一种基于多合一传感器的环境数据实时采集监测系统的制作方法

本实用新型属于智能环境监测领域，具体涉及一种基于多合一传感器的环境数据实时采集监测系统。

背景技术：

在现代人类生产生活中，对身边环境数据的采集监测有着十分重要的地位。人们可以通过对身边环境信息的监测，来调整不同条件下的各类生产生活。随着社会的发展，人们对各类环境信息监测的要求越来越高，智能化、准确性、便捷性的需求越来越迫切。

因此，一种智能复合型的环境数据实时采集监测系统能够迎合市场需要，能够有效解决此类日益突出的生产生活矛盾，研究对身边环境情况的实时采集监测有着极大的科学及经济价值。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种基于多合一传感器的环境数据实时采集监测系统，能够实现对多地多种环境数据的远程实时采集监测。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种基于多合一传感器的环境数据实时采集监测系统，其特征在于：包括环境采集监测模块和用户控制处理模块，所述环境采集监测模块包括环境采集模块、A/D转换模块、ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块和SD卡模块，所述用户控制处理系统包括ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块、SD卡模块、FLASH储存芯片、LCD屏模块和预警报警模块；所述环境采集监测模块和用户控制处理模块通过无线传输模块和RS-485通信模块连接，所述环境采集监测模块中环境采集模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块、SD卡模块、RS-485通信模块和无线传输模块分别与ARM芯片相连，所述用户控制处理模块中ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块、SD卡模块、FLASH储存芯片、LCD屏模块和预警报警模块分别与ARM芯片连接。

对上述技术方案的进一步设计为：所述环境采集模块为四合一环境传感器，该四合一环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器及气体传感器。

所述环境采集模块设有若干个。

所述用户控制处理模块采用八路数据采集通道。

所述无线传输模块为nRF24L01无线射频芯片。

所述用户控制处理模块中还包含WiFi模块，所述WiFi模块与ARM芯片连接。

该系统还包括电源模块，所述电源模块用于为环境采集监测模块和用户控制处理模块供电。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的环境数据实时采集监测模块，采用有线与无线数据通信相结合的数据传输方式，以适应在复杂条件下，信息传输的可靠性。

环境采集模块采用新型多合一传感器，外观可做到仅似一枚硬币大小，极大的降低了由于外装监测器对环境做出的影响。

用户处理端则采用八路数据采集通道，能够满足在多场合情况下，对多个地方环境信息进行同时实时采集监测的要求。

本系统具有外形小巧、功耗低、适应性强、维护成本低的特点，有着很强的实用及商业价值。。

附图说明

图1为本实用新型的系统的结构示意图；

图2为本实用新型的系统的结构框图；

图3为环境采集监测模块工作流程图；

图4为用户控制处理模块工作流程图；

图5为无线传输模块工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1和图2所示，本实施例的基于多合一传感器的环境数据实时采集监测系统，包括环境采集监测模块和用户控制处理模块，所述环境采集监测模块包括环境采集模块、A/D转换模块、ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块和SD卡模块，所述用户控制处理系统包括ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块、SD卡模块、FLASH储存芯片、LCD屏模块和预警报警模块；所述环境采集监测模块和用户控制处理模块通过无线传输模块和RS-485通信模块连接，所述环境采集监测模块中环境采集模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块、SD卡模块、RS-485通信模块和无线传输模块分别与ARM芯片相连，所述用户控制处理模块中ARM芯片、无线传输模块、RS-485通信模块、SD卡模块、FLASH储存芯片、LCD屏模块和预警报警模块分别与ARM芯片连接。

本实施例的系统中还包括电源模块，所述电源模块用于为环境采集监测模块和用户控制处理模块供电。

本实施例中环境采集监测模块可设有八个，环境采集模块采用博世BME680四合一环境传感器，可以在一块封装仅为3mm*3mm大小的传感器上，同时测量温度、湿度、气压、气体等数据信息。环境传感器将采集到的环境数据模拟量，通过自带的A/D转换模块，将环境模拟量转变成对应的数字量，通过电平信号传给ARM(Cortex-M3)芯片，经过ARM芯片处理，可以将数据临时储存在外接的SD卡模块中，以方便在实际过程中，需要的时候直接读取。经过ARM芯片处理的环境数据，通过RS-485通信模块串口将环境数据传给用户控制处理模块。具体流程图如图3所示。

用户控制处理模块设计为8通道的数据采集器，可同时采集8路数据信号，由通信距离长且可靠稳定的RS-485通信模块接口与各个环境采集监测模块进行连接，RS-485通信模块采用半双工工作方式，RS-485总线上通常支持挂接多达32个设备，完全满足工作需求。

用户控制处理端主要具有数据处理、预警报警、数据存储、数据显示和数据传输的功能。用户控制处理端将下面环境采集监测端采集到的数据信号进行处理后，存储在其内部的Flash储存芯片中，同时设计采用内部储存+外部储存的方式，以确保数据储存空间足够和数据储存安全。对于异常的环境数据，用户控制处理端通过其外设的预警报警模块进行报警，提醒工作人员做出相应的处理，本实施例中预警报警模块采用蜂鸣器装置。在用户控制处理模块的正面还设计有LCD显示屏，能够将采集到的环境数据实时显示在LCD显示屏上，增加设备的可读性与便捷性。同时，其还带有WiFi模块，能够将采集到的环境数据通过网络传输到云端，供其他用户使用。其工作流程图如图4所示。

为了增强本系统数据采集监测的高效性与便捷性，可在环境采集监测模块和用户控制处理模块中增加传输模块，本实施例采用nRF24L01无线射频收发模块，环境采集监测端中的主控芯片ARM(Cortex-M3)通过自带的SPI，将模数转换后的数字信号传输到nRF24L01无线模块中，射频发射芯片nRF24L01进行数据的无线传输。

在用户控制处理模块的接收端，射频接受芯片nRF2401接收到有效的数据后传输给用户控制处理端的主控芯片ARM(Cortex-A8)，ARM(Cortex-A8)经过处理储存，并将处理后的数据显示在LCD屏上，用户可以根据得到的信息进行评估分析。其设计流程图如图5所示。

本实用新型的不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。