一种基于arm的智能家用室内环境监测装置的制造方法
【专利摘要】本发明的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，属于通信技术领域，其结构有环境检测装置和通信装置，其特征在于，所述的环境检测装置由主控模块(1)以及与主控模块(1)相连的甲醛气体监测模块(2)和温湿度监测模块(4)构成，所述的通信装置由通信模块(3)构成。本发明能够有效测量当前室内环境并当环境质量不达标时进行及时提醒，同时，本发明促进了室内环境检测技术的进步，从而直接积极地影响环境检测行业的发展，完善改行业的电子市场。
【专利说明】
-种基于ARM的智能家用室内环境监测装置
技术领域
[0001] 本发明属于通信技术领域，具体设及一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置。
【背景技术】
[0002] 随着中国经济发展的越来越好，人们生活水平质量也快速提高。从而人们对自己 生活的环境W及对于自身健康生活的意识也在逐年提升。特别是中央电视台主持人柴静的 一段视频(对于雾曇的调查）：弯顶之下，更是引起很多人的关注与共鸣。因此对室内空气质 量监测的需求量也变得很大，其中，全国人们生活中最在乎的污染问题主要在W下方面。由 于房屋装修、霉菌、吸烟、杀虫喷雾剂W及PM2.5等带来的有害气体，如甲醒、苯、挥发性有机 物等致癌物质，可造成哮喘、头疼头晕、五官不适、一些种类的贫血病、血癌、腹中小孩发育 不良、小孩智力明显降低等很多种症状的疾病。特别是进入夏天，32°C或更高时，装饰装修 用料、家用的一些东西等释放出的有害气体变的越来越多，家里的污染变得越来越大，因此 而造成的大脑缺氧疾病增多，最常见的身体上下发抖、口眼不正常、注意力不集中为多，特 别影响人们的正常生活和工作。
[0003] 为了能够实时了解室内环境中的空气质量，提高家庭居住环境，需要对室内空气 中的有害气体进行有效的监测，W便采取有效的预防和改善措施。针对目前市场上室内空 气监测的产品价格很贵，测定时间长，功能不完善W及专用性弱的情况，并要专人进行控 审IJ，很难连续进行工作，每隔一定时间就需要进行重新设定。随着现代科学技术的发展，特 别是电子通信技术的快速发展使得测量仪器的度越来越高。从而使室内测量仪器仪表向着 智能化的方向迅速发展。然而，我国的智能家居环境监测才刚开始起步，但是也有一些技术 很强的公司从事此系统的开发与研究。此外，我们国内也有一些电子厂家在智能家居市场 上推广自主研发的智能家居空气质量监测装置。所W新的智能家用多功能监测系装置将是 今后一个时期的发展方向。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，利用无线通信原理，并利用网络技术、信息采集技术 和显示技术，提供一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，用来实时监测家庭内状况， 并在家庭室内环境异常时及时将室内相应的环境信息通过通信网络发送到用户的手机上。
[0005] 上述的技术问题通过W下的技术方案实现：
[0006] -种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其结构有环境检测装置和通信装置， 其特征在于，所述的环境检测装置由主控模块IW及与主控模块1相连的甲醒气体监测模 块2和溫湿度监测模块4构成，所述的通信装置由通信模块3构成。
[0007] 所述的主控模块1的结构为：ARM忍片STM32F103ZET6的8脚和9脚之间接频率为 32.768Ifflz的晶振Yl，同时8脚和9脚还分别通过电容Cl和电容C2接地，24脚连接晶振频率为 8M化的Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电阻Rl的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地， STM32F103ZET6的30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容巧 和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地，17 脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VDD;
