顺次经电阻R19和电阻R18后与极性电容C6的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D5，负极顺次经电阻R23和电阻R24后与二极管D5的P极相连接、正极经电阻R22后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C8，以及正极经电阻R21后与三极管VT2的发射极相连接、负极接地的极性电容C7组成;所述极性电容C8的负极作为信号采样电路的输出端。2.根据权利要求1所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述调整滤波电路由放大器P5，放大器P6，N极与极性电容CS的负极相连接、P极经电阻R25后与放大器P5的正极相连接的二极管D6，一端与放大器P5的正极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接的电阻R26，正极经电阻R27后与放大器P5的正极相连接、负极经电阻R28后与放大器P5的输出端相连接的极性电容C9，负极经电阻R34后与放大器P6的输出端相连接、正极经电阻R33后与放大器P6的正极相连接的极性电容ClO，一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端接地的电阻R32，P极经电阻R30后与放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R31后与放大器P6的负极相连接的二极管D8，以及P极经可调电阻R29后与二极管08的~极相连接、N极与放大器P5的负极相连接的二极管D7组成;所述放大器P6的负极与放大器P I的输出端相连接，该放大器P6的输出端作为调整滤波电路的输出端。3.根据权利要求2所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述信号采集电路包括输入端与气敏传感器相连接的信号接收电路，和输入端与信号接收电路的输出端相连接的带通滤波电路;所述带通滤波电路的输出端与单片机相连接。4.根据权利要求3所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述信号接收电路由放大器P1，放大器P2，正极经电阻Rl后与放大器Pl的正极相连接、负极经电阻R2后与放大器Pl的负极相连接的极性电容Cl，负极与放大器Pl的输出端相连接、正极经电阻R3后与放大器PI的负极相连接的极性电容C2，P极与放大器PI的负极相连接、N极经电阻R4后与放大器Pl的输出端相连接的二极管Dl，N极与放大器P2的正极相连接、P极经电阻R5后与放大器Pl的输出端相连接的二极管D2，正极顺次经电阻R8和电阻R7后与二极管D2的P极相连接、负极与放大器P2的输出端相连接的极性电容C3，一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电阻R9，以及一端与二极管D2的P极相连接、另一端接地的电阻R6组成;所述极性电容Cl的正极作为信号接收电路的输入端;所述放大器P2的负极接地，其输出端作为信号接收电路的输出端。5.根据权利要求4所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述带通滤波电路由放大器P3，放大器P4，三极管VTl，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的电阻R10，负极与放大器P4的负极相连接、正极经可调电阻Rl I后与三极管VTI的集电极相连接的极性电容C4，一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与三极管VTl集电极相连接的电阻R13，负极经电阻R14后与放大器P3的输出端相连接、正极经电阻R12后与三极管VTl的发射极相连接的极性电容C5，P极与三极管VTl的集电极相连接、N极与极性电容C5的负极相连接的二极管D3，一端与放大器P3的正极相连接、另一端与放大器P3的输出端相连接的电阻R15，以及N极与放大器P3的负极相连接、P极顺次经电阻R16和电阻R17后与放大器P4的输出端相连接的二极管D4组成;所述放大器P4的集电极接地，其输出端作为带通滤波电路的输出端。6.根据权利要求5所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述湿度传感器为JCJ175A湿度传感器;所述颗粒传感器为PPD60PV颗粒传感器;所述气敏传感器为QM-N5气敏传感器。7.根据权利要求6所述的一种多电路处理式空气净化器智能监控系统，其特征在于，所述红外线传感器为TR350红外线传感器。
【文档编号】G05B19/048GK205644206SQ201620261530
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】李考
【申请人】成都伯泰科技有限公司