本发明属于浓度检测控制领域，尤其涉及一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统。
背景技术：
甲醛是一种有毒气体，它广泛存在于家居装饰材料中，危害着人们的身体健康，因此对于甲醛的监测显得尤为重要。随着技术的发展，甲醛的监测主要朝着实时响应、操作简化、低功耗、低成本方向发展。目前，国内也有一些人做了关于甲醛监测的仪器，他们都采用国外电化学传感器，但成本较高。
甲醛（HCHO）在常温下是一种无色，有刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛对人的眼睛、呼吸系统、神经系统等均有强烈危害，长时间接触会导致组织畸变并引起癌变，因此它是一种潜在的危险致癌物和重要的环境污染物，对人体严重有害。
目前甲醛的国标检测方法主要有化学法和仪器法两大类。化学方法主要有酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法等。仪器法主要包括气相色谱法、离子色谱法、示波极谱测定法等。这些方法拥有各自的优点，总体上都满足确定度高，测量范围广的要求。但是这些方法均是属于离线检测，也就是将气体样品采集回实验室后进行分析；所以按照上述方法进行检测周期长、成本高、步骤繁琐，不能在待检测的现场直接进行，无法实时地反映工业环境空气甲醛的污染程度及满足现场大批测点的监测需要。
现有的空气甲醛自测盒价格便宜，操作简单，但是误差大，由于肉眼判断颜色的差异较大，因此不能完全真实的反应出实际的甲醛含量；便携检测仪检测精度高，但价格昂贵，不适合大众消费市场。
例如申请号为“201410443047.5”的一种适用于空气净化器的在线甲醛浓度检测装置，包括：用于检测空气中甲醛浓度的传感器；用于电流电压转换的转换组件，所述转换组件与所述传感器连接；通过双闭环放大电路与所述转换组件连接的ADC采样组件，所述ADC采样组件后续设置有A/D模数转换器；MCU处理系统，所述MCU处理系统与所述A/D模数转换器信号连接，所述MCU处理系统包括有处理器，所述处理器通过RS485通信协议与显示器连接。该发明的有益效果为：在线甲醛浓度检测装置，可装于空气净化器机体内所需要的任意位置，在线实时检测空气净化器处理洁净空气中甲醛的浓度含量，检测精度高，稳定性强，并将检测到的数据传输到显示设备实时显示，可直观的查看甲醛实时含量。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统，包含监控终端以及与其通过无线网络连接的多个数据检测终端，所述数据检测终端包含甲醛浓度传感器阵列、温度传感器、模数转换模块、放大电路模块、数据处理模块、控制器、射频发射器和电源模块；所述甲醛浓度传感器阵列依次经过模数转换模块、放大电路模块连接数据处理模块，所述数据处理模块通过控制器连接射频发射器，所述温度传感器、电源模块分别与数据处理模块连接，所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接数据处理模块。
作为本发明一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统的进一步优选方案，所述监控终端包含单片机以及与其连接的射频识别模块、显示模块、数据存储模块、时钟模块和报警模块，所述射频识别模块包含依次连接的频率发生器、增强型模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
作为本发明一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统的进一步优选方案，所述甲醛浓度传感器阵列由3*3个金属氧化物半导体构成。
作为本发明一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统的进一步优选方案，所述温度传感器的芯片型号为DS18B20。
作为本发明一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统的进一步优选方案，所述显示模块采用LCD显示屏。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明通过由3*3个金属氧化物半导体构成的甲醛浓度传感器阵列实时采集工业环境的甲醛浓度参数，通过其组成的无线传感器网路实时采集工业环境的的甲醛浓度和环境温度，有效地保证了在工业环境中工作的工人，有效地保证了工业安全高效的完成；
2、本发明采用无线传感器网络具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入社区环境监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对工业环境的监测给工人提供方便；体积小、质量轻、功耗低、成本低；
3、本发明采用金属氧化物半导体构成的甲醛浓度传感器阵列实时采集工业环境甲醛浓度，通过对工业环境不同角度的实时检测，使得检测精度更加准确，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响；
4、本发明采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式，当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源，太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电，在充足太阳是充电电流能达到1A以上，完全满足电路需要。
附图说明
