一种家用空气质量监测装置

本申请属于空气质量监测技术领域，特别是涉及一种家用空气质量监测装置。

背景技术：

近年来，国内雾霾问题非常严重，普通市民对所处环境的空气质量变得非常关注，这些空气污染物通过呼吸系统进入人体，能够破坏人体的各个器官，诱发癌症等致命的疾病，每年会导致全球700万人过早死亡。在美国和德国等发达国家，学术研究发现室内空气质量可能比室外空气更差。全球50％的人处于室内空气污染中，90％新居的装饰物及家具甲醛超标，成为室内空气的主要污染源。儿童、孕妇和病人等在室内时间比较长的人群成为了主要的受害人群，九成以上的白血病患儿与家庭室内装修有关。尽管环保部或相关机构会定期公布城市区域的室外空气质量，然而室内的空气质量的数据依然还是空白，只能通过联系专业的监测机构上门服务或者购买家用空气质量监测仪器来获取。

现有的家用空气质量监测装置尺寸较大且操作复杂。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

基于现有的家用空气质量监测装置尺寸较大且操作复杂的问题，本申请提供了一种家用空气质量监测装置。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种家用空气质量监测装置，包括依次连接的空气质量监测单元、数据传输单元、数据存储单元和显示单元，所述空气质量监测单元与所述显示单元连接；所述空气质量监测单元，用于对室内的空气质量进行监测；所述数据传输单元，用于连接数据存储单元，并将采集的数据传送至所述数据存储单元；所述数据存储单元，用于存储采集的所有空气质量监测数据；所述显示单元，用于显示空气质量的相关监测数据并进行提醒。

可选地，所述空气质量监测单元包括甲醛传感器、二氧化碳传感器、tvoc传感器、pm2.5传感器、温度传感器和湿度传感器。

可选地，所述甲醛传感器的监测范围是0～2mg/m³，所述二氧化碳传感器的监测范围是350～5000ppm，所述tvoc传感器的监测范围是0～12mg/m³，所述pm2.5传感器的监测范围是5～2000μg/m³，所述温度传感器的监测范围是-9～50℃，所述湿度传感器的监测范围是20～90％rh。

可选地，所述数据传输单元包括cpu，所述cpu为stm32处理器。

可选地，所述显示单元包括led彩色显示屏、开关按键和参数设定按键。

可选地，所述显示单元还包括智能终端。

可选地，所述数据传输单元包括第一wifi模块，所述数据存储单元包括第二wifi模块，所述智能终端通过第一wifi模块获取空气质量的实时数据，所述智能终端通过第二wifi模块获取空气质量的历史数据。

可选地，还包括供电单元，所述供电单元分别与所述空气质量监测单元、所述数据传输单元和所述显示单元相连接。

可选地，所述供电单元包括锂电池、rtc电池和usb接口，所述usb接口与所述锂电池相连接，所述rtc电池为主板时钟纽扣电池。

可选地，所述家用空气质量监测装置长度小于48mm，宽度小于32mm，高度小于16mm。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的一种家用空气质量监测装置的有益效果在于：

本申请提供的家用空气质量监测装置，主要用于监测家中的空气污染物浓度，可以不间断地实时监测空气中的甲醛、二氧化碳、tvoc和pm2.5等污染物的浓度，同时具有污染物浓度超标提醒和安全预警功能。低功耗保证了设备可以进行不间断的在线监测，预警功能可以为用户的生活习惯提供改进的建议，保证室内空气的健康安全。本申请将各个传感器进行了高度集成，价格低，尺寸小，使用方便。

附图说明

图1是本申请的家用空气质量监测装置原理示意图；

图2是本申请的家用空气质量监测装置结构示意图；

图3是本申请的家用空气质量监测装置局部示意图；

图中：1-空气质量监测单元、2-数据传输单元、3-数据存储单元、4-显示单元、5-甲醛传感器、6-二氧化碳传感器、7-tvoc传感器、8-pm2.5传感器、9-温度传感器、10-湿度传感器、11-cpu、10-显示屏、12-开关按键、13-参数设定按键、14-供电单元、15-锂电池、16-rtc电池、17-usb接口、18-晶振、19-稳压器芯片、20-uart芯片、21-闪存芯片。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

rtc就是real-timeclock，原理上说就是主板需要一个电池给南桥里的计时器和cmos部分供电。同时也会给晶振供电使其发出实时时钟为时间提供基准计时。

室内空气品质的研究人员通常把他们采样分析的所有室内有机气态物质称为tvoc，它是volatileorganiccompound三个词第一个字母的缩写，各种被测量的voc被总称为总挥发性有机物tvoc(totalvolatileorganiccompounds)。

tvoc是三种影响室内空气品质污染中影响较为严重的一种。tvoc是指室温下饱和蒸气压超过了133.32pa的有机物，其沸点在50℃至250℃，在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。世界卫生组织(who)、美国国家科学院/国家研究理事会(nas/nrc)等机构一直强调tvoc是一类重要的空气污染物。美国环境署(epa)对voc的定义是:除了一氧化碳，二氧化碳，碳酸，金属碳化物，碳酸盐以及碳酸铵外，任何参与大气中光化学反应的含碳化合物。

