基于NB‑IOT的大气环境监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于NB‑IOT的大气环境监测系统，包括：为所述系统供电的电源、监测模块、单片机、NB‑IOT无线通讯模块、显示模块和数据处理和存储模块，单片机比对监测模块监测的有害气体浓度与有害气体预设阈值，同时比对监测模块监测的颗粒物浓度和颗粒物浓度预设阈值，评估出空气质量等级，显示模块显示有害气体浓度和颗粒物浓度并根据空气质量等级显示预设颜色的灯光，以及有害气体浓度数据和颗粒物浓度数据通过NB‑IOT无线通讯模块远程传输至数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。本发明专利技术的有益效果：选择NB‑IOT无线通讯模块远程传输数据，具有成本低、功耗低、架构优、覆盖广和连接性能好的优点，便于组网和使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IOT的大气环境监测系统
本专利技术涉及环境监测领域，尤其涉及一种基于NB-IOT的大气环境监测系统。
技术介绍
近年来，大气环境问题备受全世界各国关注，酸雨，臭氧层破坏和温室效应首当其冲。大气环境监控不可或缺，我们采用大气环境监控系统实时监控大气中二氧化硫、二氧化碳、臭氧等有害气体和颗粒物浓度情况，并将其数据传输到数据中心进行处理与保存。目前，大气环境监测系统一般采用ZIGBEE传输技术进行远程数据传输，ZIGBEE网络传输距离有限、基站价格昂贵、穿透性差并且易受干扰，限制了大气环境监控系统的数据传输功能，不利于对大气环境远距离监控。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种基于NB-IOT的大气环境监测系统。本专利技术的实施例提供一种基于NB-IOT的大气环境监测系统，包括：为所述系统供电的电源、监测模块、单片机、NB-IOT无线通讯模块、显示模块和数据处理和存储模块，所述单片机比对所述监测模块监测的有害气体浓度与有害气体预设阈值，同时比对所述监测模块监测的颗粒物浓度和颗粒物浓度预设阈值，评估出空气质量等级，所述显示模块显示所述有害气体浓度和所述颗粒物浓度并根据所述空气质量等级显示预设颜色的灯光，以及所述有害气体浓度数据和所述颗粒物浓度数据通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。进一步地，所述监测模块包括气体传感器和颗粒物传感器。进一步地，所述气体传感器包括用于监测二氧化硫浓度的7ID-SO2传感器、用于监测臭氧浓度的MS2610传感器和用于监测一氧化碳浓度和二氧化氮浓度的TGS2201传感器，所述颗粒物传感器包括PM2.5传感器和PM10传感器。进一步地，所述单片机为STM32单片机。进一步地，所述显示模块包括OLED屏幕和LED警示灯，所述OLED屏幕显示所述有害气体浓度和所述颗粒物浓度，所述LED警示灯根据所述空气质量等级闪烁预设颜色的灯光。进一步地，所述数据处理和存储模块包括云平台、电脑端和手机APP端，所述云平台接收所述NB-IOT无线通讯模块传输的所述有害气体浓度数据和所述颗粒物浓度数据，所述电脑端由所述云平台获取所述有害气体浓度数据和所述颗粒物浓度数据并分类整理为图表数据，所述手机APP端由所述电脑端获取分类整理后的有害气体浓度数据和颗粒物浓度数据。进一步地，所述监测模块包括DHT11传感器，所述DHT11传感器监测的温度数据和湿度数据经过所述单片机处理后传输至所述显示模块显示，以及通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。进一步地，所述大气环境监测系统还包括时钟模块，所述时钟模块确定的时间信息经过所述单片机处理后传输至所述显示模块显示，以及通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。进一步地，所述大气环境监测系统还包括GPS模块，所述GPS模块确定的位置信息经过所述单片机处理后传输至所述显示模块显示，以及通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。所述电源连接着太阳能电池。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的基于NB-IOT的大气环境监测系统选则NB-IOT无线通讯模块作为传输网络进行环境数据远程传输，具有成本低、功耗低、架构优、覆盖广和连接性能好的优点，便于组网和使用寿命长，适用于城镇内外长距离的多点大气环境监测。附图说明图1是本专利技术基于NB-IOT的大气环境监测系统的示意图。