图1是本发明数据检测终端的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种工业环境甲醛浓度检测及报警系统，包含监控终端以及与其通过无线网络连接的多个数据检测终端，所述数据检测终端包含甲醛浓度传感器阵列、温度传感器、模数转换模块、放大电路模块、数据处理模块、控制器、射频发射器和电源模块；所述甲醛浓度传感器阵列依次经过模数转换模块、放大电路模块连接数据处理模块，所述数据处理模块通过控制器连接射频发射器，所述温度传感器、电源模块分别与数据处理模块连接，所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过蓄电池连接数据处理模块。本发明采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式，当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源，太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电，在充足太阳是充电电流能达到1A以上，完全满足电路需要。
所述监控终端包含单片机以及与其连接的射频识别模块、显示模块、数据存储模块、时钟模块和报警模块，所述射频识别模块包含依次连接的频率发生器、增强型模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
其中，所述甲醛浓度传感器阵列用于实时采集工业环境甲醛浓度参数；所述温度传感器用于实时采集甲醛浓度传感器表面温度；所述模数转换模块用于将甲醛浓度传感器和温度传感器采集的模拟信号转换成电信号；所述放大电路用于对转换的电信号进行放大处理，所述微控制器模块用于根据甲醛浓度传感器采集的工业环境甲醛浓度参数结合温度传感器采集的温度参数分析得出工业环境甲醛浓度；所述无线通信模块用于将微控制器模块分析得出的工业环境甲醛浓度传输至监控终端；所述射频识别模块用于识别和接收微控制器模块发送的的工业环境甲醛浓度；所述显示模块用于显示射频识别模块识别和接收的工业环境甲醛浓度，所述数据存储模块用于根据时钟模块记录的时间实时存储工业环境甲醛浓度，当工业环境甲醛浓度低于正常值时，此时报警模块发出报警。
其中，所述甲醛浓度传感器采用八阵列金属氧化物半导体，所述温度传感器的芯片型号为DS18B20，所述微控制器模块采用AVR系列单片机，所述显示模块采用LCD显示屏，所述射频识别模块包含依次连接的频率发生器、增强型模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
传感器器件是甲醛监测器的核心，它直接决定甲醛监测器的性能。本系统采用金属氧化物半导体作为传感器件的材料。金属氧化物半导体传感器具有对有机气体灵敏度高、响应时间快、易大批量生产、价格便宜等特点。我们的传感器件设计成八阵列的形式，它具有八个材料点，每个材料点可以获取一种气体信息，八个材料点就可以获取八种信号，八种信号再构成一个特征图谱，把这个特征图谱与数据库中的图谱对比就能对未知气体进行识别。
AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。
本发明采用八阵列金属氧化物半导体实时采集工业环境甲醛浓度，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响。同时可以采用加热装置对传感器进行加热，有效地保证传感器工作在最佳状态。
本发明采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；SPCE061A微处理器是凌阳科技公司所生产的16位μ'nSPTM微处理器，内部采用总线结构。主要参数有：工作电压(CPU)VDD为2．4～3．6 V，(I／O)VDDH为2．4～5．5 V；时钟：0．32～49．152 MHz；内置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2个16位可编程定时器／计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数／模转换)输出通道；32位I／O位通用可编程输入／输出端口；14个中断源可来自定时器A／B时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能，内置在线仿真电路ICE接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能。
SPCE061A具有很高的计算速度，这对于实时操作系统是极为重要的。对于SPCE061A，传统的微处理器硬件和软件的开发已被简化，不再需要在线仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，内建以太网接口，可直接通过网络实现监控；具备UART接口，可使各种串行设备快速进行网络连接。SPCE061A微处理器的软件开发平台ICE集编程、编译、链接、调试、下载于一体，并有完善的TCP／IP协议栈，支持全功能UART通信，配备各种I／O驱动函数库。
综上所述，本发明通过由3*3个金属氧化物半导体构成的甲醛浓度传感器阵列实时采集工业环境的甲醛浓度参数，通过其组成的无线传感器网路实时采集工业环境的的甲醛浓度和环境温度，有效地保证了在工业环境中工作的工人，有效地保证了工业安全高效的完成；
本发明采用无线传感器网络具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入社区环境监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对工业环境的监测给工人提供方便；体积小、质量轻、功耗低、成本低；
本发明采用金属氧化物半导体构成的甲醛浓度传感器阵列实时采集工业环境甲醛浓度，通过对工业环境不同角度的实时检测，使得检测精度更加准确，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。