模块化空气质量检测仪的制作方法

本发明涉及一种模块化空气质量检测仪，具体地，涉及具有机械、电气、数据连接功能的接口机构以及包含该接口机构的模块化空气质量检测仪。

背景技术：

社会对空气质量日益增长的重视以及具有接近专业设备测量精度的小型传感器的产生促成了针对个人用户的空气质量检测仪的出现，这类空气质量检测仪以低价、快速、小型为特点，以满足个人用户对所处环境的空气质量进行检测的需求。现有技术方案存在以下问题：1、空气质量传感器有使用寿命的问题，如激光颗粒物传感器的工作寿命约为三年，超出使用寿命后，整个空气质量检测仪只能报废。2、功能单一，大部分产品仅具备实时显示功能，不能记录一段期间内的数据，少数产品具备将检测数据通过互联网实时发送至指定服务器的功能，但当网络不稳定或在无互联网接入条件的情况下无法实现数据记录。3、在无外接电源的环境中持续工作能力差，无法实现四小时以上的不间断监测。

技术实现要素：

基于此，本发明提出一种模块化空气质量检测仪。通过具有机械、电气、数据连接功能的接口机构、模块化、数据存储环境自适应以及可堆叠高能电池模块技术解决上述问题。

一种具有机械、电气、数据连接功能的接口机构，其特征在于：包括连接插头1、螺口2以及自锁弹性接口3，所述连接插头1为圆柱状，其上端设置与所述螺口2配合的螺纹，下端设置周向的凹槽；所述连接插头由绝缘材料和导电材料制成，使用手指即可完成所述连接插头1在所述螺口2内的旋入及旋出动作；所述自锁弹性接口3由锁定环3-1和弹簧3-2组成，当所述连接插头插入所述螺口时，所述锁定环3-1嵌入所述连接插头1上的所述凹槽，从而完成机械锁定，同时所述连接插头1和所述锁定环3-1也是电源和数据线的触点，从而实现电气和数据连接。

所述圆柱状的下端部具有导角，便于插入所述螺口。

一种模块化空气质量检测仪，包含具有机械、电气、数据连接功能的接口机构，还包括：传感器模块b、中心处理模块c以及能源模块d，传感器模块b包括颗粒物传感器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、tvoc传感器、温湿度传感器或噪音传感器以及它们的任意组合；中心处理模块c以esp32模组为核心实现数据采集、存储、上传以及系统的wifi、蓝牙、4g通讯功能；能源模块d包括超薄微型电池或可堆叠高能电池。

上述每个模块中部设置所述接口机构，其中，所述螺口设置为在模块厚度方向上贯穿每个模块；所述每个模块的顶面和底面分别有围绕所述螺口外围设置的凹槽4-1和凸点4-2，且位置分别一致，当上述模块叠加时，所述凸点嵌入所述凹槽内固定每个模块，从而形成模块化空气质量检测仪。

优选的，还包括显示模块a，其采用低功耗小型显示单元或大型多功能显示单元。

优选的，还包括语音模块。

优选的，所述每个模块中的接口机构为两个。

接口机构用于实现各模块间快速、牢固、易拆插接，同时完成模块间的电源和数据连接，根据模块的连接情况，系统在完成模块插接的同时将完成工作模式的自动切换。数据存储环境自适应技术用以保证检测数据的完整存储，系统优先使用wifi接入互联网完成检测数据上传，无wifi或wifi不稳定的环境下，系统将自动通过4g网络接入互联网，当4g网络无法使用时，系统将数据存储在本地，待互联网接入服务恢复时自动上传。可堆叠高能电池技术用于需要长期持续工作但又无法提供外接电源的应用环境，高能电池模块的数量可根据实际需要配置(不超过50个)，每个接入的电池模块的输出电压均可在0.1v-5v间以0.1v为阶梯自动调整，以保证整个电池模组的输出电压不变。