[000引所述的甲醒气体监测模块2的结构为:MQ-138传感器的1脚接电源VDD，4脚接地，2 脚、3脚分别接运放UlA的同相输入端和反相输入端，运放UlA的4脚同时接电阻R3的一端、电 容C7的一端和场效应管Jl的D端，电阻R3和电容C7的另一端接到运放UlA的1脚，运放UlA的2 脚接地、5脚接电源VDD，3脚接场效应管Jl的S端并接地，场效应管Jl的G端接电阻R4的一端， 电阻R4的另一端接电源V孤，运放UlA的1脚与ARM忍片STM32103ZET6的69脚相连接；
[0009] 所述的通信模块3的结构为:忍片MC35 i的1~5脚接电源VDD，同时还通过电容C8接 地，6~10脚接地，同时接=极管Q2的发射极，15脚接=极管Q2的集电极，=极管Q2的基极接 电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻 R5的另一端作为通信模块3的"启动"端口，忍片MC35i的18脚和19脚分别与主控模块1中的 ARM忍片STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8接地，33脚和34脚之间接扬 声器，32脚通过电阻R9接=极管Q3的基极，=极管Q3的集电极通过电阻RlO接发光二极管Dl 的阴极，发光二极管D1的阳极接电源VDD，S极管Q3的发射极接地，忍片MC35 i的30脚接电阻 Rll的一端，电阻Rll的另一端通过电容C9接地，忍片MC35i的24脚和28脚同时与SIM卡的3脚 相连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27脚与SIM卡的1脚相连，29脚与SIM 卡的4脚相连；
[0010] 所述的溫湿度监测模块4的结构为:传感器忍片細Tl 1的GND端接地，VDD端接电源 ￥00,0414端接主控模块1中41?1忍片51]\02。1032616的34脚，0414端还通过电阻1?12接电源 VDD，SCK端接主控模块1中的ARM忍片STM32F103ZET6的137脚。
[0011] 电路的优选参数为，各电阻参数分别为，R1:1MQ，R2:10Q，R3:2MQ，R4:1M，R5、 R6:R7:10kQ，R8:2kQ，R9:1.化 Q，R10:10Q，Rll:lkQ，R12:4.化 Q ;各电容的参数分别 为，Cl:10uF，C2:10uF，C3:22uF，C4:22uF，C5:10uF，C6:0.1uF，C7:luf，C8:0.1uF，C9:10uF; 运放UlA的型号为：0PA333,场效应管Jl的型号为J175，S极管Q1、S极管Q2的型号均为 2N3904;发光二极管Dl的型号为BT102,电源VDD的电压为巧V。
[0012] 为了方便使用者实时查看室内环境信息，在本发明的基础上还可W增加显示模块 5;所述的显示模块5的结构为:液晶显示屏LCD12864的VDD端口和BLA端接电源VDD，VSS端口 和化K端接地，化端口接滑动变阻器R13的一端，滑动变阻器R13的另一端和滑线端接地，液 晶显示屏LCD12864的数据端DO~D7共8个引脚依次与主控模块1中ARM忍片STM32F103ZET6 的2~5脚、58~60脚和63脚共8个引脚相连。
[0013] 所述的显示模块6的优选电路参数为，滑动变阻器R13:10kQ。
[0014] 为了提高该装置的可移动性，在本发明的基础上还可W增加裡电池循环充放电模 块7,结构为：忍片BQ24074的脚1连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，忍片BQ24074 的2脚分别接电池 BTl的正极和粗电容ClO的一端，电池 BTl和粗电容ClO的另一端接地，忍片 BQ24074的3脚接电阻Rl 5的一端，电阻Rl 5的另一端接电阻Rl 6的一端，电阻Rl 6的另一端接 地，忍片BQ24074的4脚、6脚和14脚都接地，8脚接粗电容Cll的一端，粗电容Cll另一端接电 源VDD，忍片BQ24074的13脚直接接电源VDD，7脚和9脚分别接电阻R17的一端和电阻R18的一 端，电阻R17和电阻R18的另一端均接忍片BQ24074的11脚，忍片BQ24074的12脚、15脚和16脚 分别接电阻R19、电阻R20和电阻R21的一端，电阻Rl 9、电阻R20和电阻R21的另一端接地，忍 片BQ24074的4脚、6脚和14脚接地，5脚、IO脚、11脚均接粗电容Cl 2的一端，粗电容Cl 2的另一 端接地;忍片TPS61040的4脚接5脚，5脚接粗电容C16的一端和接电感Ll的一端，粗电容C16 的另一端接地，电感Ll的另一端接忍片TPS61040的1脚，还接二极管D2的阳极，二极管D2的 阴极接电容C13的一端、电阻R22的一端、电容C14的一端和粗电容C15的一端，电容C13的另 一端和电阻R22的另一端都接到忍片TPS61040的3脚上，电容C14和粗电容C15的另一端接 地，忍片TPS61040的3脚接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接电阻R24的一端，电阻R24的 另一端接忍片TPS61040的2脚，忍片TPS61040的脚2接地。
