专利名称：多功能手持式环境监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境监测技术，特别涉及一种多功能手持式环境 监测仪。
背景技术：
随着社会的进步和科学技术的不断发展，环境监测仪的应用领域越来 越广。在煤矿企业，为了有效保证煤矿工人的安全以及保证煤矿企业的正 常的安全生产，人们对仪器的使用性能要求也越来越高，不再满足于单一 功能的仪器功能。
目前，国内针对环境监测而设计的环境监测仪只能对气体的浓度等数 据进行采集以实现对环境气体浓度超标的显示和报警，不能对现场图像进 行采集以实现监控中心平台对环境现场的监控，也不能对现场的语音以及监 控中心的语音命令进行采集以将现场语音资料传输到监控指挥中心，并接收 最新的指挥命令。由于现有的环境监测仪的功能比较少，获取的信息较少， 如果要实现视频指挥调度、智能数据监控、环境数据采集，作业人员必须携 带两台以上的仪器，这对于作业人员来说是非常不便的。而且现有的环境
监测仪一般设计成多键操作的，操作比较复杂，体积较大，携带不便；报 警方式比较单一，报警点的设置也比较单一，不能对环境中的气体进行有 效检测。
实用新型内容
本实用新型的目的在于4是供一种能同时实现现场气体浓度^r测、监控中 心视频监控以及音频监控的多功能手持式环境监测仪。为了实现上述目的，本实用新型提供了 一种多功能手持式环境监测仪， 包括气体检测模块、微处理器、视频模块、音频模块、无线通讯模块、显 示模块、报警输出电路、按键电路、实时时钟电路、存储器、电池充电管 理电路和稳压电路。
气体检测模块、视频模块、音频模块、无线通讯模块、按键电路、实 时时钟电路、存储器和电池充电管理电路的输出端分别与微处理器的各输 入端相连。
视频模块、音频模块、无线通讯模块、显示模块、报警输出电路和存 储器的输入端分别与微处理器的各输出端相连。 稳压电路输出稳定的电压给各部分供电。
从以上技术方案可知，本实用新型的多功能手持式环境监测仪采用气体 检测模块能同时检测多种气体的浓度，气体检测模块、显示模块、报警输 出电路、按键电路、实时时钟电路、存储器、电池充电管理电路和稳压电 路的设计使所述手持式环境监测仪检测气体浓度的功能强大，能确保获取
的信息比较全面；测量过程的所有信号及数据的分析和处理都由微处理器 实现，智能化程度比较高；采用视频模块、微处理器、无线通讯模块等能 实现监控中心平台对环境现场的监控；采用音频模块、微处理器、无线通讯 模块等实现对现场的语音以及监控中心的语音命令进行采集，将现场语音资 料传输到监控指挥中心，并接收最新的指挥命令。
图1为本实用新型的多功能手持式环境监测仪实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案做进一步地详细 描述。实施例一
图1为本实用新型的多功能手持式环境监测仪实施例一的结构示意图， 如图l所示，本实用新型的多功能手持式环境监测仪，气体检测模块l可同
时检测多种气体的浓度，微处理器5对转换后的表示气体浓度的数据进行分 析和进一步地处理，将对应的气体浓度值输出到显示模块6显示；当检测到 的氧气浓度值低于人类生存所允许的下限值，或者毒性气体的浓度高于设定 的安全上限值时，微处理器5产生一个报警信号，并将报警信号通过报警输 出电路7的报警器发出报警信号；同时，微处理器5将报警信号、报警时的 气体浓度以及报警时的时间输出到显示模块6进行显示。
视频模块3的输出端与微处理器5的输入端连接，视频模块3采集的视 频信号经微处理器5处理后，经过无线通讯模块2传送到监控中心，以实现 监控中心对环境现场的i控。
音频模块4的输出端与微处理器5的输入端连接，音频模块4采集音频 信号，经过纟救处理器5处理后，通过无线通讯^t块2将现场的语音资料传输 到监控指挥中心，并接收最新的指挥命令，以在最短的时间内在现场执行监 控中心的指令。
电池充电管理电^各14在电池电量〗氐时，自动为电'池充电，电池充满电后 自动关断充电，并将电池充电完成信号输出到微处理器5，微处理器5将此 信号输出到显示模块6显示。电池充电管理电路14可采用由中星微电子公 司生产的VA7205A作为主控芯片。
稳压电路13为微处理器5和多功能手持式环境监测仪的其他部分提供 稳定的电源，以确保各部分电路及模块稳定工作，延长各部分电路及模块的 使用寿命。稳压电路13可采用锂电池稳压电路，该电路可由日本精工生产的 R1170-3. 3V芯片和美信公司生产的MAX7660组成。
实时时钟电路9为微处理器5提供所需的时钟信号，使微处理器根据一 定的采样频率对数据采样和一定的周期对数据进行处理。实时时钟电路9可采用菲利普公司生产的芯片PCF8563和一个32KHz晶振及两个10KQ的电阻组 成。
存储器10保存微处理器5分析和处理的检测结果，以作为环境监测仪的 历史记录存储；同时存储报警信号和报警输出结果，以作为环境监测仪的报 警记录存储。存储器10可选用ATMEL公司生产的AT45DB161B Flash芯片。
实施例二
为了防止出现多功能手持式环境监测仪的电池电量即将耗尽而不知情 的情况，实施例一中的多功能手持式环境监测仪还设计有剩余电压检测电路 12,用于检测电池的剩余电压，微处理器5将剩余电压检测的结果输出到显 示模块6显示，以确保在电池电量耗尽前及时充电，避免出现因电池电量耗 尽而不能检测气体浓度导致事故发生的情况。
