本发明涉及空气质量监测，具体涉及一种空气质量监测系统。
背景技术：
目前，空气质量指标已成为衡量一个城市或地区环境条件是否优良的一个重要指标，当前的空气质量监测装置监测不能很全面的监测，且不能很直观的显示监测曲线，不能及时上传监测数据到上位机。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提供了一种空气质量监测。
本发明采用的技术方案是：一种空气质量监测系统，包括msp430单片机控制的监测设备、空气质量传感器、上位监测系统；msp430单片机控制的监测设备分别连接空气质量传感器、上位监测系统；空气质量传感器通过数据线连接监测设备；msp430单片机控制的监测设备通过采集空气质量传感器的信号，将数据信号通过监测设备进行分析处理及显示，并传给上位监测系统；上位监测系统能与监测设备进行通讯，控制监测设备。
进一步地，所述监测系统包括的：
空气质量传感器，用以监测空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度；
msp430单片机控制的监测设备，用以处理空气质量传感器监测的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，同时传给上位监测系统；
msp430单片机控制的监测设备的控制软件包括初始化模块、数据采集分析模块、液晶显示及菜单处理模块、通讯模块、报警模块、指示灯显示模块、复位模块；
初始化模块，用以进行监测设备的软件及硬件初始化；
数据采集分析模块，用以对监测设备采集的空气质量传感器监测的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据进行分析处理；数据采集分析模块中的监测算法根据历史数据进行对比，并根据季节及天气状况进行分析，绘制监测曲线，通过液晶显示及菜单处理模块显示空气质量分析曲线；包括对负氧离子含量的分析、氧气含量的分析、pm2.5含量的分析、pm10含量的分析、一氧化碳含量的分析、二氧化氮含量的分析、空气温度的分析、空气相对湿度的分析；氧离子含量大于1000个/立方厘米时进行报警、氧气含量在小于16%或大于60%时进行报警、pm2.5含量在24小时平均浓度小于75微克/立方米时进行报警、pm10含量在日平均大于0.15时进行报警、一氧化碳含量小于24ppm时进行报警、二氧化氮含量大于0.10毫克/立方米时进行报警；空气温度小于5摄氏度或大于35摄氏度时进行报警；空气相对湿度小于40%或大于70%时进行报警；
液晶显示及菜单处理模块，用以液晶显示器进行显示及菜单的操作处理；
通讯模块，用以监测设备与上位监测系统进行通讯；
报警模块，用以监测设备监测的空气质量数据出现异常时进行报警；
指示灯显示模块，用以控制监测设备的电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯进行显示；
复位模块，用以监测设备进行复位；
上位监测系统，用以接收监测设备上传的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，出现异常时进行报警；上位监测系统中的监测算法根据历史数据进行对比，并根据季节及天气状况进行分析，绘制监测曲线，通过液晶显示及菜单处理模块显示空气质量分析曲线；包括对负氧离子含量的分析、氧气含量的分析、pm2.5含量的分析、pm10含量的分析、一氧化碳含量的分析、二氧化氮含量的分析、空气温度的分析、空气相对湿度的分析；氧离子含量大于1000个/立方厘米时进行报警、氧气含量在小于16%或大于60%时进行报警、pm2.5含量在24小时平均浓度小于75微克/立方米时进行报警、pm10含量在日平均大于0.15时进行报警、一氧化碳含量小于24ppm时进行报警、二氧化氮含量大于0.10毫克/立方米时进行报警；空气温度小于5摄氏度或大于35摄氏度时进行报警；空气相对湿度小于40%或大于70%时进行报警。
更进一步地，所述上位监测系统包括负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、控制单元、数据分析处理单元；所述控制单元分别链接负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、数据分析处理单元；
显示单元通过界面显示空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度；空气质量指标出现异常时，显示单元以红颜色进行报警提示，并通过主控设备进行语音报警；
数据分析处理单元用以分析处理空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据；
控制单元用以综合控制负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、数据分析处理单元。
更进一步地，所述监测设备包括电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯、防爆机箱、液晶显示器、向上键、向下键、向左键、向右键、确认键、返回键、系统复位键、控制板、电源模块、电源接口、数据接口、usb接口；所述液晶显示器设置在防爆机箱前面板的左侧；所述电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯从左至右依次设置在液晶显示器的上方；所述向上键、向下键、向左键、向右键、确认键、返回键分别设置在液晶显示器的右侧；所述向左键、向右键分别设置在向上键、向下键的下方；所述确认键、返回键分别设置在向左键、向右键的下方；所述系统复位键设置的防爆机箱前面板的左下部；所述电源模块设置在防爆机箱内部底板的左部；所述控制板设置在防爆机箱内部底板的右部；所述电源模块电性连接控制板；所述电源接口、数据接口、usb接口分别设置在防爆机箱后面板的左部、中部、右部。
