分布式室外环境检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式室外环境检测系统。本发明专利技术的目的在于提供一种分布式室外环境检测系统，它具有结构轻巧，携带使用方便和功能实用的优点。一种分布式室外环境检测系统，它包括若干个环境检测装置；所述环境检测装置包括：数据采集模块，其包括气体分子传感器、温湿度传感器以及粉尘传感器；控制模块，其与数据采集模块相连接，用于对数据采集模块所采集到的各项数据进行分析处理；太阳能电板，用于吸收光线并将光能转化成电能输出；蓄电池，其用于对数据采集模块和控制模块进行电能供应，且其与太阳能电板相连接，以用于存储太阳能电板所输出的电能。

Distributed outdoor environment detection system

The invention relates to a distributed outdoor environment detection system. The object of the invention is to provide a distributed outdoor environment detection system, which has the advantages of light structure, portability, convenient use and practical function. A distributed environment detection system, which comprises a plurality of environmental detection device; the environment detection device includes a data acquisition module, which comprises a gas sensor, humidity sensor and dust sensor; the control module, the data acquisition module is connected to the data acquisition module for the data collected were analyzed processing; solar panels, used to absorb light and convert solar energy into electrical energy output; the battery, which is used for data acquisition and control module of power supply, and the solar panel is connected to the output of solar panels for storage of electric energy.