[0015] 所述的裡电池循环充放电模块7的优选电路参数为，各电阻参数分别为，R14、R17、 R18、R19、R20、R21:10K，R15、R16:lM，R22:4.7K，R23aK，R24:500;各电容的参数分别为， 010、(：14、(：16:4.7证，(：11:1证，(：12:10证，(：13:22口尸，(：15:10011尸；电感1^:4.7地，二极管02型 号:LN5819。
[0016] 本发明所述的裡电池循环充放电模块7,还可W采用如下改进结构：忍片LM358的 脚8接DC12V电压和电阻R25-端，电阻R25的另一端接滑动变阻器R26的一端和滑线端，还 接忍片LM358的脚3,滑动变阻器R26的另一端接电阻R27的一端并接等电势端，电阻R27的另 一端分别接电阻R28的一端和地，电阻R28的另一端分别接忍片LM358的脚1和二极管D3的阳 极，二极管D3的阴极同时接电容C17的一端和忍片LM358的脚6,电容C17的另一端接等电势 端，忍片LM358的脚4接电阻R33的一端和地，电阻R33的另一端接忍片LM358的脚5,还接电阻 R31和电阻R30的一端，电阻R30的另一端接电容C16的一端、忍片LM358的8脚和二极管D4、 D5、D6的阳极，电阻R31的另一端分别接忍片LM358的脚7和电阻R32的一端和电阻R29的一 端，电阻R29的另一端接忍片LM358的脚6，电阻R32另一端接S极管Q3的基极，S极管Q3的发 射极接等电势端，=极管Q3的集电极端同时接二极管D8、D9的阴极，二极管D7的阳极同时接 二极管D11、二极管D9的阳极，二极管Dll的阴极接=极管Q4的发射极和等电势端，=极管Q4 的基极接电阻R34的一端，电阻R34的另一端接稳压二极管D12的阳极，稳压二极管D12的阴 极同时接二极管D9的阴极、电阻R35的一端、电阻R36的一端、电阻R37的一端、精密稳压源 TL431的阳极和二极管D4、D5、D6的阳极，电阻R35的另一端接S极管Q4的集电极，还接二极 管D13的阳极和二极管D8的阳极，二极管D13的阴极接等电势端，电阻R36的另一端接二极管 D4、D5、D6的阴极，还接忍片LM317的3脚，电阻R37的另一端接S极管Q5的基极，S极管Q5的 集电极端接电阻R38的一端，电阻R38的另一端接地，=极管Q5的发射极同时接忍片LM317的 脚1、电阻R39的一端和二极管Dl 0的阳极，电阻R39的另一端接忍片LM317的脚2和电阻R40的 一端，电阻R40的另一端同时接二极管DlO的阴极、电阻R44的一端、电容C18的一端、电池的 阳极、电感L2的一端和忍片TPS61040的脚4和脚5,电阻R44的另一端分别接电阻R45的一端 和精密稳压源化431的参考极，精密稳压源化431的阴极接地，电阻R45的另一端接滑动变阻 器R46的一端和滑线端，滑动变阻器R46的另一端接地，电容C18的另一端同时接地和电池的 阴极，电感L2的另一端同时接忍片TPS61040的脚1和二极管D14的阳极，二极管D14的阴极接 电阻R41、电容C19、电容C20、电容C21的一端和电源VDD，电阻R41、电容C19的另一端接忍片 TPS61040的脚2,忍片TPS61040的脚2接电阻R42的一端，电阻R42的另一端接电阻R43的一 端，电阻R43的另一端接忍片TPS61040的脚3并接地，电容C20和电容C21的另一端都接地。
[0017] 本发明的技术方案有W下有益效果：
[0018] 1、本发明通过甲醒传感器和溫湿度传感器自动采集室内环境信息，并把当前室内 环境数据显示在液晶显示屏上，方便用户查询。
[0019] 2、本发明通过通信网络向预设的手机号码发送报警短信，能在室内空气质量不达 标的时候提醒用户，并能把当前室内环境信息发送到用户手机上，方便用户对室内环境进 行监控。
[0020] 3、本发明采用通信模块，可W在极短的时间内就完成室内环境信息等数据业务的 采集与传送，便于用户远程查看当前室内环境信息，更有利于用户做出相应的措施，改善当 前空气质量，同时提高了通信网络的利用率。