更进一步地，所述监测设备电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯分别用以显示监测设备电源的通电状态、监测设备的报警状态、监测设备正常运行状态；电源指示灯在监测设备电源通电时亮；报警指示灯在监测设备报警时亮；运行指示灯在监测设备正常运行时亮。
更进一步地，所述监测设备的向上键、向下键、向左键、向右键、确认键、返回键分别用以监测设备的菜单上翻、下翻、左移、右移、确认、返回；所述系统复位键用以监测设备复位。
更进一步地，所述监测设备的电源接口、数据接口、usb接口分别用以与电源模块连接、与空气质量传感器进行数据通讯、与上位监测系统进行数据通讯。
更进一步地，所述控制板的电路包括msp430单片机的cpu电路、数据采集电路、数据放大及滤波电路、通讯电路、电源管理电路、显示电路、模拟输出电路；所述控电路分别连接数据采集电路、数据放大及滤波电路、通讯电路、电源管理电路、显示电路、模拟输出电路；
所述数据采集电路，用以采集空气质量传感器采集的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的信号；
数据放大及滤波电路，用以对数据采集电路采集的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的信号进行放大及滤波处理；
通讯电路，用以msp430单片机与上位监测系统进行数据通讯；
电源管理电路，用以管理电源模块；
显示电路，用以通过液晶显示器显示数据；
模拟输出电路，用以将空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据通过液晶显示器菜单中的设置进行模拟输出。
本发明的优点：
本发明的空气质量监测系统能够全面的监测空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，出现异常时进行报警；且能够及时上传数据到上位机，上下位机同时能显示监测曲线及数据，功能完善；且下位监测设备为低功耗装置。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的一种空气质量监测系统的系统框图；
图2是本发明的一种空气质量监测系统的监测设备的正面结构示意图；
图3是本发明的一种空气质量监测系统的监测设备的的内部结构示意图；
图4是本发明的一种空气质量监测系统的监测设备的的背面结构示意图；
图5是本发明的一种空气质量监测系统的cpu电路原理图；
图6是本发明的一种空气质量监测系统的通讯电路原理图；
图7是本发明的一种空气质量监测系统的电源管理电路原理图。
附图标记：
1为电源指示灯、2为报警指示灯、3为运行指示灯、4为防爆机箱、5为液晶显示器、6为向上键、7为向下键、8为向左键、9为向右键、10为确认键、11为返回键、12为系统复位键、13为控制板、14为电源模块、15为电源接口、16为数据接口、17为usb接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，如图1所示，一种空气质量监测系统，包括msp430单片机控制的监测设备、空气质量传感器、上位监测系统；msp430单片机控制的监测设备分别连接空气质量传感器、上位监测系统；空气质量传感器通过数据线连接监测设备；msp430单片机控制的监测设备通过采集空气质量传感器的信号，将数据信号通过监测设备进行分析处理及显示，并传给上位监测系统；上位监测系统能与监测设备进行通讯，控制监测设备。
msp430单片机控制的监测设备为低功耗装置，省电节能。
所述监测系统包括的：
空气质量传感器，用以监测空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度；
msp430单片机控制的监测设备，用以处理空气质量传感器监测的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，同时传给上位监测系统；
msp430单片机控制的监测设备的控制软件包括初始化模块、数据采集分析模块、液晶显示及菜单处理模块、通讯模块、报警模块、指示灯显示模块、复位模块；
初始化模块，用以进行监测设备的软件及硬件初始化；
数据采集分析模块，用以对监测设备采集的空气质量传感器监测的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据进行分析处理；数据采集分析模块中的监测算法根据历史数据进行对比，并根据季节及天气状况进行分析，绘制监测曲线，通过液晶显示及菜单处理模块显示空气质量分析曲线；包括对负氧离子含量的分析、氧气含量的分析、pm2.5含量的分析、pm10含量的分析、一氧化碳含量的分析、二氧化氮含量的分析、空气温度的分析、空气相对湿度的分析；氧离子含量大于1000个/立方厘米时进行报警、氧气含量在小于16%或大于60%时进行报警、pm2.5含量在24小时平均浓度小于75微克/立方米时进行报警、pm10含量在日平均大于0.15时进行报警、一氧化碳含量小于24ppm时进行报警、二氧化氮含量大于0.10毫克/立方米时进行报警；空气温度小于5摄氏度或大于35摄氏度时进行报警；空气相对湿度小于40%或大于70%时进行报警；
液晶显示及菜单处理模块，用以液晶显示器进行显示及菜单的操作处理；
通讯模块，用以监测设备与上位监测系统进行通讯；
