专利名称：气体变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气环境监测系统，更加具体地说，涉及一 种监测空气环境并且将监测到的数据传送至其它设备或公示系统。
背景技术：
在相对封闭的室内场所，尤其是公共场所中，比如大型商业中心 等地，由于人们处于一个相对封闭的空间中，空气流动程度不如在户 外高，所以污染物易于在空气中累积。这时，采用显示屏来显示空气 中的污染物及其浓度，以使人们可以清楚地知道自身所处的环境情况。
图1示出了一种现有技术的空气环境监测系统，其包括一个或多
个传感器10， 一个或多个直接数字控制器(DDC) 20，计算机30和 LED屏40。其中，传感器IO感应的模拟量信号被传送给DDC(直接数 字控制器)20， DDC20将模拟信号经自身的转换处理，将传感器10传 来的模拟信号转化成数字信号，并通过和计算机30的网络接口传输给 计算机30，计算机30对接收到的数字信号进行进一步的处理，将处理 好的信号通过232通信接口传输到LED屏40进行显示。其中模拟量的 数量是根据DDC20的模拟量输入接口数量决定。而DDC20的数量是 由现场应用要求决定的。
以上的空气环境检测公示系统能够通过传感器检测空气中的污染 物及其浓度，并且将有关数据实时显示在LED屏上，使得人们能够实 时地了解所处环境中的空气质量。但是，在该系统中，由于需要一个 或多个直接数据控制器(DDC)将传感器检测到的数据经过转换传送 到计算机30，使得计算机30无法直接使用传感器检测到的环境数据， 从而造成了系统结构的复杂和用户的不便。同时由于传慼器的变送部
分只具有单向的模拟量输出，因次不仅与其它设备的联接距离受限制， 而且不可能对测量参数进行修正或设定。
实用新型内容
因此，本实用新型意在解决由于现有技术的缺陷引起的一个或多 个问题。
本实用新型的目的是提供一种多功能气体变送器，其能够将检测 到的环境参数进行数据处理，以便直接输出到其它设备或计算机，以 被直接使用。
本实用新型的目的是提供一种多功能气体变送器，其能够和外接 设备双向通信。
根据本实用新型的目的，提供了一种气体变送器，其包括传感器 部件，其是感应周围空气的环境参数并以模拟量或脉冲输出该参数的 传感器；中央处理器部件，其是集成芯片结构的处理器，将传感器检 测到的信号转换为数字数据；电源部件，其是向气体变送器的各个部 件提供能量的电源；通信部件，其是和中央处理部件及其它外接设备 通信的通信接口，从而传送中央处理器部分的数字数据到外接设备， 并同时可接收外部指令对传感器参数进行设定及修正。
其中，该中央处理器部件是嵌入式微处理单片机。
其中，该通信部件是RS232接口， RS485接口， USB接口中的一种。
其中，该气体变送器包括感测各种环境参数的一个或多个单独的 传感器部件。
根据本实用新型，该多功能气体变送器可以将感应到的环境中的 多项空气参数直接提供给显示设备，从而简化了系统结构并便于用户 使用。
图l是现有技术的空气环境监测系统的示例性框图2是根据本实用新型的空气环境监测系统的框图3是根据本实用新型的空气环境监测系统的变送器的原理框图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本实用新型的具体实施例。
图2是根据本实用新型的空气环境监测系统的框图。
如图2所示，本实用新型的空气环境监测系统100主要有三部分 组成，艮卩，LED屏100，系统控制器200和一个或多个变送器300。