目前，传统的高精度空气质量监测设备，主要应用在工业领域和科研领域，数值精准，但是价格昂贵且操作复杂，不适合普通的消费者在家中对于室内的空气质量进行长期连续监测。市场上几十元的手持式监测设备，价格便宜，功能简单，但是数据不全面不稳定不准确，容易对用户产生误导，影响室内人员的生命健康。市场上还有一些个人diy的监测模块，电路裸露在外，没有有效的保护措施，容易导致电路故障，甚至威胁到人身安全。

对于家居和工作场所的室内空气的监测设备，要求具有的低成本、低功耗、高精度和安全可靠等特性，传感器既要与空气充分接触，以便获取准确的数据，又要得到有效的保护，避免损坏和对人员的伤害。

参见图1～3，本申请提供一种家用空气质量监测装置，包括依次连接的空气质量监测单元1、数据传输单元2、数据存储单元3和显示单元4，所述空气质量监测单元1与所述显示单元4连接；所述空气质量监测单元1，用于对室内的空气质量进行监测；所述数据传输单元2，用于连接数据存储单元3，并将采集的数据传送至所述数据存储单元3；所述数据存储单元3，用于存储采集的所有空气质量监测数据；所述显示单元4，用于显示空气质量的相关监测数据并进行提醒。

本申请通过空气质量监测单元1采集各个参数的数据，通过数据传输单元2传输给显示单元4进行实时显示，同时数据传输单元2将采集到的数据传输给数据存储单元3进行存储，方便用户对历史数据进行查询。显示单元4可以对实时参数进行显示，同时可以设定用户可以接受的数值，当采集的数据超过设定数值时，显示单元4对超过设定值的数据进行闪烁提醒用户，能及时通知室内人员，注意空气质量问题，及时采取必要的自我保护措施。

可选地，所述空气质量监测单元包括甲醛传感器5、二氧化碳传感器6、tvoc传感器7、pm2.5传感器8、温度传感器9和湿度传感器10。

可选地，所述甲醛传感器5的监测范围是0～2mg/m³，所述二氧化碳传感器6的监测范围是350～5000ppm，所述tvoc传感器7的监测范围是0～12mg/m³，所述pm2.5传感器8的监测范围是5～2000μg/m³，所述温度传感器9的监测范围是-9～50℃，所述湿度传感器10的监测范围是20～90％rh。

本申请通过甲醛传感器5、二氧化碳传感器6、tvoc传感器7、pm2.5传感器8、温度传感器9和湿度传感器10对相应的参数进行监测采集相关数据，本申请中通过监测范围的选择，在满足家用的情况下，成本降至最低。

可选地，所述数据传输单元2包括cpu11，所述cpu11为stm32处理器。

可选地，所述显示单元4包括开关按键12和参数设定按键13。

开关按键12可开关主机，参数设定按键13可以对需要显示的参数的个数进行设定，同时可以设定每个参数可以接受的数值。

可选地，所述显示单元4还包括智能终端或者led彩色显示屏。

这里的led彩色显示屏可以设置在家用空气质量监测装置上，也可以单独设置，采用有线或者无线与家用空气质量监测装置进行连接。智能终端可以是电脑、平板或者手机，也可以将获取的数据嵌入微信，用户通过登录微信后，以对话框的形式进行查询。

可选地，所述数据传输单元3包括第一wifi模块，所述数据存储单元4包括第二wifi模块，所述智能终端通过第一wifi模块获取空气质量的实时数据，所述智能终端通过第二wifi模块获取空气质量的历史数据。

可选地，还包括供电单元14，所述供电单元分别与所述空气质量监测单元1、所述数据传输单元2、和所述显示单元4相连接。

可选地，所述供电单元14包括锂电池15、rtc电池16和usb接口17，所述usb接口17与所述锂电池15相连接，所述rtc电池16为主板时钟纽扣电池。

可以通过usb接口17给锂电池15充电，保证设备可以持续不间断工作；也可以通过usb接口外接其他设备，比如显示屏。

可选地，所述家用空气质量监测装置长度小于48mm，宽度小于32mm，高度小于16mm。

本申请涉及的装置还包括晶振18、稳压器芯片19、uart芯片20和闪存芯片21。

具有led彩色显示屏，可以方便用户查看室内污染物浓度；可以通过家用wifi模块实时上传各种污染物的数据，方便用户在后台查看历史数据；设备非常小巧，只有一张信用卡大小，可以随声携带并监测周边环境的空气质量。

本申请提供的家用空气质量监测装置，主要用于监测家中的空气污染物浓度，可以不间断地实时监测空气中的甲醛、二氧化碳、tvoc和pm2.5等污染物的浓度，同时具有污染物浓度超标提醒和安全预警功能。低功耗保证了设备可以进行不间断的在线监测，预警功能可以为用户的生活习惯提供改进的建议，保证室内空气的健康安全。本申请将各个传感器进行了高度集成，价格低，尺寸小，使用方便。