报警模块，用以监测设备监测的空气质量数据出现异常时进行报警；
指示灯显示模块，用以控制监测设备的电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯进行显示；
复位模块，用以监测设备进行复位；
上位监测系统，用以接收监测设备上传的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，出现异常时进行报警；上位监测系统中的监测算法根据历史数据进行对比，并根据季节及天气状况进行分析，绘制监测曲线，通过液晶显示及菜单处理模块显示空气质量分析曲线；包括对负氧离子含量的分析、氧气含量的分析、pm2.5含量的分析、pm10含量的分析、一氧化碳含量的分析、二氧化氮含量的分析、空气温度的分析、空气相对湿度的分析；氧离子含量大于1000个/立方厘米时进行报警、氧气含量在小于16%或大于60%时进行报警、pm2.5含量在24小时平均浓度小于75微克/立方米时进行报警、pm10含量在日平均大于0.15时进行报警、一氧化碳含量小于24ppm时进行报警、二氧化氮含量大于0.10毫克/立方米时进行报警；空气温度小于5摄氏度或大于35摄氏度时进行报警；空气相对湿度小于40%或大于70%时进行报警。
所述上位监测系统包括负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、控制单元、数据分析处理单元；所述控制单元分别链接负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、数据分析处理单元；
显示单元通过界面显示空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度；空气质量指标出现异常时，显示单元以红颜色进行报警提示，并通过主控设备进行语音报警；
数据分析处理单元用以分析处理空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据；
控制单元用以综合控制负氧离子含量单元、氧气含量单元、pm2.5含量单元、pm10含量单元、一氧化碳含量单元、二氧化氮含量单元、空气温度单元、空气湿度单元、显示单元、数据分析处理单元。
参考图2至图4，如图2至图4所示，所述监测设备包括电源指示灯1、报警指示灯2、运行指示灯3、防爆机箱4、液晶显示器5、向上键6、向下键7、向左键8、向右键9、确认键10、返回键11、系统复位键12、控制板13、电源模块14、电源接口15、数据接口16、usb接口17；所述液晶显示器5设置在防爆机箱4前面板的左侧；所述电源指示灯1、报警指示灯2、运行指示灯3从左至右依次设置在液晶显示器5的上方；所述向上键6、向下键7、向左键8、向右键9、确认键10、返回键11分别设置在液晶显示器5的右侧；所述向左键8、向右键9分别设置在向上键6、向下键7的下方；所述确认键10、返回键11分别设置在向左键8、向右键9的下方；所述系统复位键12设置的防爆机箱4前面板的左下部；所述电源模块14设置在防爆机箱4内部底板的左部；所述控制板13设置在防爆机箱4内部底板的右部；所述电源模块14电性连接控制板13；所述电源接口14、数据接口15、usb接口16分别设置在防爆机箱4后面板的左部、中部、右部。
所述监测设备电源指示灯1、报警指示灯2、运行指示灯3分别用以显示监测设备电源的通电状态、监测设备的报警状态、监测设备正常运行状态；电源指示灯1在监测设备电源通电时亮；报警指示灯2在监测设备报警时亮；运行指示灯3在监测设备正常运行时亮。
所述监测设备的向上键6、向下键7、向左键8、向右键9、确认键10、返回键11分别用以监测设备的菜单上翻、下翻、左移、右移、确认、返回；所述系统复位键12用以监测设备复位。
所述监测设备的电源接口15、数据接口16、usb接口17分别用以与电源模块连接、与空气质量传感器进行数据通讯、与上位监测系统进行数据通讯。
所述控制板13的电路包括msp430单片机的cpu电路、数据采集电路、数据放大及滤波电路、通讯电路、电源管理电路、显示电路、模拟输出电路；所述控电路分别连接数据采集电路、数据放大及滤波电路、通讯电路、电源管理电路、显示电路、模拟输出电路；
参考图5，如图5所示，cpu电路，用以进行监测设备控制，时钟芯片u2为ds1302。
所述数据采集电路，用以采集空气质量传感器采集的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的信号；
数据放大及滤波电路，用以对数据采集电路采集的空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的信号进行放大及滤波处理；
参考图6，如图6所示，通讯电路，用以msp430单片机与上位监测系统进行数据通讯；通讯电路以通讯芯片u6进行通讯控制。
参考图7，如图7所示，电源管理电路，用以管理电源模块；电源管理芯片u9用以管理电源。
显示电路，用以通过液晶显示器5显示数据；
模拟输出电路，用以将空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据通过液晶显示器5菜单中的设置进行模拟输出。
本发明的空气质量监测系统能够全面的监测空气中负氧离子含量、氧气含量、pm2.5含量、pm10含量、一氧化碳含量、二氧化氮含量、空气温度、空气湿度的数据，对数据进行分析处理并显示，出现异常时进行报警；且能够及时上传数据到上位机，上下位机同时能显示监测曲线及数据，功能完善；且下位监测设备为低功耗装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。