根据本实用新型，该空气环境检测系统100具有一个或多个变送 器300，例如，其可以为C02+C0+温度+湿度网络变送器，或其它种类 网络变送器，比如F2000TSM-IAQ-S401-N。该变送器300可以采用C02 传感器、CO传感器、温度传感器、湿度传感器监测空气中的C02、 CO 浓度，以及空气的温度和湿度。该变送器300还包括智能AVR芯片、 高速MAX487E通信芯片等，从而将采集的被监测场所空间中的二氧化 碳(C02)浓度、 一氧化碳(CO)浓度、温度、湿度原始检测数据 经过处理后通过其自身的通信接口直接传送到系统控制器200或其他 具有相同通信接口的控制设备如计算机。在本实用新型中，变送器300 釆集空气中的多种气体的浓度以及温度、湿度等环境参数，通过本身 的嵌入式微处理单片机进行A/D转换及线性化、滤波等数据处理，得 到相应环境参数的测量值，再通过通信接口直接传送至系统控制器200
或其他控制设备。通过通信接口，变送器300可接收外部指令对传感 器参数进行设定及修正。该系统控制器200可以采用高速大容量的处 理器，例如，32位ARM系列AT91SAM7S256微处理芯片，其能够进 行高速通信，并且具有RS232或RS485或USB通信接口、 LED驱动
器驱动接口，从而可以和任意具有以上接口的控制设备及显示终端相 连接。该系统控制器200或其他控制设备通过通信接口从一个或多个 变送器300接收数据，并且对于接收的数据进行进一步处理，之后通 过LED驱动器驱动接口实时传送到LED显示屏100上。在本实用新型 中，系统控制器200具有替代目前应用模式中DDC(现场控制器)+PC 机的部分的数据处理和控制功能，并采用嵌入式微处理单片机通过通 信接口接受变送器IOO的数据，加以处理后再控制LED屏的显示模式 及显示内容。根据本实用新型的优选实施例，本实用新型的系统控制 器200可以提供5种LED屏的显示模式，包括字体大小、颜色、位置 等选择。
图3为本实用新型的多功能气体变送器300的结构示意图。
如图3所示，本实用新型的变送器300包括中央处理器部件301， 电源部件302，通信部件303和传感器部件304。
在本实用新型的特定的实施例中，中央处理部件301为集成式芯 片结构，例如，美国ATMEL公司的AVR系列单片机ATMEGA88V, 以对传感器部件304感应到的数据进行处理。电源部件302适用于宽 泛的电压输入，例如，AC/DC12V-40V，其可以采用高性能的电源管理 芯片，从而达到降低电源温度的效果，以减少温度对传感器的干扰。 通信部件303可包括一路RS485或RS232或USB接口 ，从而和系统控 制器200以及其他控制设备进行数据通信。根据需要，传感器部件304 可包括二氧化碳(C02)、 一氧化碳(CO)、粉尘、温度、湿度传感 器等，此类传感器可以是本领域普通技术人员公知的传感器，因此， 在这里将不进行详细描述。
在该变送器300中，将通过多个传感器采集来的原始数据由中央
处理部件301进行处理，并将处理完的数据通过通信接口提供给系统 控制器200以及其他控制设备。
根据本实用新型，变送器内部采用嵌入式微处理单片机进行数据 处理，将采集得到的环境参数经过转换计算后，再传送给其它处理设 备，例如，系统控制器。因此，由于变送器本身已经对数据进行了计 算处理，变送器也可以通过其通信接口将数据直接传送至PC机或其它 外围处理设备和通信设备。
下面，将以空气环境监测公示系统的被测对象为环境温度、环境 湿度、环境一氧化碳(CO)浓度、环境二氧化碳(C02)浓度为例描述本 实用新型的多功能空气变送器的工作实例。
1. 环境一氧化碳(CO)浓度操作流程如下
CO传感器检测公共场所被测空气中的CO浓度，并转换成电压信
号；将电压信号传送到放大器，经中央处理器本身的AD转换电路转换 成数字信号并进行处理；将处理后的数据信号通过其通信接口传输到 系统控制器并且将该环境数据以可显示的格式发送到LED屏进行显 示，或通过通信接口传输给其他设备。
2. 环境温度操作流程如下