附图说明

图1：本发明的一种显示模块a的顶面示意图。

图2：本发明的一种显示模块a的底面示意图。

图3：本发明的一种传感器模块b的顶面示意图。

图4：本发明的一种传感器模块b的底面示意图。

图5：本发明的一种中心处理模块c的顶面示意图。

图6：本发明的一种中心处理模块c的底面示意图。

图7：本发明的一种能源模块d的顶面示意图。

图8：本发明的一种能源模块d的底面示意图。

图9：本发明的接口机构及模块插接示意图。

图10：本发明的图9的局部放大图。

图11：本发明的连接插头示意图。

图12：本发明的连接插头剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例解释本发明。

参照附图1-8所示，本发明的模块化空气质量检测仪由一系列模块组成，包括：显示模块a：低功耗小型显示单元、大型多功能显示单元；传感器模块b：颗粒物传感器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、tvoc传感器、温湿度传感器或噪音传感器以及它们的任意组合；中心处理模块c：以esp32模组为核心实现数据采集、存储、上传以及系统的wifi、蓝牙、4g通讯功能；能源模块d：超薄微型电池、可堆叠高能电池；其它功能模块e：语音模块。以上各个模块根据需要进行多种组合。

以下列举上述各个模块组合的典型组态：

便携组态：该组态体积小、能耗低、适合携带，选配的模块组合为中心处理模块+传感器模块+超薄微型电池+智能手机，该组态下的空气检测仪自动切换进入便携工作模式，通过蓝牙与智能手机进行通信，利用手机的显示屏显示检测数据、曲线，同时手机可通过互联网获得所在位置的气象及空气质量数据，与检测仪检测的数据进行同屏显示。

车载组态：该组态利用汽车点烟器电源为检测仪供电，适合车载使用，选配的模块组合为中心处理模块+传感器模块+语音模块(车辆具备蓝牙音箱时无需配置，系统使用车载蓝牙语音系统实现相应功能)，该组态下的空气检测仪自动切换进入车载工作模式，可根据语音指令完成空气质量数据的播报，当检测数据超标时，检测仪将通过语音模块或车载蓝牙语音系统进行提醒。

环境监测记录组态：该组态适用于无网络接入条件、无电源接入条件下长期的环境数据监测，选配的模块组合为中心处理模块+传感器模块+可堆叠高能电池模块，该组态下的空气检测仪不与外界通信，监测数据记录在系统自带的存储装置中，系统根据预设的数据取样间隔时间自动开关机，使得系统处于最小能耗状态。

家用显示组态：该组态适用于家庭中固定放置的情况，选配的模块组合为中心处理模块+传感器模块+大型多功能显示模块。

新风/空气净化系统组态：该组态适用于作为新风系统或空气净化系统中的空气质量检测部分，可与新风系统或空气净化系统中的控制部分协作完成对系统的自动控制。选配的模块组合为中心处理模块+传感器模块。

如图9-12所示，本发明的具有机械、电气、数据连接功能的接口机构，包括连接插头1、螺口2以及自锁弹性接口3，连接插头1为圆柱状，其上端设置与螺口配合的螺纹，下端部具有导角，便于插入所述螺口，连接插头下端还设置周向的凹槽；连接插头和螺口分别由abs塑料x-1和镀金铜铍合金x-2制作，使用手指即可完成连接插头1在螺口2内的旋入及旋出动作；自锁弹性接口3由铍铜合金锁定环3-1和铍铜合金弹簧3-2组成，当连接插头插入螺口时，铍铜合金锁定环3-1嵌入连接插头1上的凹槽，从而完成机械锁定，同时连接插头1和铍铜合金锁定环3-1也是电源和数据线的触点，从而实现电气和数据连接。进一步，每个模块的顶面和底面分别有围绕螺口外围设置的凹槽4-1和凸点4-2，且位置分别一致，当两个模块叠加时，凸点嵌入凹槽内从而固定模块。

上面以文字和附图说明的方式阐释了本发明一些具体实施方式的结构，并非详尽无遗或限制于上述所述具体形式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。