本实用新型涉及城市环境监测设备技术领域，具体涉及集紫外强度、光照强度和太阳辐照度的环境监测设备。
背景技术：
随着经济和科技的不断发展，毫无节制的肆意掠取使自然环境越来越恶劣，各种灾难随之而来，极大的破坏了人类生存和发展的空间。环境保护问题已成为社会焦点问题之一，如何更好的处理、解决和保护环境中出现的各种问题，利用先进的科学技术来防治，已成为目前迫切解决的问题。
专利号为：201220408109.5的中国专利公开了一种手持式气象信息采集仪，包括壳体，所述壳体上设有LCD以及风速风向传感器和手动选择开关，所述壳体内设有GPS模块、GSM模块、温湿度传感器、大气压传感器和处理单元，所述处理单元根据所述手机开关的选择，选择接收所述GPS模块、温湿度传感器、大气压传感器的检测数据，并将所述检测数据显示在所述LCD上，同时通过GSM模块传输给指定的接收设备。可实时检测风向、风速、温度、湿度、日期时间、经度、纬度、海拔高度、大气压等气象信息，并能通过LCD液晶显示屏显示和通过GSM短信方式将气象信息上传到指定的接收设备，操作简单，适合在非气象专业场合使用。但是，该专利作为一种手持式气象信息采集仪，未涉及城市中人们十分关心的光照、紫外线等环境信息进行监测，功能单一。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种集紫外强度、光照强度和太阳辐照度的环境监测设备，其优点是可以对城市检测点的光照强度、紫外线强度进行监测。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
集紫外强度、光照强度和太阳辐照度的环境监测设备，包括外壳以及设置在外壳底壁内的母板，所述母板上分别连接有风速风向板、图像识别板、主处理板以及光学板，所述风速风向板、图像识别板、主处理板以及光学板上均设置有独立的ARM处理器，所述风速风向板上设置有风速风向检测模块，所述光学板上设置有光照检测模块、紫外线检测模块以及太阳辐照检测模块，母板上还设置有水深检测模块以及温湿度检测模块，所述紫外线检测模块包括与光学板连接的紫外线传感器以及检测电路。
通过上述技术方案，光照检测模块可以检测当前光照强度，紫外线检测模块可以检测当前紫外线参数，光照检测模块以及紫外线检测模块将光照强度信息以及紫外线强度信息传输到光学板上，光学板将光照强度信号以及紫外线强度信号传输到与母板连接的主处理板；水深检测模块可以检测道路上积水深度，从而对降雨量进行检测，温湿度检测模块可以检测当前环境的温度值以及湿度值，太阳辐照检测模块可以对太阳辐照度进行检测并将检测信号发送到光学板上ARM处理器，紫外线传感器可以检测当前环境的紫外线强度并与检测电路配合将紫外线参数值传输到光学板上ARM处理器的ADC部分进行处理，从而对城市环境的各项参数进行全面检测，与母板连接的主处理板对检测到的各项参数据进行处理。
本实用新型进一步设置为：所述检测电路包括电流采样电路以及放大电路，所述电流采样电路包括第一运放器，所述第一运放器正向输入端耦接紫外线传感器正极，所述第一运放器反向输入端耦接紫外线传感器负极，同时反向输入端与第一运放器输出端耦接。
通过上述技术方案，电流采样电路可以采集从紫外传感器流出的电流，使第一运放器输出的电流更加稳定，便于后续的信号放大。
本实用新型进一步设置为：所述放大电路包括第二运放器，所述第二运放器正向输入端耦接第一运放器输出端，所述第二运放器反向输入端耦接传感器正极，所述第二运放器输出端连接光学板上的ARM处理器。
通过上述技术方案，电流采样电路输出的电流经过470K的电阻转化为电压信号，放大电路可以将采集到的电压信号进行放大并输入ARM处理的模数转换引脚。
本实用新型进一步设置为：所述太阳辐照检测模块包括太阳辐照传感器以及信号放大电路，所述太阳辐照传感器型号为FU-G004JS。
通过上述技术方案，太阳辐照传感器接收到太阳照产生变化的电流信号，经过电阻R3转化为电压信号输入信号放大电路，信号放大电路对太阳辐照传感器输出的电压信号进行放大并传输到光学板上ARM处理器的ADC部分进行处理。