[0021] 综上，本发明的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置能够有效测量当前室 内环境并当环境质量不达标时进行及时提醒。同时，本发明促进了室内环境检测技术的进 步，从而直接积极地影响环境检测行业的发展，完善改行业的电子市场。
【附图说明】：
[0022] 图1是本发明的总体框图。
[0023] 图2是主控模块1的原理图。
[0024] 图3是甲醒气体监测模块2的原理图。
[0025] 图4是通信模块3的原理图。
[00%]图5是溫湿度监测模块4和主控模块1的连接原理图。
[0027] 图6是显示模块5和主控模块1的连接原理图。
[0028] 图7是传统裡电池循环充放电模块6的原理图。
[0029] 图8是本发明改进的裡电池快速充电与放电的原理图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图进一步说明本发明的结构及工作原理，本发明中各元器件的优选参 数已标于附图中。
[0031] 实施例1本发明的整体系统结构
[0032] 参照图1，本发明的基于ARM的智能家用室内环境检测装置的结构有，主控模块1、 甲醒气体监测模块2、通信模块3,其中主控模块1负责协调各模块之间的工作，甲醒气体监 测模块2检测当前室内空气中甲醒气体浓度，把相应的数据发送给主控模块1，同时当室内 空气中甲醒气体超标时通过通信模块3向用户手机中发送报警信息，用户的手机号可预存 在通信模块3中，在此基础上还可W增加溫湿度监测模块4用于实时监测室内的溫湿度情 况，并将监测数据传送给主控模块1，同时显示到显示模块5上，当溫湿度的监测数据超出正 常范围时，立即通过通信模块3向用户手机发送报警信息并把当前室内空气数据发送到用 户手机上，室内溫湿度的数据的正常范围可由用户预先设定，还增加了裡电池循环充放电 模块6W提高该装置的可移动性。
[0033] 实施例2本发明的主控模块1
[0034] 参照图2,本发明的主控模块1的结构为:STM32F103ZET6的8脚和9脚之间接频率为 32.768Ifflz的晶振Yl，同时8脚和9脚还分别通过电容Cl和电容C2接地，24脚连接晶振频率为 8MHz的Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电阻Rl的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地， STM32F103ZET6的30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容巧 和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地，17 脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VCC。
[0035] 实施例3本发明的甲醒气体监测模块2
[0036] 参照图3,本发明的甲醒气体监测模块2的结构为:所述的甲醒气体监测模块2的结 构为:MQ-138传感器的1脚接电源VDD，4脚接地，2脚、3脚分别接运放UlA的同相输入端和反 相输入端，运放UlA的4脚同时接电阻R3的一端、电容C7的一端和场效应管Jl的D端，电阻R3 和电容C7的另一端接到运放UlA的1脚，运放UlA的2脚接地、5脚接电源VDD，3脚接场效应管 J1的S端接地，场效应管J1的G端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电源VDD，运放Ul A的1 脚与ARM忍片STM32103ZET6的69脚相连接;该模块实现对室内气体中甲醒浓度进行实时监 测，并把相应的数据送到主控模块1上。
[0037] 实施例4本发明的通信模块3
[0038] 参照图4，本发明的通信模块3的结构为:忍片MC35i的1~5脚接电源VDD，同时还通 过电容C8接地，6~10脚接地，同时接=极管Q2的发射极，15脚接=极管Q2的集电极，=极管 Q2的基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一 端接地，电阻R5的另一端作为通信模块3的"启动"端口，忍片MC35i的18脚和19脚分别与主 控模块1中的STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8接地，33脚和34脚之间 接扬声器，32脚通过电阻R9接=极管Q3的基极，=极管Q3的集电极通过电阻RlO接发光二极 管D1的阴极，发光二极管D1的阳极接电源V孤，立极管Q3的发射极接地，忍片MC35 i的30脚接 电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端通过电容C9接地，忍片MC35i的24脚和28脚同时与SIM卡 的3脚相连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27脚与SIM卡的1脚相连，29脚 与SIM卡的4脚相连。该模块可实现空气检测装置与用户手机间的通信，在室内环境异常时 将室内的甲醒浓度W及溫湿度等信息及时发送到用户手机上。