【技术实现步骤摘要】
分布式室外环境检测系统
本专利技术涉及一种分布式室外环境检测系统。
技术介绍
随着国内工业化的推进及人民生活水平的提高，不可忽视的环境条件特别是雾霾(即污染)情况越来越严重，这其中的主要成分就是PM2.5，PM是“颗粒物质”的缩写。悬浮在空气中，直径小于等于2.5微米的颗粒称为PM2.5，又称为细颗粒物；PM2.5对人体健康威胁很大，极易富集于肺部深处，因此又被称作入肺颗粒物。与较粗大的颗粒物相比，PM2.5富含更大量的有毒有害物质，而且能在大气中停留更长时间，输送距离也更远，对大气环境及人体健康的危害也更大，是导致黑肺和灰霾天的主要凶手。因目前基本上发布监控数据的都是环保监测部门，检测环境的选点是定点监控，实际并不能有效反映市民自己工作和生活地点的具体情况，居民也不能根据所处环境的污染情况来选择合适的防护办法(如不参加户外运动，增加戴口罩等)，因此开发出一种稳定可靠，功能实用和便于携带的个人专用环境监测装置尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分布式室外环境检测系统，它具有结构轻巧，携带使用方便和功能实用的优点。为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用的技术方案是：一种分布式室外环境检测系统，它包括若干个环境检测装置；所述环境检测装置包括：数据采集模块，其包括气体分子传感器、温湿度传感器以及粉尘传感器；所述气体分子传感器用于采集周边环境中有害气体的数值含量，所述温湿度传感器用于检测周边环境的温度数值和湿度数值，所述粉尘传感器用于检测周边环境的PM2.5含量值；控制模块，其与数据采集模块相连接，用于对数据采集模块所采集到的各项数据进行分析处理；太阳能电板，用于吸收光线并将光能转化成电能输出；所述的太阳能电板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面；蓄电池，其用于对数据采集模块和控制模块进行电能供应，且其与太阳能电板相连接，以用于存储太阳能电板所输出的电能。优选地，所述控制模块还与蓄电池相连接，控制模块通过蓄电池的输入电压数值分析判断周边环境的光照强度。优选地，所述环境检测装置还包括风力检测模块，其用于对周边环境的风力和风向进行数据采集，并将该数据传输至控制模块中。优选地，所述风力检测模块为电压型风速仪。优选地，它还包括无线终端和无线传输模块，所述无线传输模块通过GPRS或3G或4G或蓝牙通信协议将控制模块所处理的数据信息传输至无线终端中。优选地，所述无线传输模块为GPRS传输模块、3G传输模块、4G传输模块或蓝牙传输模块。优选地，所述气体分子传感器为MQ系列传感器，所述温湿度传感器为DHT11数字温湿度传感器，所述粉尘传感器为GP2Y1010AU粉尘传感器。优选地，所述控制模块为LM3S1138控制芯片。优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电板上。较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：1、自主数据采集，大大提高了数据的实时性和针对性；2、整个室外环境检测系统体积小，便于移动，易于部署；3、整个室外环境检测系统采用太阳能储能，既节能环保，又解决了电源问题；4、远程终端对数据进行存储管理，易于维护，用户可通过移动终端对数据进行查看；5、可靠运行于各种恶劣的户外环境，低功耗，高稳定性，高精确性，可无人值守；6、整个室外环境检测系统的各传感器可根据用户需求进行配置；7、本专利技术的太阳能电板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能电板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能电板的光照强度，光照强度增加，太阳能电板的光电转化效率也增加。附图说明图1是各组件连接关系示意图。图2为太阳能电板的具体结构。具体实施方式如图1所示为本专利技术提供的一种分布式室外环境检测系统的实施例示意图，它包括若干个环境检测装置；若干个环境检测装置可以根据需要安放在不同的场所。所述环境检测装置包括数据采集模块、控制模块、电源供电装置。数据采集模块包括气体分子传感器、温湿度传感器以及粉尘传感器。气体分子传感器用于采集周边环境中有害气体的数值含量，可选择用MQ系列传感器、HCL-A1氟化氢传感器、PH3-A1/B1/BE磷化氢传感器或PID-A1光粒子气体传感器。本专利技术优先采用MQ系列传感器，其可采集的气体分子如下表：另外，为了方便不同环境下对于特定参数的测定，我们可以利用通用接口做到各个传感器之间的快速切换。所述温湿度传感器用于检测周边环境的温度数值和湿度数值，温湿度传感器可以选择例如DHT11数字温湿度传感器，或者电压输出型温湿度传感器中的AH11、AHT11、AHT2M1等传感器，也可以选择数字信号输出型的DHT11、AM2301、AM2302等传感器，本专利技术中，优先选择DHT11数字温湿度传感器，这是因为其是具有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。所述粉尘传感器主要用于检测周边环境的PM2.5含量值。粉尘传感器可以选用GP2Y1010AU粉尘传感器、DSM501灰尘颗粒传感器或微型激光PM2.5传感器等。在此，本专利技术优选GP2Y1010AU粉尘传感器。所述控制模块，其与数据采集模块相连接，用于对数据采集模块所采集到的各项数据进行分析处理；控制模块可以选用LM3S1138控制芯片、STM32F103控制芯片、K60控制芯片或HT32F1765控制芯片等。而本专利技术优先选择LM3S1138控制芯片，来配合外部各个部件的运转，例如各个传感器或GPRS通信端，以形成利用太阳能-蓄电池进行长久稳定工作的分布式室外空气环境检测系统。LM3S1138控制芯片的优势还在于能够方便的运用多种ARM的开发工具和片上系统(SoC)的底层IP应用方案。另外，该微控制器使用了兼容ARM的Thumb2指令集来减少存储容量的需求，能够降低成本。最后，LM3S1138微控制器与Stel系列的所有成员是代码兼容的，这为用户提供了灵活性，能够适应各种精确的需求。电源供电装置包括太阳能电板和蓄电池。太阳能电板用于吸收光线并将光能转化成电能输出，其可以选择市面上大部分已有有电板。而蓄电池则用于对数据采集模块和控制模块进行电能供应，且其与太阳能电板相连接，以用于存储太阳能电板所输出的电能。如图2所示，所述的太阳能电板8为圆形，其上设有凸透镜层81，所述的凸透镜层81是由焦距不同的六棱形凸透镜82组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电板8为椭圆形，其上设有凸透镜层81，所述的凸透镜层81是由焦距不同的六棱形凸透镜82组成的向上拱起的半椭球状曲面。所述凸透镜层81上的六棱凸透镜82的焦点都落在太阳能电板8上。所述控制模块还与蓄电池相连接，控制模块通过蓄电池的输入电压数值分析判断周边环境的光照强度。对蓄电池的输入电压进行了曲线划分，根据太阳能电板反馈的电压强度的不同，来划分了光照等级。所述环境检测装置还包括风力检测模块，其用于对周边环境的风力和风向进行数据采集，并将该数据传输至控制模块中，该风力检测模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式室外环境检测系统，其特征在于：它包括若干个环境检测装置；所述环境检测装置包括：数据采集模块，其包括气体分子传感器、温湿度传感器以及粉尘传感器；所述气体分子传感器用于采集周边环境中有害气体的数值含量，所述温湿度传感器用于检测周边环境的温度数值和湿度数值，所述粉尘传感器用于检测周边环境的PM2.5 含量值；控制模块，其与数据采集模块相连接，用于对数据采集模块所采集到的各项数据进行分析处理；太阳能电板，用于吸收光线并将光能转化成电能输出；所述的太阳能电板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面；蓄电池，其用于对数据采集模块和控制模块进行电能供应，且其与太阳能电板相连接，以用于存储太阳能电板所输出的电能。

【技术特征摘要】
1.一种分布式室外环境检测系统，其特征在于：它包括若干个环境检测装置；所述环境检测装置包括：数据采集模块，其包括气体分子传感器、温湿度传感器以及粉尘传感器；所述气体分子传感器用于采集周边环境中有害气体的数值含量，所述温湿度传感器用于检测周边环境的温度数值和湿度数值，所述粉尘传感器用于检测周边环境的PM2.5含量值；控制模块，其与数据采集模块相连接，用于对数据采集模块所采集到的各项数据进行分析处理；太阳能电板，用于吸收光线并将光能转化成电能输出；所述的太阳能电板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面；蓄电池，其用于对数据采集模块和控制模块进行电能供应，且其与太阳能电板相连接，以用于存储太阳能电板所输出的电能。2.根据权利要求1所述的分布式室外环境检测系统，其特征在于：所述控制模块还与蓄电池相连接，控制模块通过蓄电池的输入电压数值分析判断周边环境的光照强度。3.根据权利要求1所述的分布式室外环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞平，
申请(专利权)人：刘瑞平，
类型：发明
国别省市：山东,37