智能环境检测仪及系统的制作方法

本实用新型涉及环境检测技术领域，尤其是涉及一种智能环境检测仪及系统。

背景技术：

随着生活质量的提高，人们对自己的身体健康和生活的环境质量越来越重视，近年来环境污染越发加重，而人们又对周边环境情况不了解，使得人们处于一种焦虑状态，只有完全了解当前环境质量好坏之后，人们才能做出相应的措施加以应对，目前在生活中也有一些环境检测器，但其覆盖面积有限、大部分人离监测点很远，数据更新不及时、可靠性低、使用限制条件较多且价格昂贵，比如一些在线监测仪，没有网络或者不会使用网络的人使用起来非常不方便，且价格昂贵。

针对现有的环境检测器的时效性不高且使用限制条件较多的问题，目前尚未提出有效地技术方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种智能环境检测仪及系统，其实效性更高，使用更方便、简单。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能环境检测仪，包括：依次连接的传感器模块、A/D模块、控制模块和通信模块；传感器模块，用于采集环境信号，并将环境信号发送至A/D模块；A/D模块，用于将环境信号进行模数转换，得到环境数字信号；控制模块，用于接收环境数字信号，并根据环境数字信号判断环境参数是否超过设定阈值，得到判断结果；通信模块，用于接收控制模块发送的环境数字信号和判断结果，并转发至智能终端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，传感器模块至少包括以下多个：雾霾传感器、温度传感器、湿度传感器、光强传感器、噪声传感器和大气传感器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，控制模块还用于保存设定阈值，当环境数字信号对应的环境参数超过报警阈值时，向通信模块发送报警信息或控制报警模块进行报警。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，通信模块包括GPRS单元和/或GSM单元。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，还包括：输入模块，用于接收用户输入的控制信息；控制信息包括：通信信息和设定阈值信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，还包括：显示模块，用于接收控制模块发送的环境数字信号和判断结果。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，还包括：报警模块，用于当接收到控制模块发送的报警指令时，进行报警。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，还包括：电源模块，用于为装置提供电能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，电源模块包括双电源自动切换单元，用于切换太阳能电池供电或外电源供电。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种智能环境检测系统，包括上述第一方面及其可能的实施方式任一项提供的智能环境检测仪和多个智能终端；智能检测仪和各个智能终端通信连接；智能检测仪用于向各个智能终端发送环境信息和报警信息。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的智能环境测量仪及系统，包括了传感器模块、A/D模块、控制模块和通信模块，通过连接在A/D模块上的传感器模块来采集环境信号，并将该环境信号发送给A/D模块将其转换为数字信号，控制模块将数字信号其加工处理后实时更新环境信息并发送到通信模块进行通信，将多种传感器设备集成了一体，使用更简单、方便，而且能够实时获取环境数据。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型实施例提供的一种智能环境检测仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种智能环境检测仪的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种智能环境检测仪的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种智能环境检测仪的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种智能环境检测仪的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

随着工业的快速发展，空气质量的不断恶化，而人们对自己周边环境好坏却知之甚少，这更加提升了人们的忧虑感，使得人们一直生活在亚健康中。目前，在生活中也有一些环境监测器，但是环境检测器只在我国的几个主要城市监测，而且不能及时更新环境数据给我们，还有监测显示的数据和真实环境有很大差别，同时还有一些在线环境监测仪，如果没有网络或者不会使用网络的人使用起来非常的不方便，所以实用性并不高。

基于此，本实用新型实施例提供的一种智能环境检测仪、及系统，可以帮助人们了解所处环境Pm2.5、温度、湿度、光强、噪声、大气压的浓度和强度等数据，集多种传感器或检测装置一体，其实效性更强，使用更方便简单。

为便于对本实施例进行理解，以下对本实用新型实施例进行详细说明。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种智能环境检测仪，参见图1所示的智能环境检测仪的结构示意图，其中示出了传感器模块11、A/D模块12、控制模块13、通信模块14。