本实用新型进一步设置为：所述光照检测模块包括与光学板连接的光照传感器，其型号为BH1730FVC。
通过上述技术方案，光照传感器可以实时检测当前环境的光照强度值和紫外线强度，并将检测信号发送到光学板。
本实用新型进一步设置为：所述水深检测模块为超声波水深检测仪，所述超声波水深检测仪通过母板与所述主处理板连接。
通过上述技术方案，超声波水深检测仪可以检测道路中积水深度，进而对城市降雨量以及路况进行检测。
本实用新型进一步设置为：所述温湿度检测模块包括温度传感器以及湿度传感器，所述外壳一端设置有与其固定连接的保护罩，所述温度传感器以及湿度传感器设置在保护罩内。
通过上述技术方案，温湿度传感器可以对当前环境的温度以及湿度进行检测，保护罩对温湿度传感器起到保护作用。
本实用新型进一步设置为：所述外壳顶端设置有透明材质的透光板，所述透光板边缘部分设通过螺钉固定在外壳上，所述光学板设置在透光板下方。
通过上述技术方案，透光板可以保证光学板能接收到光照，同时起到密封作用，透光板与外壳通过螺钉固定使透光板便于拆卸。
本实用新型进一步设置为：所述图像识别板上连接有摄像头，所述摄像头设置在外壳底部用于对人流量、车流量的实时监控。
通过上述技术方案，摄像头可以对路况进行实时拍摄，对道路人流量、路况等信息进行实时监控。
本实用新型进一步设置为：还包括有用于检测噪音的噪音检测模块，所述噪音检测模块包括与主处理板连接的噪音检测板，所述噪音板连接有麦克风矩阵拾音器。
通过上述技术方案，采用麦克风矩阵拾音，亦即在四个麦克风的正前方形成一个接收区域。在频率响应中也可以根据时域中波束形成与空间滤波器相仿的应用，分析出接收到语音信号音源的方向以及其变化。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型可以对城市环境的光照强度、紫外线强度、风速风向、太阳辐照度、温湿度信息进行检测，判断天气情况，同时还可以通过超声波检测道路水深，对路况进行监控；外壳底壁设置有摄像头，可以对道路人流量、车流量进行实时监控。
附图说明
图1是该设备外观结构图；
图2是该设备正视图；
图3是体现ARM处理器示意图；
图4是体现光照检测模块、紫外线检测模块以及光学板电路示意图；
图5是体现电源电路示意图；
图6是体现太阳辐照度检测模块电路示意图。
图中，1、外壳；2、母板；21、气体检测板；22、风速风向板；23、图像识别板；231、摄像头；24、主处理板；25、通讯板；3、光照检测模块；4、紫外线检测模块；41、电流采样电路；42、放大电路；5、水深检测模块；6、温湿度检测模块；7、透光板；8、噪音检测模块；9、太阳辐照检测模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1和图2所示，集紫外强度、光照强度和太阳辐照度的环境监测设备，包括外壳1以及设置在外壳1底壁内的母板2，母板2上分别连接有气体检测板21、风速风向板22、图像识别板23、主处理板24、通讯板25、噪音板、超声波测距板以及光学板，上述风速风向板22、图像识别板23以及主处理板24分别通过欧式板对板连接器与母板2连接，噪音板、超声波测距板以及光学板上通过XH连接器与母板连接。主处理板24用于处理气体检测板21、风向风速板22、图像识别板23、母板2所采集的环境信息，识别采集错误的环境信息与以剔除，保留正确的环境信息，当信号强度弱时，将采集到的环境信息，存储到SD卡中。采用稳定的TCP协议，将数据发送过程通过三个报文段完成连接的建立，确保数据发送的准确性。还包括有用于对上述元器件进行供电的电源电路（参照图5所示）。风速风向板22上连接有风速风向检测模块，光学板上连接有ARM处理器（见图3），ARM处理器外连接有光照检测模块3、紫外线检测模块4以及太阳辐照检测模块9，光学板用于进行光学量的采集，包括光照度，紫外线以及太阳辐照强度的采集，通过高速串口发送到主处理板24。母板2上还连接有水深检测模块5以及温湿度检测模块6。
