本实用新型属于微环境监测技术领域，涉及一种基于石英晶体微天平的环境质量综合评估监测终端。
背景技术：
博物馆室内空气污染对文物的影响已引起国内外文物保护专家的高度重视，如何实时监测环境质量，最大限度地防止或减缓环境因素对文物的破坏，已成为国内外文物保护研究的重要内容之一，也是文物保存环境质量控制和博物馆环境管理的核心问题。实践表明，馆藏与陈列等文物保存微环境的净化和控制是适合我国国情的较为可行的主要应对方向，其主要的监测和控制方法可以在一定程度上借鉴微电子工业的洁净室的工作原理。在污染物浓度较低、难以实现直接监测的条件下，采用反应性监测的方法，对影响文物保存的多种环境因素进行综合评价，可以成为文物保存微环境质量监测和评估的手段。
石英晶体微天平作为一种微质量传感器，被广泛应用于气体、液体的成分分析以及微质量的测量、薄膜厚度的检测等，具有操作方便、使用成本低、无需标记、特异性好、灵敏度高和响应迅速的优点，最重要的是，可以直接对现场进行实时动态的监测，不需要对样品进行处理，符合博物馆对文物保存环境质量监测的要求。
现有基于石英晶体微天平的环境监测终端，包括多个石英晶体探头，其原理是：利用其中一个探头的输出频率作为基准频率，其余探头的输出频率作为被测频率，将被测频率和基准频率比较后，通过数据处理和相关计算获取环境中某污染物的含量。由于探头易受环境影响使得基准频率经常出现波动，致使现有监测终端的测试准确度较低。
技术实现要素：
为解决现有基于石英晶体微天平的环境监测终端测试准确度较低的技术问题，本实用新型提供了一种测试准确度高的反应性无线环境质量综合评估监测终端。
本实用新型的技术方案是：
反应性无线环境质量综合评估监测终端，包括处理器、模拟开关、N个涂覆不同敏感涂层的石英晶体传感器、与所述N个石英晶体传感器匹配的N个振荡电路；所述模拟开关与处理器相连，由处理器控制以切换测量通道；其特殊之处在于：
还包括高精度基准频率源、差频电路和频率信号发生器；
所述处理器和频率信号发生器共用一个高精度基准频率源；
所述模拟开关由通道选择器一和通道选择器二构成；所述通道选择器一中的N个通道分别接所述N个振荡电路的输出端；所述通道选择器一的输出端接差频电路的一个输入端；
所述通道选择器二的输入端接所述频率信号发生器的输出端，通道选择器二的输出端接所述差频电路的另一个输入端；
所述频率信号发生器与所述处理器相连，所述频率信号发生器由处理器控制产生当前监测通道所对应的参考频率信号，传输给所述通道选择器二；
所述差频电路的输出端与处理器连接，处理器根据差频电路的输出信号获取污染物数据。
进一步地，上述监测终端还包括与处理器相连的温湿度传感器。
进一步地，上述监测终端还包括通过电源管理模块与处理器相连的锂电池。
进一步地，上述监测终端还包括与处理器相连的存储器。
进一步地，上述监测终端还包括与处理器相连的无线通信模块。
进一步地，上述N＝3；三个石英晶体传感器分别涂覆有用于检测有机物污染物含量的聚苯胺、用于检测无机物污染物含量的铜以及用于检测含硫污染物的银。
与现有技术相比，本实用新型的优点：
1、本实用新型利用高精度基准频率源，通过处理器控制频率信号发生器产生不受环境因素影响的参考频率，提高了测量的准确度；考虑到每个石英晶体传感器存在频率偏差，因此在安装或者更换好石英晶体传感器后，处理器采用自适应算法，获取新安装或者新更换好的石英晶体传感器的频率值存储在存储器中(相当于事先标定)；在监测环境质量时，频率信号发生器根据存储在存储器中的当前监测通道所对应石英晶体传感器频率值产生匹配的频率信号作为参考频率，参与差频电路的信号处理，提高了测量精度；采用差频电路将测量频率与参考频率进行处理，提高了测量精度，降低了处理器工作频率，使电路易于实现，同时也降低了功耗。
