基于物联网的PM25远程检测系统技术方案

本发明专利技术设计了基于物联网的PM2.5远程检测系统。适用于城市中多检测点的PM2.5值的检测。利用PM2.5远程检测系统中的电源模块对PM2.5检测模块进行供电，GSM远程控制模块进行通信，完成对监测点的数据采集、分类、传输，查询检测点信息实时返回。由检测中心对数据进行处理，上传到云端。手持式移动设备跟检测中心PC机相互通信，可以随时随地实时监控城市中各点的PM2.5值，完成远程检测任务。本发明专利技术免去了检测人员实地测量的工作量，提高了检测效率，实现了准确、高效、低成本的远程检测。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的PM25远程检测系统
本专利技术涉及基于物联网的PM2.5远程检测系统，尤其是涉及一种在任何时间任何地点，都能实时检测到当地大气中PM2.5的含量。
技术介绍
随着工业的不断发展、汽车数量的增加，环境污染日趋严重，特别是大气中PM2.5的含量增长速度很快，PM2.5主要来自化石燃料的燃烧、挥发性有机物，大多含有重金属等有毒物质。环境的恶化、气候的异常，呼吸道性疾病的频繁发生，对人们的身体健康造成严重的影响。PM2.5的检测就变得至关重要，通过对大气PM2.5含量的检测，可以使人们了解到当地的大气质量的变化。申请号为201610996526.9的专利公开了一种PM2.5报警仪，包括外壳，外壳内设有电路板，所述电路板包括PM25模块、按键模块、单片机模块、显示模块和报警模块，PM25模块，检测空气中PM25含量，并将其转化为电信号输出，同时将该输出信号送给单片机模块；按键模块，通过按键预设PM25含量，并将该预设信号送入单片机模块；单片机模块，接收PM25模块的输出信号，并将该信号送显示模块；同时将PM25模块的输出信号与按键模块的预设信号进行比较，若超出预设信号，单片机模块输出信号给报警模块和降尘模块；显示模块，接收单片机模块的信号，显示当前的PM25含量；报警模块，接收单片机模块的信号，同时，LED闪烁和蜂鸣器发声。虽然整个报警器可以对PM2.5的值进行检测和显示，但缺点是这个装置不能进行数据的远程检测，每次记录数据都要实地采集，比较麻烦。本专利技术设计了一款基于物联网的PM2.5远程检测系统，结构简单，可以长期放置在某地，实时检测当地的PM2.5浓度数值和大气中其他相关量值。检测人员可以在任何时间任何地点，通过GSM远程控制，完成对当地PM2.5浓度数值的检测，实现了准确、高效、低成本的远程检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一套基于物联网的PM2.5远程检测系统，它专为远程检测大气中PM2.5浓度而设计，主要用于检测大气中的参数，包括：PM2.5浓度、温度、湿度、大气压强等参数。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括：PM2.5远程检测系统、GSM通信网络中心、检测中心、PC机、手持式移动设备。所述PM2.5远程检测系统安放在各个检测点，并通过GSM远程控制模块与GSM通信网络中心连接，所述GSM通信网络中心与检测中心PC机连接，所述检测中心与云端连接，所述手持式移动设备与云端连接获取实时的当地PM2.5及相关数值。所述的PM2.5远程检测系统是本专利技术中的最小单元，分布于城市的各个检测点。PM2.5远程检测系统中设有各种与PM2.5值相关的传感器，通过这些传感器检测各种与PM2.5相关的信息。PM2.5远程检测系统的数量是N个，且每一个PM2.5远程检测系统都有一个独立的ID号码，在整个系统中，每个ID号码对应其相应的位置，通过控制中心的PC机可以对其位置进行查看。PM2.5远程检测系统中的GSM远程控制模块可以完成数据的传输。所述的GSM通信网络中心，其目的是汇总若干个PM2.5远程检测系统的相关数据，并传送到检测中心。所述的PM2.5远程检测系统包括：电源模块、MCU最小系统模块、大气压强检测模块、大气温湿度检测模块、PM2.5检测模块、LCD显示模块、GSM远程控制模块。电源模块用于给整个系统提供电能；大气压强检测模块，输入端为BMP180气压传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的PC0、PC1端口，用于检测大气的气压值；大气温湿度检测模块，输入端为DHT11温湿度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的PC2端口，用于检测大气的温度和湿度值；PM2.5检测模块，输入端为PM2.5传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测大气中PM2.5的值；LCD显示模块通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；GSM远程控制模块，输入端为SIM900A无线通信模块，输出端连接至MCU最小系统模块的TXD2、RXD2端口，用于远程短信控制整个系统，远程监测大气中PM2.5的含量、大气温度、湿度和压强。