传感器模块11，用于采集环境信号，并将环境信号发送至A/D模块12。

其中，传感器模块11至少包括以下多个：雾霾传感器、温度传感器、湿度传感器、光强传感器、紫外线传感器和气体传感器、噪声传感器和大气传感器。相应地，雾霾传感器可以采集PM2.5(Fine Particulate Matter，细颗粒物)信号、PM10信号，温度传感器可以采集环境温度信号，湿度传感器可以采集环境湿度信号，光强传感器可以采集环境光照强度信号，紫外线传感器可以采集紫外线信号，气体传感器可以采集空气中NH3、H2S和CO等有害气体信号，噪声传感器可以采集环境声音信号，大气传感器可以采集大气压力信号，为了实现多种传感器集成一体，因此，上述各传感器模块都分别连接在A/D模块12上。

A/D模块12，用于将上述环境信号进行模数转换，得到环境数字信号。

考虑到各传感器采集的环境信号是电信号，控制模块并不能直接利用和处理，因此，需要先将该环境信号转化成环境数字信号，才能被控制模块处理。A/D模块(Analog-to-Digital Convert，模数转换)，可以将模拟信号转换为数字信号，常见与之相对应的还有D/A模块，即可以将数字信号转换为模拟信号。

控制模块13，用于接收环境数字信号，并根据环境数字信号判断环境参数是否超过设定阈值，得到判断结果。其中，上述控制模块还用于保存设定阈值，当环境数字信号对应的环境参数超过设定阈值时，向通信模块14发送报警信息或控制报警模块进行报警。

其中，控制模块13可以是STM32单片机芯片，或者是51单片机芯片、MSP430单片机芯片、TMS单片机芯片等其中的一种芯片，本实施例对控制模块的具体型号不作限定，满足需要控制的功能即可。以STM32单片机为例，该单片机以采用采用μC/OS-III为内核，当控制模块收到环境数字信号后，数字信号通过单片机的GPIO口传送至单片机，该单片机利用嵌入式μC/OS搭建人机交互界面，实时更新采集环境参数信号，并判断环境参数是否超过设定阈值，当环境参数达到设定的阈值时，立即通过通信模块发送报警信号传达给用户，从而达到预警的效果，其中，为了便于用户使用，嵌入式系统μC/OS是集成SIM卡驱动而设计的，SIM卡硬件部分与单片机串行口相连，在μC/OS内核中，调用SIM卡驱动程序，就完成了单片机与通信模块的通信。为了使得各项数据不互相干扰，能够有序进行，控制模块13还用于为各种数据检测分配相应的开关按键和一个能集中显示数据的总按键。

通信模块14，用于接收控制模块发送的环境数字信号和判断结果，并转发至智能终端。

其中，通信模块可以包括GPRS单元或GSM单元或GPRS单元和GSM单元。在通信方面，例如可以采用WF-SIM900A高品质串口GSM/GPRS模块，WF-SIM900A可通过串口传输标准的AT命令对模块进行控制，可以提供简单方便的GSM语音、短信及GPRS的数据通讯功能。该模块预留有TTL电平标准的串口，支持与使用3.3/5V电平标准的系统通讯，支持传输速率为1200bps至115200bps，默认为115200bps，STM32单片机与SIM模块进行串口通信来传输数据。在应用之前，需要先进行硬件测试，掌握GSM模块的通信方法后，再进行软件的开发。数据的发送和接收都以字符串的形式由单片机UART(通用异步收发器)与GSM模块连接来完成。该智能终端包括但不局限于移动终端，比如可以是手机、笔记本、平板或台式电脑等设备。

本实用新型实施例提供的智能环境检测仪，包括了传感器模块、A/D模块、控制模块和通信模块。通过依次连接在A/D模块上的传感器模块来采集环境信号，并将该环境信号发送给A/D模块将其转换为数字信号，控制模块将数字信号其加工处理后实时更新环境信息并发送到通信模块进行通信。本实用新型实施例提供的智能环境测量仪将多种传感器设备集成了一体，使用更简单、方便，而且能够实时获取环境数据，相比于传统的设备覆盖面积有限，时效性不高。本实用新型实施例提供的智能环境测量仪还可以自由广泛地应用于居民楼、大型商场、产业园等场所，从而获得更高的时效性。

参见图2所示的智能环境检测仪的结构示意图，该智能环境检测仪还包括：输入模块21，该输入模块用于接收用户输入的控制信息并将该控制信息发送到控制模块13上。该控制信息可以包括：通信控制信息和设定阈值信息。

