一种合班教室空气质量监控装置的制作方法

本实用新型涉及室内空气检测领域，具体是一种合班教室空气质量自动监控装置。

背景技术：

随着社会和经济的发展，人们对于教育的重视程度日益提高。教室作为学生学习生活的一个重要场合，不可避免地受到了人们的普遍关注。在高校内，合班教室作为学生学习的主要场所而普遍使用，教室内的空气质量、环境状况直接影响着学生们的身体健康，空气中的CO2、PM2.5、甲醛等浓度的变化对学生的舒适度和情绪都有直接的关系，直接影响着学生的课堂学习质量。教室内有一个清新舒适的环境，将使学生的精神状态好，学习效率高，思维敏捷。因此，创造一个良好的学习环境对于提高教学质量有着积极的促进作用。但是目前由于受装修技术的限制或者过度装修，造成了教室中甲醛浓度增高，甲醛对眼、喉、上呼吸道和皮肤均可产生刺激作用，过量的甲醛气体会导致各种疾病；同时，我国环境质量的不断变差导致空气中PM2.5的含量不断增加，该细颗粒物质量微小可悬浮在空气中，对环境造成极大的污染，对人类健康的危害也越发的严重；合班教室内学生多、班容量大，学生呼出的二氧化碳也是造成室内空气质量下降的主要成分，二氧化碳虽然是无毒气体，但是二氧化碳浓度过高会导致头昏耳鸣等症状，直接影响学生的学习状态。教室内这些有害气体的增加，对学生的身体健康造成了巨大的影响。传统的教室环境监测系统实时性差、精度低、误差大、体积大、功能不齐全、同时消耗大量的人力，因此，研发一种智能化、自动化和低成本的空气检测与调节装置，对于教室内空气检测和空气质量改善具有十分重要的意义。

技术实现要素：

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种多功能、低功耗、智能化的教室内空气质量监测与控制装置，实现对合班教室内空气中CO2、细颗粒物和甲醛的监测和显示，并在CO2、细颗粒物和甲醛浓度超过限定值时启动空气净化器。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种合班教室空气质量监控装置，由上位机、CO2传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器、STM32主控单元、显示器、指示器、固态继电器和空气净化器组成。其中，CO2传感器与STM32主控单元的AD输入端相接，PM2.5传感器和甲醛传感器分别通过串口与STM32主控单元的输入端相接，STM32主控单元的输出端分别与显示器、指示器和固态继电器相接，固态继电器与空气净化器相接。

本实用新型的其他技术特点：所述的CO2传感器采用MG811型二氧化碳浓度检测传感器模块。所述的PM2.5传感器采用AS-AQM101型PM2.5颗粒检测模块。所述的甲醛传感器采用DS-HCHO型数字甲醛传感器模块。所述的STM32主控单元采用STM32F103RBT6增强型32位处理器。所述的显示器采用LCD12864液晶显示器。所述的指示器采用绿、红色发光二极管。所述的固态继电器采用Infineon-75R12MS4。

本实用新型利用上位机所安装的软件对其主控单元进行程序的编写，设定各监测参量的阈值；利用三种传感器实时监测合班教室内空气质量，将采集到的信息传送到处理器进行分析、比对处理，并将分析对比的结果发送到相应的执行单元，完成监控装置的主要功能。当教室内空气质量达标时，实时显示各监测参量的浓度值，并用绿色指示灯指示；当空气安全质量不达标时，红色指示灯点亮，以便提醒用户，同时自动启动合班教室内空气净化器工作，改善教室内的空气质量。该装置结构简单，集成性好，智能化程度高，能为用户提供安全可靠的空气质量环境。

附图说明

图1为本实用新型一种合班教室空气质量监控装置的结构示意图。

附图标记：(1)上位机；(2)CO2传感器；(3)PM2.5传感器；(4)甲醛传感器；(5)STM32主控单元；(6)指示器；(7)显示器；(8)固态继电器；(9)空气净化器。

具体实施方式

下面将结合附图做进一步说明。

如图1所示，基于本实用新型技术方案的一种合班教室空气质量监控装置，包括上位机(1)、CO2传感器(2)、PM2.5传感器(3)、甲醛传感器(4)、STM32主控单元(5)、指示器(6)、显示器(7)、固态继电器(8)和空气净化器(9)。其中，上位机(1)利用软件进行编写程序，通过串口对STM32主控单元(5)进行程序烧写；CO2传感器(2)与STM32主控单元(5)的AD输入端相接，PM2.5传感器(3)和甲醛传感器(4)分别通过串口与STM32主控单元(5)的输入端相接，STM32主控单元(5)的输出端分别与显示器(7)、指示器(6)和固态继电器(8)相接，固态继电器(8)与空气净化器(9)相接。

在本实用新型中，所述的STM32主控单元(5)采用的是由意法半导体公司推出的基于ARMCortex-M3内核的STM32F103RBT6增强型32位处理器，该CPU频率为72MHz，拥有128K程序空间，20K的RAM，配备2个16通道的AD转换器，足以满足用户程序的存储和处理，是合班教室空气监控装置的核心部件，主要将采集的信息进行分析、对比，将分析对比的结果发送到相应的执行单元，完成监控装置的主要功能。

所述的上位机(1)安装有MDK软件，利用该软件进行程序的的编写，调试，通过串口通信将程序烧写到STM32主控单元中。

所述的CO2传感器(2)MG811所采集的室内二氧化碳信息经过AD转换后输送给处理器进行运算和处理，得到教室中二氧化碳的浓度值。MG811二氧化碳浓度检测传感器模块，其模拟电压信号输出0-2V/0-4V，检测范围：0-10000ppm，具有温度补偿功能，可以实现全温范围检测。

所述的PM2.5传感器(3)AS-AQM101所采集的室内PM2.5颗粒检测信息通过串口直接输入给处理器进行运算和处理，得到教室中PM2.5的浓度值。AS-AQM101PM2.5颗粒检测模块的测量范围(当量换算值)：0-500μg/m³，以数字接口形式输出。

所述的甲醛传感器(4)DS-HCHO所采集的室内甲醛浓度信息通过串口直接输入给处理器运算和处理，得到教室中甲醛的浓度值。

本实用新型的工作过程：利用上位机(1)所安装的软件对其主控单元(5)进行程序的编写，设定各监测参量的阈值；CO2传感器(2)、PM2.5传感器(3)和甲醛传感器(4)将检测到的合班教室空气中CO2、PM2.5和甲醛气体浓度的信息输入到STM32主控单元(5)中进行分析比对、处理；STM32主控单元(5)对信息处理后将CO2、PM2.5、甲醛气体浓度情况通过液晶显示器(7)实时显示，并用指示器(6)进行指示。如果CO2、PM2.5和甲醛气体浓度有一项或多项超过设定的阈值，则通过指示器(6)发出信号进行指示，以提醒用户；同时监控系统自动启动教室内空气净化器(9)，以改善合班教室内的空气质量。

此处说明描述了本实用新型的某些特征及一种实现方法，但其他基于本实用新型技术方案的结构变化、替代和修改也应包括在本实用新型权利要求的保护范围内，具体保护范围由所附的权利要求范围为准。