[0039] 实施例5本发明的溫湿度模块4
[0040] 参照图5，本发明的溫湿度监测模块4的结构为：传感器忍片細Tl 1的GND端接地， V孤端接电源V孤，DATA端接主控模块1中STM32F103ZET6的34脚，DATA端还通过电阻R12接电 源VDD，SCK端接主控模块1中的STM32F103ZET6的137脚。
[0041] 实施例6本发明的显示模块5
[0042] 参照图6，本发明的显示模块5的结构为:液晶显示屏LCD12864的VDD端口和BLA端 接电源VDD，VSS端口和BLK端接地，化端口接滑动变阻器R13的一端，滑动变阻器R13的另一 端和滑线端接地，液晶显示屏LCD12864的数据端DO~D7共8个引脚依次与主控模块1中的 STM32F103ZET6的2~5脚、58~60脚和63脚共8个引脚相连。
[0043] 实施例7本发明的裡电池循环充放电模块6
[0044] 参照图7，本发明的裡电池循环充放电模块6的结构为:忍片BQ24074的脚1连接电 阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，忍片BQ24074的2脚分别接电池 BTl的正极和粗电容 ClO的一端，电池 BTl和粗电容ClO的另一端接地，忍片BQ24074的3脚接电阻R15的一端，电阻 R15的另一端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地，忍片BQ24074的4脚、6脚和14脚都接 地，8脚接粗电容Cl 1的一端，粗电容Cl 1另一端接电源VDD，忍片BQ24074的13脚直接接电源 VDD，7脚和9脚分别接电阻R17的一端和电阻R18的一端，电阻R17和电阻R18的另一端均接忍 片BQ24074的11脚，忍片BQ24074的12脚、15脚和16脚分别接电阻R19、电阻R20和电阻R21的 一端，电阻Rl 9、电阻R20和电阻R21的另一端接地，忍片BQ24074的4脚、6脚和14脚接地，5脚、 10脚、11脚均接粗电容Cl 2的一端，粗电容Cl 2的另一端接地;忍片TPS61040的4脚接5脚，5脚 接粗电容C16的一端和接电感Ll的一端，粗电容Cl 6的另一端接地，电感Ll的另一端接忍片 TPS61040的1脚，还接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接电容Cl 3的一端、电阻R22的一端、 电容C14的一端和粗电容C15的一端，电容C13的另一端和电阻R22的另一端都接到忍片 TPS61040的3脚上，电容C14和粗电容C15的另一端接地，忍片TPS61040的3脚接电阻R23的一 端，电阻R23的另一端接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接忍片TPS61040的2脚，忍片 TPS61040的脚2接地。设置二极管D2负极一端电压为VDD，为STM32F103ZET6、甲醒气体监测 模块、通信模块和溫湿度监测模块供电。
[0045] 实施例9改进的裡电池循环快速充电和放电模块
[0046] 通过图7可W看出，传统的裡电池充放电模块给各个模块进行供电，但是裡电池的 充电USB电压为5V，导致裡电池充电时间长，为此本发明还设计了改进的裡电池循环快速充 电和放电模块，参见图8,该模块有忍片LM358、LM317和忍片LN5819构成:忍片LM358的脚8接 DC12V电压和电阻R25-端，电阻R25的另一端接滑动变阻器R26的一端和滑线端，还接忍片 LM358的脚3,滑动变阻器R26的另一端接电阻R27的一端并接等电势端，电阻R27的另一端分 别接电阻R28的一端和地，电阻R28的另一端分别接忍片LM358的脚1和二极管D3的阳极，二 极管D3的阴极同时接电容Cl7的一端和忍片LM358的脚6，电容Cl7的另一端接等电势端，忍 片LM358的脚4接电阻R33的一端和地，电阻R33的另一端接忍片LM358的脚5,还接电阻R31和 电阻R30的一端，电阻R30的另一端接电容C16的一端、忍片LM358的8脚和二极管D4、D5、D6的 