为了可以判断环境参数是否超过设定的阈值，需要提前在输入模块21中输入Pm2.5、温度、湿度、光强、噪声、大气压等环境数据的上、下限。

为了使得环境数据更好的呈现给用户观看，智能环境检测仪还可以设置显示模块31，参见图3所示的智能环境仪的检测结构示意图，该显示模块31用于接收控制模块13发送的环境数字信号和判断结果。一般情况下，显示模块可以是带有触摸控制的LCD液晶显示屏或CRT显示屏，也可以是不带触摸控制的其它种类的显示屏，其中，带有触摸控制的显示屏还可以作为输入模块，用于输入控制指令、通信信息和设定阈值信息等。

参见图4所示的智能环境检测仪的结构示意图，该智能环境检测仪还包括：报警模块41，用于当接收到控制模块13发送的报警指令时，进行报警。其中，报警方式可以是无线报警或者智能环境检测仪报警，该无线报警可以是发送短信或网络数据，该智能环境检测仪报警可以是声音报警、震动报警或者灯光报警等。

该智能环境检测仪还包括电源模块，用于为所有模块提供电能。其中，电源模块包括双电源自动切换单元，用于切换太阳能电池供电或外电源供电。该电源模块拥有两种输入接口，分别是太阳能供电和外电源供电，太阳能供电采用太阳能板收集太阳能转换为电能输出DC5V接入开关模块；外电源供电采用市电220V转DC5V接入开关模块。两路电源并连输入，一般是太阳能供电优先供电，太阳能板供电不足时才自动切换为外电源供电，待太阳能板电量达到供电需求时，又自动切回到太阳能供电。

本实用新型实施例提供的智能环境检测仪，增加了输入模块来预先设置预警阈值信息、联系人信息和通信信息，显示模块用于在液晶显示屏上显示环境数据信息，还有报警模块给智能终端报警，有利于用户更加清楚地掌握所处环境的变化情况，能够在第一时间发出报警信号给智能终端，提醒用户提早做出预防，从而减少空气污染物及环境变化带来的伤害。

实施例二：

本实用新型实施例提供了一种智能环境检测仪，参见图5所示的智能环境测量仪的工作流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤S502，智能环境检测仪初始化。在运行时，需要将主界面上所有数据清零。

步骤S504，设置环境参数的阈值信息、联系人和通信信息并储存。

其中，联系人可以设置为用户姓名及联系方式，通信信息可以根据具体情况设置为以下两类信息：

当所测环境参数超过阈值时，通信信息可设置为：目前某某参数已超过正常值，请主人做好相应防护措施。

当所测环境参数没有超过阈值时，通信信息可设置为：目前环境参数一切正常，请主人放心。

步骤S506，采集和显示环境数据信息。

环境数据信息可以通过相应的传感器模块采集，采集的环境信息经过A/D模块电路转换后，将数字信号通过单片机的GPIO口传送至单片机，该单片机以采用采用μC/OS-III为内核，利用嵌入式系统μC/OS搭建人机交互界面，实时更新采集环境信息，并将该环境信息传送给显示模块，显示模块接收该环境信息然后显示在显示屏上。

步骤S508，判断环境信息是否超过环境预警阈值。如果是，执行步骤S510；如果否，结束流程。

其中，上述环境信息至少包含了以下几种：PM2.5、温度、湿度、光强、噪声、大气压，上述环境信息中只要其中任何一项及一项以上环境数据超过了相应的预警阈值，都将执行步骤S510，即只有当上述环境信息中所有环境数据都没有超过相对应的预警阈值时，才结束流程。

步骤S510，发送报警信息给智能终端。

本实用新型实施例提供的智能环境测量仪，与上述实施例提供的智能环境监测仪具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

实施例3

本实用新型实施例提供一种智能环境检测系统，包括上述实施例提供的任一项的智能环境检测仪和多个智能终端；智能检测仪和各个智能终端通信连接；智能检测仪用于向各个智能终端发送环境信息和报警信息。

本实用新型实施例提供的智能环境检测系统，与上述实施例提供的智环境检测仪具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例中技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。