如图3和4所示，紫外线检测模块4包括与母板2连接的紫外线传感器以及检测电路，紫外线传感器型号为GUVA-S12SD。检测电路包括电流采样电路41以及放大电路42，电流采样电路41包括第一运放器U1A，第一运放器U1A正向输入端耦接传感器正极，第一运放器U1A反向输入端耦接传感器负极，同时反向输入端与第一运放器U1A输出端耦接。电流采样电路41可以采集从紫外传感器流出的电流，电流在经过470K电阻后转化为电压信号，将电压信号输入到放大电路。放大电路42包括第二运放器U1B，所述第二运放器U1B正向输入端耦接第一运放器U1B输出端，第二运放器U1B反向输入端耦接传感器正极，第二运放器U1B输出端连接光学板上的ARM处理器。放大电路42可以将电流采样电路41采集到的电压信号进行放大并输入ARM处理器的模数转换引脚。母板2上还设置有通讯板25，ARM处理在接收到紫外线强度信号后将紫外线强度信号通过通讯板25发送到信息监控中心，用户可以在信息监控中心查看城市环境信息状况。
如图3和图4所示，光照检测模块3包括与ARM处理器连接的光照传感器，其型号为BH1730FVC。光照传感器可以实时检测当前环境的光照强度值，并将光照强度参数值发送到ARM处理器。
如图6所示，太阳辐照检测模块9包括太阳辐照传感器以及信号放大电路，太阳辐照传感器接收到太阳照产生变化的电流信号，经过电阻R3转化为电压信号输入信号放大电路，信号放大电路采用OP295型号的运算放大器，对太阳辐照传感器输出的电压信号进行放大并传输到光学板上ARM处理器的ADC部分进行处理。
如图2所示，水深检测模块5为超声波水深检测仪，超声波水深检测仪通过母板2与主处理板连接，超声波水深检测仪可以检测道路中积水深度，（该技术为现有技术，在此不做详细阐述），进而对城市降雨量以及路况进行检测。
风速风向板22用于二维风速风向的测量，采用四个呈V字排列的高精度RT超声换能器，此为现有技术，在此不做详细阐述。
如图2所示，温湿度检测模块6包括温度传感器以及湿度传感器，（图中未示出），外壳1一端设置有与其固定连接的保护罩，所述温度传感器以及湿度传感器设置在保护罩内。温湿度传感器可以对当前环境的温度以及湿度进行检测，保护罩对温湿度传感器起到保护作用。
如图1所示，外壳1顶端设置有透明材质的透光板7，透光板7边缘部分设通过螺钉固定在外壳1上，光学板设置在透光板7下方。透光板7可以保证光学板能接收到光照，同时起到密封作用，透光板7与外壳1通过螺钉固定使透光板7便于拆卸。光学板本身设有若干个通风口（图中未示出），通风口朝向壳体内部，用于避免温差下，透光板和板子不通风，造成光学透光板产生雾气，阳光不能照射到传感器上，对光学信号采集造成影响。并且光学板上设置有若干用于散热的透气孔，提高其散热性，避免光学板温度过高造成损坏。
如图2所示，还包括有用于检测噪音的噪音检测模块8，噪音检测模块8包括与主处理板连接的噪音检测板（图中未示出），噪音板连接有麦克风矩阵拾音器。采用麦克风矩阵拾音，亦即在四个麦克风的正前方形成一个接收区域。在频率响应中也可以根据时域中波束形成与空间滤波器相仿的应用，分析出接收到语音信号音源的方向以及其变化。
如图2所示，图像识别板23上连接有摄像头231，所述摄像头231设置在外壳1底部用于对人流量、车流量的实时监控。摄像头231可以对路况进行实时拍摄，对道路人流量、路况等信息进行实时监控。摄像头231采集视频信息，
图像识别板23用于采集摄像头所拍摄的视频，利用视频分析算法得到人流量、车流量的信息，并通过高速串口发送至主处理板24，
摄像头采集到的视频信息首先通过图像识别板23进行处理，处理完毕后，经母板2通过串口发送至主处理板24处理。便于工作人员对道路情况进行统一监控。
更具体的，如图4所示，光学板上还设置有电子罗盘，用于检测该设备的方向、倾斜角度等信息，电子罗盘采用型号为GY-271三轴电子罗盘，可以对设备的经度纬度以及高度进行检测，还可以检测设备的朝向信息，并将上述信息输入到光学板上的ARM处理器中进行处理。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。