所述的电源模块提供+3.3V、+5V、220VAC。所述的电源模块包括两个稳压芯片U2、U3、一个220V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C4、C6、C7、四个瓷片电容C2、C3、C5、C8、C9、C10。220V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，单刀单掷开关S1的一端接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，瓷片电容C3、钽电容C4的负极一端并至地，瓷片电容C3的另一端接钽电容C4的正极并引出一个+5V数字电压端子，+5V数字电压端子的另一端接瓷片电容C5、钽电容C6的正极、稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，稳压芯片U2的第二引脚、钽电容C7的正极、瓷片电容C8、C9、C10的一端并引出+3.3V数字电压端子，钽电容C7的负极和瓷片电容C8、C9、C10的另一端并至地。所述电源模块U1型号为LM7805，U2型号为AMS1117。+5V电压和+3.3V电压用于给单片机、传感器等数字电路供电。所述的MCU最小系统模块包括一个直插晶振Y1、七个瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、两个电阻R1、R2、一个开关二极管D2。直插晶振Y1的一端接瓷片电容C11的一端、电阻R1的一端、MCU芯片U1的第三十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、电阻R1的另一端、MCU芯片U1的第三十四引脚，瓷片电容C11的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，瓷片电容C13的一端接MCU芯片U1的第九十八引脚，瓷片电容C13的另一端并至地，瓷片电容C14的一端、瓷片电容C15的一端、瓷片电容C16的一端接+5V数字电压端子、MCU芯片U1的第一百引脚，瓷片电容C14的另一端、瓷片电容C15的另一端、瓷片电容C16的另一端接地、MCU芯片U1的第九十九引脚，电阻R2的一端、开关二极管D2的一端接+5V数字电压端子，电阻R2的另一端、开关二极管D2的另一端接瓷片电容C17的一端、MCU芯片U1的第三十引脚，瓷片电容C17的另一端接地。所述的MCU最小系统模块U1型号为ATMEGA2560-16AU。所述的大气压强检测模块包括一个气压传感器芯片U4、两个电阻R3、R4。电阻R3、R4一端接+3.3V数字电压端子、气压传感器芯片U4的第二引脚、第三引脚，电阻R3的另一端接气压传感器芯片U4的第六引脚、MCU芯片U1的第五十四引脚，电阻R4的另一端接气压传感器芯片U4的第五引脚、MCU芯片U1的第五十三引脚，气压传感器芯片U4的第七引脚接地。所述的气压传感器芯片U4型号为BMP180。所述的大气温湿度检测模块包括一个温湿度传感器芯片U5、一个电阻R5、一个瓷片电容C18。电阻R5一端接+5V数字电压端子、温湿度传感器芯片U5的第一引脚、瓷片电容C18的一端，电阻R5的另一端接温湿度传感器U5本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于物联网的PM2.5远程检测系统，其特征在于：包括PM2.5远程检测系统、GSM通信网络中心、检测中心、PC机、手持式移动设备；所述PM2.5远程检测系统安放在城市的各个检测点，并通过GSM远程控制模块与GSM通信网络中心连接，所述GSM通信网络中心与检测中心的PC机连接，所述检测中心通过3G/4G网络与手持式移动设备连接，获取实时的当地PM2.5及相关数值；所述的PM2.5远程检测系统是本专利技术中的最小单元，分布于城市的各个检测点；PM2.5远程检测系统的数量是N个，且每一个PM2.5远程检测系统都有一个独立的ID号码，在整个系统中，每个ID号码对应其相应的位置，通过控制中心的PC机可以对其位置进行查看；PM2.5远程检测系统中的GSM远程控制模块可以完成数据的传输；所述的GSM通信网络中心，其目的是汇总若干个PM2.5远程检测系统的相关数据，并传送到检测中心。

【技术特征摘要】