阳极，电阻R31的另一端分别接忍片LM358的脚7和电阻R32的一端和电阻R29的一端，电阻 R29的另一端接忍片LM358的脚6,电阻R32另一端接S极管Q3的基极，S极管Q3的发射极接 等电势端，=极管Q3的集电极端同时接二极管D8、D9的阴极，二极管D7的阳极同时接二极管 D11、二极管D9的阳极，二极管Dll的阴极接=极管Q4的发射极和等电势端，=极管Q4的基极 接电阻R34的一端，电阻R34的另一端接稳压二极管D12的阳极，稳压二极管D12的阴极同时 接二极管D9的阴极、电阻R35的一端、电阻R36的一端、电阻R37的一端、精密稳压源化431的 阳极和二极管D4、D5、D6的阳极，电阻R35的另一端接S极管Q4的集电极，还接二极管D13的 阳极和二极管D8的阳极，二极管D13的阴极接等电势端，电阻R36的另一端接二极管D4、D5、 D6的阴极，还接忍片LM317的3脚，电阻R37的另一端接S极管Q5的基极，S极管Q5的集电极 端接电阻R38的一端，电阻R38的另一端接地，S极管Q5的发射极同时接忍片LM317的脚1、电 阻R39的一端和二极管DlO的阳极，电阻R39的另一端接忍片LM317的脚2和电阻R40的一端， 电阻R40的另一端同时接二极管DlO的阴极、电阻R44的一端、电容C18的一端、电池的阳极、 电感L2的一端和忍片TPS61040的脚4和脚5,电阻R44的另一端分别接电阻R45的一端和精密 稳压源化431的参考极，精密稳压源化431的阴极接地，电阻R45的另一端接滑动变阻器R46 的一端和滑线端，滑动变阻器R46的另一端接地，电容C18的另一端同时接地和电池的阴极， 电感L2的另一端同时接忍片TPS61040的脚1和二极管D14的阳极，二极管D14的阴极接电阻 R41、电容C19、电容C20、电容C21的一端和电源VDD，电阻R41、电容C19的另一端接忍片 TPS61040的脚2,忍片TPS61040的脚2接电阻R42的一端，电阻R42的另一端接电阻R43的一 端，电阻R43的另一端接忍片TPS61040的脚3并接地，电容C20和电容C21的另一端都接地。本 电路只要有12V的电源就可W，电池选为魅族手机电池型号为BT51，接完电路后先别装电 池，调可变电阻R46，使电池输出端为4.2V，再调可变电阻R26使LM358第S脚为0.16V就可W 了，充电电流为380mA，超快，S个并连的二极管D4、D5、D6是降压的，防止LM317过热，且 LM317须加散热片。
[0047] 实施例10本发明的ARM-控制程序 #incliide "STCI2C5A60S2.H" #incliidt;<STC NHW 805!.h>
[004引 #incliidt;<sf:nng.h> #inciude<intrins .h>
[0049]
【主权项】
1. 一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其结构有环境检测装置和通信装置，其 特征在于，所述的环境检测装置由主控模块(1)以及与主控模块(1)相连的甲醛气体监测模 块(2)和温湿度监测模块(4)构成，所述的通信装置由通信模块(3)构成； 所述的主控模块（1)的结构为：A R Μ芯片S T Μ 3 2 F10 3 Z E T 6的8脚和9脚之间接频率为 32.768ΚΗζ的晶振Υ1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1和电容C2接地，24脚连接晶振频率为 8MHz的Υ2的一端，晶振Υ2的两端分别与电阻R1的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地， STM32F103ZET6的30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容C5 和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地，17 脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VDD; 所述的甲醛气体监测模块(2)的结构为:MQ-138传感器的1脚接电源VDD，4脚接地，2脚、 3脚分别接运放U1A的同相输入端和反相输入端，运放U1A的4脚同时接电阻R3的一端、电容 C7的一端和场效应管J1的D端，电阻R3和电容C7的另一端接到运放U1A的1脚，运放U1A的2脚 接地、5脚接电源VDD，3脚接场效应管J1的S端并接地，场效应管J1的G端接电阻R4的一端，电 