图2是的本专利技术基于NB-IOT的大气环境监测系统的电路示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1和图2，本专利技术的实施例提供了本专利技术的实施例提供一种基于NB-IOT的大气环境监测系统，包括：为所述系统供电的电源、监测模块、时钟模块、GPS模块、STM32单片机、NB-IOT无线通讯模块、显示模块和数据处理和存储模块，所述监测模块包括气体传感器和颗粒物传感器，所述气体传感器包括用于监测二氧化硫浓度的7ID-SO2传感器、用于监测臭氧浓度的MS2610传感器和用于监测一氧化碳浓度和二氧化氮浓度的TGS2201传感器，所述颗粒物传感器包括PM2.5传感器和PM10传感器，所述监测模块还包括用于监测温度和湿度的DHT11传感器，所述DHT11传感器包含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，所述DHT11传感器的量程为0℃-50℃和20％-90％RH。所述显示模块包括OLED屏幕和LED警示灯。所述DHT11传感器监测的温度数据和湿度数据经过所述单片机处理后传输至所述显示模块显示，以及通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。所述7ID-SO2传感器监测二氧化硫浓度、所述MS2610传感器监测臭氧浓度和所述TGS2201传感器监测一氧化碳浓度和二氧化氮浓度，二氧化硫浓度、臭氧浓度、一氧化碳浓度和二氧化氮浓度信息通过输出端口将模拟电压传输至所述STM32单片机，所述PM2.5传感器和所述PM10传感器为具有光电效应的灰尘传感器，当空气中灰尘颗粒发生变化时，所述PM2.5传感器和所述PM10传感器利用颗粒物与LED的接触反射原理检测到空气中的颗粒物，通过输出端口将颗粒物浓度的模拟电压传给所述STM32单片机，所述时钟模块确定时间信息，所述GPS模块确定位置信息，并将时间信息和位置信息发送到所述STM32单片机，所述STM32单片机分别比对所述监测模块监测的二氧化硫浓度、臭氧浓度、一氧化碳浓度和二氧化氮浓度与对应的预设浓度阈值，同时比对所述监测模块监测的颗粒物浓度和颗粒物浓度预设阈值，评估出空气质量等级，所述所述OLED屏幕显示时间、位置、二氧化硫浓度、臭氧浓度、一氧化碳浓度、二氧化氮浓度和颗粒物浓度，所述LED警示灯根据所述空气质量等级闪烁预设颜色的灯光。所述数据处理和存储模块包括云平台、电脑端和手机APP端，所述云平台接收所述NB-IOT无线通讯模块传输的时间信息、位置信息、二氧化硫浓度数据、臭氧浓度数据、一氧化碳浓度数据、二氧化氮浓度数据和颗粒物浓度数据，所述电脑端由所述云平台获取时间信息、位置信息、二氧化硫浓度数据、臭氧浓度数据、一氧化碳浓度数据、二氧化氮浓度数据和颗粒物浓度数据并分类整理为图表数据，所述手机APP端由所述电脑端获取分类整理后的时间信息、位置信息、二氧化硫浓度数据、臭氧浓度数据、一氧化碳浓度数据、二氧化氮浓度数据和颗粒物浓度数据。所述电源连接着太阳能电池。在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NB‑IOT的大气环境监测系统，其特征在于，包括：为所述系统供电的电源、监测模块、单片机、NB‑IOT无线通讯模块、显示模块和数据处理和存储模块，所述单片机比对所述监测模块监测的有害气体浓度与有害气体预设阈值，同时比对所述监测模块监测的颗粒物浓度和颗粒物浓度预设阈值，评估出空气质量等级，所述显示模块显示所述有害气体浓度和所述颗粒物浓度并根据所述空气质量等级显示预设颜色的灯光，以及所述有害气体浓度数据和所述颗粒物浓度数据通过所述NB‑IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT的大气环境监测系统，其特征在于，包括：为所述系统供电的电源、监测模块、单片机、NB-IOT无线通讯模块、显示模块和数据处理和存储模块，所述单片机比对所述监测模块监测的有害气体浓度与有害气体预设阈值，同时比对所述监测模块监测的颗粒物浓度和颗粒物浓度预设阈值，评估出空气质量等级，所述显示模块显示所述有害气体浓度和所述颗粒物浓度并根据所述空气质量等级显示预设颜色的灯光，以及所述有害气体浓度数据和所述颗粒物浓度数据通过所述NB-IOT无线通讯模块远程传输至所述数据处理和存储模块分类整理为图表数据后存储。2.如权利要求1所述的基于NB-IOT的大气环境监测系统，其特征在于：所述监测模块包括气体传感器和颗粒物传感器。3.如权利要求1所述的基于NB-IOT的大气环境监测系统，其特征在于：所述气体传感器包括用于监测二氧化硫浓度的7ID-SO2传感器、用于监测臭氧浓度的MS2610传感器和用于监测一氧化碳浓度和二氧化氮浓度的TGS2201传感器，所述颗粒物传感器包括PM2.5传感器和PM10传感器。4.如权利要求1所述的基于NB-IOT的大气环境监测系统，其特征在于：所述单片机为STM32单片机。5.如权利要求1所述的基于NB-IOT的大气环境监测系统，其特征在于：所述显示模块包括OLED屏幕和LED警示灯，所述OLED屏幕显示所述有害气体浓度和所述颗粒物浓度，所述LED警示灯根据所述空气质量等级闪烁预设颜色的灯光。6.如权利要求1所述的基于NB-I...

【专利技术属性】
技术研发人员：程卓，杨迪，黄田野，袁泉，王勇，陈振兴，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42