基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，包含监控终端以及与其连接的甲醛浓度检测终端，所述监控终端包含主控制器模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块，所述甲醛浓度检测终端包含甲醛浓度传感器、温度传感器、模数转换模块、微控制器模块、数据传输模块；所述甲醛浓度传感器为旁热式结构，包括陶瓷管，在陶瓷管外表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷管的内部设有加热元件；其中，所述敏感材料层由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成。

Detection system of formaldehyde concentration in smart home based on RFID

The invention relates to a smart home formaldehyde concentration detection system based on radio frequency identification, including a monitoring terminal and a formaldehyde concentration detection terminal connected to it. The monitoring terminal includes a main controller module, a display module and a radio frequency identification module connected to it, and the methaldehyde concentration detection terminal contains a formaldehyde concentration transmission. The formaldehyde concentration sensor is a side thermal structure, including a ceramic tube, a sensitive material layer on the outer surface of the ceramic tube, a pair of gold electrodes on both sides of the sensitive material layer, and a heating element inside the ceramic tube. The sensitive material layer is composed of ZnNiS2 nanowires and Ag nanoparticles.

【技术实现步骤摘要】
基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统
本专利技术涉及智能家居领域，尤其涉及基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统。
技术介绍
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。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。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。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，以解决上述提出问题。本专利技术的实施例中提供了一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，包含监控终端以及与其连接的甲醛浓度检测终端，所述监控终端包含主控制器模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块，所述甲醛浓度检测终端包含甲醛浓度传感器、温度传感器、模数转换模块、微控制器模块、数据传输模块，所述甲醛浓度传感器和温度传感器分别通过模数转换模块连接微控制器模块，所述数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上；其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；温度传感器，用于实时采集甲醛浓度传感器表面温度；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；微控制器模块，用于根据甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数结合温度传感器采集的温度参数分析得出室内甲醛浓度；数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控终端；射频识别模块，用于识别和接收微控制器模块发送的室内甲醛浓度；显示模块，用于显示射频识别模块识别和接收的室内甲醛浓度；其中，所述甲醛浓度传感器为旁热式结构，包括陶瓷管，在陶瓷管外表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷管的内部设有加热元件；其中，所述敏感材料层由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术所述甲醛浓度传感器中的敏感材料由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成，对甲醛具有高的选择性。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术检测系统的结构原理图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。本专利技术的实施例涉及一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，包含监控终端以及与其连接的甲醛浓度检测终端，所述监控终端包含主控制器模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块，所述甲醛浓度检测终端包含甲醛浓度传感器、温度传感器、模数转换模块、微控制器模块、数据传输模块，所述甲醛浓度传感器和温度传感器分别通过模数转换模块连接微控制器模块，所述数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上；其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；温度传感器，用于实时采集甲醛浓度传感器表面温度；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；微控制器模块，用于根据甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数结合温度传感器采集的温度参数分析得出室内甲醛浓度；数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控终端；射频识别模块，用于识别和接收微控制器模块发送的室内甲醛浓度；显示模块，用于显示射频识别模块识别和接收的室内甲醛浓度。其中，所述甲醛浓度传感器采用旁热式电阻型半导体气体传感器，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。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1.8V即可工作；AVR单片机保密性能好。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。本系统采用金属硫化物半导体作为传感器件的材料。金属硫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。具体的，所述甲醛浓度传感器为旁热式结构，包括陶瓷管，在陶瓷管外表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷管的内部设有加热元件；其中，所述敏感材料层由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成。优选地，所述金电极厚度为1mm，所述敏感材料层厚度为1.5mm。本专利技术对金电极厚度、敏感材料层厚度进行了限定，以使得传感器达到最佳的敏感效果。优选地，敏感材料中，所述的ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子的质量比例为4:1。关于气体传感器的敏感材料，在现有技术中，通常是采用单一的金属氧化物，比如ZnO、SnO2、TiO2、In2O3等，然而其仍然存在响应恢复时间长、灵敏度较低的问题；而将金属硫化物作为气敏材料的技术方案相对很少，并且金属硫化物多为二元金属硫化物，本专利技术技术方案中，创造性的将ZnNiS2纳米线作为气敏材料，产生了意料不到的技术效果。同时，结合Ag纳米粒子并通过限定质量比例，测试表明，本专利技术技术方案中的敏感材料对甲醛具有高的选择性。所述的ZnNiS2纳米线是通过溶剂热法制备的，其中，采用硝酸锌作为锌源，采用硝酸镍作为镍源，采用硫脲作为硫源，相对于水热法，溶剂热法适用范围更广，溶剂热法的液相环境是有机溶剂，能溶解很多水不能溶解的物质，反应在高温高压下进行，具有很高的反应效率，对于本专利技术技术方案的实现起到促进作用。此外，所述的Ag纳米粒子购买自北京化工厂，为分析纯级别，使用前，对其进行筛选，使粒径为200nm的粒子占总质量的比例达到99.9％。下面详细说明所述甲醛浓度传感器的制备过程：所有的试剂都是分析纯级别，使用前没有经过进一步的提纯处理。步骤1：将购买的粒径为200nm的Ag纳米粒子依次通过丙酮、乙醇、去例子水进行清洗，然后将其放入硫脲中，在80℃下，水热本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，包含监控终端以及与其连接的甲醛浓度检测终端，所述监控终端包含主控制器模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块，所述甲醛浓度检测终端包含甲醛浓度传感器、温度传感器、模数转换模块、微控制器模块、数据传输模块，所述甲醛浓度传感器和温度传感器分别通过模数转换模块连接微控制器模块，所述数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上；其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；温度传感器，用于实时采集甲醛浓度传感器表面温度；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；微控制器模块，用于根据甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数结合温度传感器采集的温度参数分析得出室内甲醛浓度；数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控终端；射频识别模块，用于识别和接收微控制器模块发送的室内甲醛浓度；显示模块，用于显示射频识别模块识别和接收的室内甲醛浓度；其中，所述甲醛浓度传感器为旁热式结构，包括陶瓷管，在陶瓷管外表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷管的内部设有加热元件；其中，所述敏感材料层由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成。...

【技术特征摘要】
1.基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，包含监控终端以及与其连接的甲醛浓度检测终端，所述监控终端包含主控制器模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块，所述甲醛浓度检测终端包含甲醛浓度传感器、温度传感器、模数转换模块、微控制器模块、数据传输模块，所述甲醛浓度传感器和温度传感器分别通过模数转换模块连接微控制器模块，所述数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上；其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；温度传感器，用于实时采集甲醛浓度传感器表面温度；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；微控制器模块，用于根据甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数结合温度传感器采集的温度参数分析得出室内甲醛浓度；数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控终端；射频识别模块，用于识别和接收微控制器模块发送的室内甲醛浓度；显示模块，用于显示射频识别模块识别和接收的室内甲醛浓度；其中，所述甲醛浓度传感器为旁热式结构，包括陶瓷管，在陶瓷管外表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷管的内部设有加热元件；其中，所述敏感材料层由ZnNiS2纳米线和Ag纳米粒子构成。2.根据权利要求1所述的一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，所述温度传感器的芯片型号为DS18B20。3.根据权利要求1所述的一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。4.根据权利要求1所述的一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，所述显示模块采用LCD显示屏。5.根据权利要求1所述的一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，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。6.根据权利要求1所述的一种基于射频识别的智能家居甲醛浓度检测系统，其特征在于，所述金电极厚度为1mm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何旭连，
申请(专利权)人：何旭连，
类型：发明
国别省市：广西,45