2、通过温湿度补偿计算，使污染物监测数据更加准确。
3、利用锂电池供电，不受限于现场应用环境。
4、通过无线通信模块将监测数据远传，实现对现场环境质量进行在线监测。
5、三个石英晶体传感器表面分别涂覆聚苯胺、铜和银，可检测有机物污染物含量、无机物污染物含量和含硫污染物含量。
附图说明
图1是本实用新型实施例的原理图；
图2是本实用新型实施例的振荡电路原理图；
图3是本实用新型实施例模拟开关的原理图；
图4是本实用新型实施例差频电路的原理图。
具体实施方式
本实用新型的监测终端是基于石英晶体微天平的馆藏文物保存环境质量综合评估监测终端，通过表面涂覆不同敏感涂层的石英晶体传感器，实时监测环境中的有机污染物、无机污染物和含硫污染物等气体污染物，并通过无线方式将数据传输到远程监测平台。
参见图1，本实施例的监测终端由石英晶体传感器、振荡电路、频率信号发生器、由通道选择器一和通道选择器二构成的模拟开关、差频电路、处理器、无线通信模块、高精度基准频率源、温湿度传感器、存储器和电源管理模块、电池等组成。其中，处理器和频率信号发生器共用一个高精度基准频率源。
本实施例中，石英晶体传感器有三个，表面分别涂覆有用于检测有机物污染物含量的聚苯胺、用于检测无机物污染物含量的铜以及用于检测含硫污染物的银；三个石英晶体传感器对应三个不同的测量通道。
振荡电路有三个，三个振荡电路的输入端分别与三个石英晶体传感器连接；参见图2，振荡电路由反相器A1和A2、电容C1和C2、电阻R1和R2构成，石英晶体传感器与电容C1、C2构成LC谐振电路；振荡电路驱动石英晶体传感器产生谐振，输出频率为谐振频率的电压波形信号。
参见图3、图4和图1，高速模拟开关由通道选择器一和通道选择器二构成，差频电路主要由D触发器构成；通道选择器一的Vin1、Vin2、Vin3分别接振荡电路一、振荡电路二、振荡电路三的输出端，通过选择/切换振荡电路的输出端进行监测通道的选择/切换；通道选择器一的输出端Vout1与差频电路的D端口连接；通道选择器二的Vref端连接频率信号发生器的输出端，通道选择器二的输出端Vout2连接差频电路的CLK端；
由于不同石英晶体传感器其频率值不同，因此本实用新型在石英晶体传感器安装到位后，或者在更换好新的石英晶体传感器之后，处理器先要通过自适应算法(现有已知算法)获取三个通道上石英晶体传感器的频率值，并分别写入存储器中。监测环境质量时，处理器读出存储器在先存储的当前监测通道所对应石英晶体传感器频率值，根据读出的频率值控制频率信号发生器输出与读出的频率值匹配的频率信号，频率信号发生器输出的匹配频率信号输入通道选择器二的Vref端，作为参考频率信号，参与差频电路的信号处理。
差频电路输出端Vout与处理器的定时/计数器端口连接，定时/计数器对差频电路输出信号进行定时/计数，经过T时间后停止计数，处理器根据定时/计数值，计算出石英晶体传感器频率值，根据计算得到的频率值可以计算出污染物数据。
考虑到温湿度对石英晶体传感器有一定影响，本实施例还包括与处理器相连的温湿度传感器，处理器根据读取温湿度传感器的测量值对石英晶体传感器的频率值进行补偿。
为了使本实施例在现场无外部供电时仍能使用，本实施例还包括电源管理模块和锂电池；电源管理模块与处理器相连，由处理器控制电源管理模块对锂电池电压进行监测。
为实现远程控制，本实施例还包括与处理器相连的无线通信模块，通过无线通信模块将石英晶体传感器的频率值、锂电池电压值和温湿度参数远传至远程监测平台，实现实时在线监测。