温度传感器检测公共场所被测环境温度，并转换成电压信号；将 电压信号传送到放大器，经中央处理器本身的AD转换电路转换成数字 信号并进行处理；将处理后的数据信号通过通信接口传输到系统控制 器并且将该环境数据以可显示的格式发送到LED屏进行显示，或通过 通信接口传输给其他设备。
3. 环境湿度操作流程如下
湿度传感器检测公共场所被测环境湿度，将电容式湿度传感器电 容变化经频率转换电路转换成频率信号由中央处理器监测频率信号并 进行处理。或将电阻式湿度传感器的电阻变化转换成电压变化信号。 然后经中央处理器本身的AD转换电路转换成数字信号并进行处理。将 处理后的数据信号通过其通信接口传输到系统控制器并且将该环境数
据以可显示的格式发送到LED屏进行显示，或通过通信接口传输给其 他设备。
4.环境二氧化碳(C02)浓度操作流程如下
C02传感器模块检测空气中的C02浓度，并输出电压或数字信号； 中央处理器经AD转换电路将电压信号转换成数字信号；或中央处理器 通过串口直接读取C02传感器模块的数字信号进行处理。处理后的数 据信号通过其通信接口传输到系统控制器并且将该环境数据以可显示 的格式发送到LED屏进行显示，或通过通信接口传输给其他设备。
因此，通过上面所述，本实用新型的多功能空气变送器可以将感 应到的表示空气环境数据的模拟量或频率信号经过处理转换为可以直 接经通信接口传输和由LED屏显示的数据信号，具有双向通信的功能， 延长了该空气变送器与其他系统控制器的联接距离，从而扩展了空气 变送器的功能及使用范围。
权利要求1.一种气体变送器，其特征在于包括传感器部件，其是感应周围空气的环境参数并以模拟量或频率输出该参数的传感器；中央处理器部件，其是集成芯片结构的处理器，将传感器检测的信号直接转换为数字信号输出；电源部件，其是向气体变送器的各个部件提供能量的电源；通信部件，其是和中央处理部件及其它外接设备通信的通信接口，从而传送中央处理器部分的数字数据到外接设备。
2. 如权利要求l所述的气体变送器，其特征在于，该气体变送器 包括感测各种环境参数的一个或多个单独的传感器部件。
3. 如权利要求l所述的气体变送器，其特征在于，该中央处理器 部件是嵌入式微处理单片机。
4. 如权利要求l所述的气体变送器，其特征在于，该通信部件是 RS232接口， RS485接口， USB接口中的一种。
5. 如权利要求l所述的气体变送器，其特征在于，它具有双向传 输的数字接口，用于将传感器检测的信号直接传输给其它设备。
6. 如权利要求5所述的气体变送器，其特征在于，外接设备通过 该数字接口对气体变送器进行测量参数的设定及修正。
7. 如权利要求6所述的气体变送器，其特征在于，该对气体变送 器进行测量参数的设定及修正包括对使用环境中大气压力进行补偿。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能气体变送器，其特征在于包括传感器部件，其是感应周围空气的多个环境参数并以模拟量输出该多个参数的传感器；中央处理器部件，其是集成芯片结构的处理器，将传感器检测的信号转换成数字信号输出；电源部件，其是向气体变送器的各个部件提供能量的电源；和通信部件，其是和中央处理部件及其它外接设备通信的通信接口，从而传送中央处理器部分的数字数据到其它外接设备。通过本实用新型的多功能气体变送器，可以将感应环境中的各项空气参数的传感器集成在一个气体变送器中并将处理后的数据直接传输给其它设备，并同时通过这个数据通信接口，可对该气体变送器进行测量参数的设定及修正，包括进行对使用环境中大气压力的补偿等。
文档编号G01N35/00GK201072419SQ200720169670
公开日2008年6月11日 申请日期2007年7月11日 优先权日2007年7月11日
发明者郗晓言 申请人:北京通迪控制技术有限公司