1.基于物联网的PM2.5远程检测系统，其特征在于：包括PM2.5远程检测系统、GSM通信网络中心、检测中心、PC机、手持式移动设备；所述PM2.5远程检测系统安放在城市的各个检测点，并通过GSM远程控制模块与GSM通信网络中心连接，所述GSM通信网络中心与检测中心的PC机连接，所述检测中心通过3G/4G网络与手持式移动设备连接，获取实时的当地PM2.5及相关数值；所述的PM2.5远程检测系统是本发明中的最小单元，分布于城市的各个检测点；PM2.5远程检测系统的数量是N个，且每一个PM2.5远程检测系统都有一个独立的ID号码，在整个系统中，每个ID号码对应其相应的位置，通过控制中心的PC机可以对其位置进行查看；PM2.5远程检测系统中的GSM远程控制模块可以完成数据的传输；所述的GSM通信网络中心，其目的是汇总若干个PM2.5远程检测系统的相关数据，并传送到检测中心。2.根据权利要求1所述的基于物联网的PM2.5远程检测系统；其特征在于：所述PM2.5远程检测系统包括电源模块、MCU最小系统模块、大气压强检测模块、大气温湿度检测模块、PM2.5检测模块、LCD显示模块、GSM远程控制模块；所述电源模块用于给整个系统提供电能；所述大气压强检测模块，输入端为BMP180气压传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的PC0、PC1端口，用于检测大气的气压值；所述大气温湿度检测模块，输入端为DHT11温湿度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的PC2端口，用于检测大气的温度和湿度值；所述PM2.5检测模块，输入端为PM2.5传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测大气中PM2.5的值；所述LCD显示模块通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；所述GSM远程控制模块，输入端为SIM900A无线通信模块，输出端连接至MCU最小系统模块的TXD2、RXD2端口，用于远程短信控制整个系统，远程监测大气中PM2.5的含量、大气温度、湿度和压强；所述的电源模块提供+3.3V、+5V、220VAC；所述的电源模块包括两个稳压芯片U2、U3、一个220V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C4、C6、C7、四个瓷片电容C2、C3、C5、C8、C9、C10；220V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，单刀单掷开关S1的一端接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，瓷片电容C3、钽电容C4的负极一端并至地，瓷片电容C3的另一端接钽电容C4的正极并引出一个+5V数字电压端子，+5V数字电压端子的另一端接瓷片电容C5、钽电容C6的正极、稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，稳压芯片U2的第二引脚、钽电容C7的正极、瓷片电容C8、C9、C10的一端并引出+3.3V数字电压端子，钽电容C7的负极和瓷片电容C8、C9、C10的另一端并至地；所述电源模块U1型号为LM7805，U2型号为AMS1117；+5V电压和+3.3V电压用于给单片机、传感器等数字电路供电；所述的MCU最小系统模块包括一个直插晶振Y1、七个瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、两个电阻R1、R2、一个开关二极管D2；直插晶振Y1的一端接瓷片电容C11的一端、电阻R1的一端、MCU芯片U1的第三十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、电阻R1的另一端、MCU芯片U1的第三十四引脚，瓷片电容C11的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，瓷片电容C13的一端接MCU芯片U1的第九十八引脚，瓷片电容C13的另一端并至地，瓷片电容C14的一端、瓷片电容C15的一端、瓷片电容C16的一端接+5V数字电压端子、MCU芯片U1的第一百引脚，瓷片电容C14的另一端、瓷片电容C15的另一端、瓷片电容C16的另一端接地、MCU芯片U1的第九十九引脚，电阻R2的一端、开关二极管D2的一端接+5V数字电压端子，电阻R2的另一端、开关二极管D2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志玲，郑继辉，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33