一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机，核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；电源模块和太阳能电源连接；PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；所述的PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内，解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，设备成本高，功耗也相对大，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值准确性的问题。

A PM2.5 collector based on RS485 communication interface

The invention discloses a PM2.5 a RS485 communication interface based on STC MCU, including core microprocessor, microcontroller STC core microprocessor power interface and power module; the power supply module and solar power connection; PM2.5 sensor and MAX485 interface chip are respectively connected with the microprocessor STC core microcontroller UART interface, MAX485 interface chip connected by 485 bus and PC. 485 interface; the PM2.5 sensor, power supply module, MAX485 interface chip and STC microcontroller core microprocessor are installed in the electric control cabinet, to solve the traditional PM2.5 collector is mainly through the sensor data collection and display equipment, high cost, power consumption is relatively large, the existing PM2.5 detector for ventilation of large caliber, work in the field there will be a long time to enter the mosquito nest, will greatly affect the actual measurement PM2.5 Value accuracy problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及数据采集存储通讯装置，也即是采集空气中的PM2.5含量，再通过通讯协议传输数据的智能设备，尤其涉及一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，属于信息领域。
技术介绍
现在的PM2.5采集器主要是专业的气象监测设备，一般是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性。另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性。本设计将采集到的PM2.5数据处理存储，再通过协议帧命令来读取数据，降低了随时发数据的额外功耗；外壳封装采用防虫设计，加强了数据真实性。另外采集器的核心CPU使用的是STC单片机，降低了成本。采集器主要用于监测住所、农田、果园等小范围区域的pm2.5含量，方便实用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，通过一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性，另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性的问题。本专利技术的提供的技术方案为：一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，所述的核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；所述的电源模块和太阳能电源连接；所述的PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，所述的MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；所述的PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。所述的太阳能电源输出电压为12VDC。所述的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护。所述的PM2.5传感器为激光PM2.5传感器，PM2.5传感器供电电源为5VDC，PM2.5传感器外围有一个金属网格罩。所述的核心微处理器STC单片机有三个UART接口。所述的电气控制柜为不锈钢材质，电气控制柜外围有一个金属网格罩。所述的485总线通信线间串联有两个自恢复保险丝。所述的上位机为PC机或气象采集设备。所述的金属网格罩网格大小为0.1～0.3mm。采用本专利技术的技术方案，采用一种采集精度高，传输速率快、通讯高效、低功耗低成本的集数据采集、存储、处理、传输为一体的环境PM2.5含量采集器。PM2.5检测器主要应用于外环境，降低资源消耗，高效的通讯协议可以满足低功耗要求，通过RS485通信接口的PM2.5采集器采集数据可直接输入到核心微处理器STC单片机，核心微处理器STC单片机经过数据处理以后即可通过MAX485芯片接口输入上位机进行数据监视，将核心元器件安装在电气柜内，可以增加元器件的使用寿命。本专利技术的太阳能电源输出电压为12VDC，采用太阳能作系统电源，可以就地实现系统的取电问题，相比于偏僻地区需要铺设大量电缆及施工，节约了大量的成本。本专利技术的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护，通过将太阳能电源的12VDC转换为5VDC，即可实现系统的所有部件的供电，在电源模块处使用肖特基二极管来保护电路，利用其开关速度快，反向恢复时间短切正向降压小的特点来整合电路电流，达到保护目的。。所述的PM2.5传感器为激光PM2.5传感器，PM2.5传感器供电电源为5VDC，PM2.5传感器外围有一个金属网格罩，采用激光传感器抗干扰能力强，使用寿命长，测量精度高，使用5VDC电源供电，能耗低，PM2.5传感器外围安装一个金属网格罩，可以防止蚊虫进入而影响测量数据的真实性。本专利技术的核心微处理器STC单片机有三个UART接口，UART接口与传感器以及上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。本专利技术的电气控制柜为不锈钢材质，电气控制柜外围有一个金属网格罩，不锈钢材质可以适用于现场的几乎所有环境，使用寿命长，增加了可靠性，外金属网格罩防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。本专利技术的485总线通信线间串联有两个自恢复保险丝，在RS485总线通信间串联有两个自恢复保险丝Nsmd025，用于保护电路在大电流下最大程度不受伤害，同时并联有两个瞬态抑制二极管P6KE6.8CA，用于信号电路、电源线路的防雷保护。本专利技术的上位机为PC机或气象采集设备，PC机或气象采集设备可实现对系统采集数据的实时监控，直观。本专利技术的金属网格罩网格大小为0.1～0.3mm，能够有效防止蚊虫的进入。与现有技术相比，本新型的有益效果是：一是本方案中UART接口通过MAX485与上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。二是本装置电路设计加入了防雷装置和防大电流保险丝，对核心控制器和传感器有更安全的保护作用。数据传输介质采用防水的可拆卸接头，更换更加方便节省。三是本装置可以按需设置工作时间和休眠时间，提高工作效率，降低资源消耗。和上位机之间的通讯是设计好的协议帧模式，可通过上位机操控维护，方面高效，降低了硬件成本和维护成本。最后本装置设计了防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。综上所述，通过一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器可以解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性，另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性的问题。附图说明图1为本专利技术PM2.5检测器整体框架图；图2为本专利技术PM2.5检测器的工作原理和数据传输原理图；图3为本专利技术PM2.5检测器的金属网格罩局部图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对专利技术进行进一步介绍：如图1～3所示，一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；电源模块和太阳能电源连接；PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。进一步的太阳能电源输出电压为12VDC，采用太阳能作系统电源，可以就地实现系统的取电问题，相比于偏僻地区需要铺设大量电缆及施工，节约了大量的成本。进一步的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，其特征在于：所述的核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；所述的电源模块和太阳能电源连接；所述的PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，所述的MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；所述的PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。

【技术特征摘要】
1.一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，其特征在于：所述的核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；所述的电源模块和太阳能电源连接；所述的PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，所述的MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；所述的PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。2.根据权利要求1所述的一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，其特征在于：所述的太阳能电源输出电压为12VDC。3.根据权利要求1所述的一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，其特征在于：所述的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护。4.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔维田，张厚武，姚凯学，韦付芝，甘绪桐，王磊，董黛莹，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52