阻R4的另一端接电源VDD，运放U1A的1脚与ARM芯片STM32103ZET6的69脚相连接； 所述的通信模块（3)的结构为：芯片MC35i的1~5脚接电源VDD，同时还通过电容C8接 地，6~10脚接地，同时接三极管Q2的发射极，15脚接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极接 电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻 R5的另一端作为通信模块(3)的"启动"端口，芯片MC35i的18脚和19脚分别与主控模块（1) 中的ARM芯片STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8接地，33脚和34脚之间 接扬声器，32脚通过电阻R9接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极通过电阻R10接发光二极 管D1的阴极，发光二极管D1的阳极接电源VDD，三极管Q3的发射极接地，芯片MC35 i的30脚接 电阻R11的一端，电阻R11的另一端通过电容C9接地，芯片MC35i的24脚和28脚同时与S頂卡 的3脚相连，25脚与S頂卡的2脚相连，26脚与S頂卡的6脚相连，27脚与S頂卡的1脚相连，29脚 与SIM卡的4脚相连； 所述的温湿度监测模块（4)的结构为：传感器芯片SHT11的GND端接地，VDD端接电源 VDD，DATA端接主控模块（1)中ARM芯片STM32F103ZET6的34脚，DATA端还通过电阻R12接电源 VDD，SCK端接主控模块（1)中的ARM芯片STM32F103ZET6的137脚。2. 根据权利要求1所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于，各 电阻参数分别为，R1:1MQ，R2:10Q，R3:2MQ，R4:lM，R5、R6:R7:10kQ，R8:2kQ，R9:1.5k Ω，Rl〇:l〇Q，Rll:lkQ，R12:4.7kQ ;各电容的参数分别为，Cl:10uF，C2:10uF，C3:22uF， C4:22uF，C5:10uF，C6:0 · luF，C7: luf，C8:0 · luF，C9:10uF;运放U1A的型号为：OPA333，场效 应管J1的型号为J175,三极管Q1、三极管Q2的型号均为2N3904;发光二极管D1的型号为 BT102,电源VDD的电压为+5V。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于， 结构还有显示模块（5);所述的显示模块（5)的结构为：液晶显示屏LCD 12864的VDD端口和 BLA端接电源VDD，VSS端口和BLK端接地，VL端口接滑动变阻器R13的一端，滑动变阻器R13的 另一端和滑线端接地，液晶显示屏IXD12864的数据端D0~D7共8个引脚依次与主控模块（1) 中ARM芯片STM32F103ZET6的2~5脚、58~60脚和63脚共8个引脚相连。4. 根据权利要求3所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于，滑 动变阻器R13的阻值为10k Ω。5. 根据权利要求1或2所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于， 结构还有锂电池循环充放电模块（7 )，所述的锂电池循环充放电模块（7)的结构为：芯片 BQ24074的脚1连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，芯片BQ24074的2脚分别接电池 BT1的正极和钽电容C10的一端，电池 BT1和钽电容C10的另一端接地，芯片BQ24074的3脚接 电阻R15的一端，电阻R15的另一端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地，芯片BQ24074 的4脚、6脚和14脚都接地，8脚接钽电容C11的一端，钽电容C11另一端接电源V D D，芯片 BQ24074的13脚直接接电源VDD，7脚和9脚分别接电阻R17的一端和电阻R18的一端，电阻R17 和电阻R18的另一端均接芯片BQ24074的11脚，芯片BQ24074的12脚、15脚和16脚分别接电阻 R19、电阻R20和电阻R21的一端，电阻R19、电阻R20和电阻R21的另一端接地，芯片BQ24074的 4脚、6脚和14脚接地，5脚、10脚、11脚均接钽电容C12的一端，钽电容C12的另一端接地;芯片 