为了实现与外围设备的通讯，本多功能手持式环境监测仪还设计有数据 通讯电路ll,用于将多功能手持式环境监测仪连接到上位PC机上，从而可 以通过数据通讯电路11将环境监测仪的所有数据传输到PC机上，实现对数 据的长期保存，为进一步的气体测定研究提供宝贵的数据资源。数据通讯电 路ll可采用RS232串行通讯接口，可由美国德州仪器公司生产的Max3232作 为主芯片，外围由5个电容组成。
实施例三
现有环境监测仪的按键电路一般设计成多键操作形式，用多键对环境监 测仪的参数进行设置以及标定调试，从而在实际使用过程中，使用人员的操 作比较复杂。在现场进行参数设置时，也容易出现由于频繁i殳置而出现设定 错误的情况，以致使环境监测仪的报警出现误报或漏报的情况；而且多键操 作形式的环境监测仪体积比较大，携带不便。
为了克服这些缺点，本实用新型的多功能手持式环境监测仪的按键电路 8设计成单键形式。环境监测仪的关键参数设置通过上位PC机设置。在正常 的测试过程中，操作者只需操作一个键即可实现一般参数的设置以及对环境监测仪的标定调试，这样就避免了复杂的操作，提高了安全性能。同时按键 电路只设计一个键，减少了环境监测仪的体积，使环境监测仪携带更方便。 实施例四
现有环境监测仪的报警输出电路设计的报警器比较单一，报警器报警点 的设置也比较单一，从而不能有效地检测环境中的气体。
为了克服这些缺点，本实用新型的多功能手持式环境监测仪除了在微处 理器判断到气体浓度低于下限值或高于上限值时发出报警信号外，还增加了
短时内气体暴露限度(Short Term Exposure Limit, STEL)报警点和8小时 时间加权平均值(8-hour Time Weighted Averages, TWA)才艮警点;同时报 警输出电路7设计有三种报警器电路声音报警器、光报警器器以及振动报 警器电路。这样就能确保当人体处于即时有害的环境中或者处于时间上累计 有害的环境中时，环境监测仪都能报警警示。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非 对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域 的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改 或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，
其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
权利要求1、一种多功能手持式环境监测仪，其特征在于包括气体检测模块、微处理器、视频模块、音频模块、无线通讯模块、显示模块、报警输出电路、按键电路、实时时钟电路、存储器、电池充电管理电路和稳压电路，其中气体检测模块、视频模块、音频模块、无线通讯模块、按键电路、实时时钟电路、存储器和电池充电管理电路的输出端分别与微处理器的各输入端相连；视频模块、音频模块、无线通讯模块、显示模块、报警输出电路和存储器的输入端分别与微处理器的各输出端相连；稳压电路输出稳定的电压给各部分供电。
2、 根据权利要求1所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于还 包括剩余电压检测电路，用于检测电池的剩余电量，并将检测结果输出到 微处理器。
3、 根据权利要求1所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于还 包括数据通讯电路，用于微处理器与外围设备的数据通讯。
4、 根据权利要求3所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于所 述数据通讯电路采用RS232串行通讯接口。
5、 根据权利要求1所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于所 述按键电路设计成单键操作。
6、 根据权利要求1所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于所 述显示模块为液晶显示器，同时显示不同种类气体的浓度、剩余电压、报警 时间和报警信号。
7、 根据权利要求l所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于所 述存储器为闪速Flash存储器，存储实时的检测结果和报警时的报警信号。
8、根据权利要求l所述的多功能手持式环境监测仪，其特征在于所述 报警输出电路包括声音报警器、光报警器和振动^^警器共三种报警器电路。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能手持式环境监测仪，包括气体检测模块、微处理器、视频模块、音频模块、无线通讯模块、显示模块、报警输出电路、按键电路、实时时钟电路、存储器、电池充电管理电路和稳压电路。气体检测模块、视频模块、音频模块、无线通讯模块、按键电路、实时时钟电路、存储器和电池充电管理电路的输出端分别与微处理器的各输入端相连；视频模块、音频模块、无线通讯模块、显示模块、报警输出电路和存储器的输入端分别与微处理器的各输出端相连；稳压电路输出稳定的电压给各部分供电。本手持式环境监测仪能同时检测多种气体的浓度，能实现对环境现场的监控，能将现场语音传输到监控中心，并能接收最新指令。
文档编号G01R31/36GK201382933SQ20092010615
公开日2010年1月13日 申请日期2009年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者李晓辉, 石建华, 高伟峰 申请人:郑州创威煤安科技有限公司