TPS61040的4脚接5脚，5脚接钽电容C16的一端和接电感L1的一端，钽电容C16的另一端接 地，电感L1的另一端接芯片TPS61040的1脚，还接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接电容 C13的一端、电阻R22的一端、电容C14的一端和钽电容C15的一端，电容C13的另一端和电阻 R22的另一端都接到芯片TPS61040的3脚上，电容C14和钽电容C15的另一端接地，芯片 TPS61040的3脚接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接 芯片TPS61040的2脚，芯片TPS61040的脚2接地。6. 根据权利要求5所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于，各 电阻参数分别为，R14、R17、R18、R19、R20、R21:10K，R15、R16 :1M，R22:4.7K，R23:1K，R24: 500;各电容的参数分别为，(：10、(：14、(：16 :4.7诎，(：11:1诎，(：12:10沾，(：13:22?卩，(：15 :1001^; 电感 Ll:4.7uH，二极管 D2 型号：LN5819。7. 根据权利要求1或2所述的一种基于ARM的智能家用室内环境监测装置，其特征在于， 结构还有锂电池循环充放电模块（7 )，所述的锂电池循环充放电模块（7)的结构为：芯片 LM358的脚8接DC12V电压和电阻R25-端，电阻R25的另一端接滑动变阻器R26的一端和滑线 端，还接芯片LM358的脚3，滑动变阻器R26的另一端接电阻R27的一端并接等电势端，电阻 R27的另一端分别接电阻R28的一端和地，电阻R28的另一端分别接芯片LM358的脚1和二极 管D3的阳极，二极管D3的阴极同时接电容C17的一端和芯片LM358的脚6,电容C17的另一端 接等电势端，芯片LM358的脚4接电阻R33的一端和地，电阻R33的另一端接芯片LM358的脚5， 还接电阻R31和电阻R30的一端，电阻R30的另一端接电容C16的一端、芯片LM358的8脚和二 极管D4、D5、D6的阳极，电阻R31的另一端分别接芯片LM358的脚7和电阻R32的一端和电阻 R29的一端，电阻R29的另一端接芯片LM358的脚6,电阻R32另一端接三极管Q3的基极，三极 管Q3的发射极接等电势端，三极管Q3的集电极端同时接二极管D8、D9的阴极，二极管D7的阳 极同时接二极管D11、二极管D9的阳极，二极管D11的阴极接三极管Q4的发射极和等电势端， 三极管Q4的基极接电阻R34的一端，电阻R34的另一端接稳压二极管D12的阳极，稳压二极管 D12的阴极同时接二极管D9的阴极、电阻R35的一端、电阻R36的一端、电阻R37的一端、精密 稳压源TL431的阳极和二极管D4、D5、D6的阳极，电阻R35的另一端接三极管Q4的集电极，还 接二极管D13的阳极和二极管D8的阳极，二极管D13的阴极接等电势端，电阻R36的另一端接 二极管D4、D5、D6的阴极，还接芯片LM317的3脚，电阻R37的另一端接三极管Q5的基极，三极 管Q5的集电极端接电阻R38的一端，电阻R38的另一端接地，三极管Q5的发射极同时接芯片 LM317的脚1、电阻R39的一端和二极管D10的阳极，电阻R39的另一端接芯片LM317的脚2和电 阻R40的一端，电阻R40的另一端同时接二极管D10的阴极、电阻R44的一端、电容C18的一端、 电池的阳极、电感L2的一端和芯片TPS61040的脚4和脚5,电阻R44的另一端分别接电阻R45 的一端和精密稳压源TL431的参考极，精密稳压源TL431的阴极接地，电阻R45的另一端接滑 动变阻器R46的一端和滑线端，滑动变阻器R46的另一端接地，电容C18的另一端同时接地和 电池的阴极，电感L2的另一端同时接芯片TPS61040的脚1和二极管D14的阳极，二极管D14的 阴极接电阻R41、电容C19、电容C20、电容C21的一端和电源VDD，电阻R41、电容C19的另一端 接芯片TPS61040的脚2,芯片TPS61040的脚2接电阻R42的一端，电阻R42的另一端接电阻R43 的一端，电阻R43的另一端接芯片TPS61040的脚3并接地，电容C20和电容C21的另一端都接 地。
【文档编号】H02J7/00GK106019969SQ201610517734
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】于银辉, 周恒 , 张羽丰, 陈兆强, 刘生成
【申请人】吉林大学