一种基于环境的大气综合数据监测系统技术方案

一种基于环境的大气综合数据监测系统，包括：电源模块，ARM处理器，悬浮颗粒物浓度检测模块，气压检测模块、二氧化碳检测模块以及电化学传感器检测模块，所述电化学传感器检测模块包括臭氧检测单元、二氧化硫检测单元、二氧化氮检测单元、一氧化碳检测单元、挥发性有机物检测单元以及模数转换模块；所述模数转换模块用于将电化学传感器检测模块输出的模拟信号转化为数字信号并将数字信号传输到ARM处理器。其优点是可以同时采集多种环境参数，检测精度更高。

An integrated atmosphere data monitoring system based on Environment

An environment-based integrated atmospheric data monitoring system consists of a power supply module, an ARM processor, a suspended particulate concentration detection module, a pressure detection module, a carbon dioxide detection module and an electrochemical sensor detection module. The electrochemical sensor detection module includes an ozone detection unit and a sulfur dioxide detection sheet. Element, nitrogen dioxide detection unit, carbon monoxide detection unit, volatile organic compounds detection unit and analog-to-digital conversion module are used for converting analog signals output by electrochemical sensor detection module into digital signals and transmitting digital signals to ARM processor. The advantage is that it can collect various environmental parameters at the same time, and has higher detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于环境的大气综合数据监测系统
本技术涉及城市环境监测设备
，具体涉及一种基于环境的大气综合数据监测系统。
技术介绍
随着经济和科技的不断发展，毫无节制的肆意掠取使自然环境越来越恶劣，各种灾难随之而来，极大的破坏了人类生存和发展的空间。环境保护问题已成为社会焦点问题之一，如何更好的处理、解决和保护环境中出现的各种问题，利用先进的科学技术来防治，已成为目前迫切解决的问题。常规市面上一些空气质量检测仪器，由于软件硬件的技术难度，测量数据单一，通常只能测量一种或几种数据，单个处理芯片，传统的ARM处理器架构，采集运放精度低，处理速度慢、软件算法不合理，造成检测数据不稳定、准确度低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于环境的大气综合数据监测系统，其优点是可以同时采集多种环境参数，检测精度更高。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于环境的大气综合数据监测系统，包括：电源模块，ARM处理器，悬浮颗粒物浓度检测模块，气压检测模块、二氧化碳检测模块以及电化学传感器检测模块，所述电化学传感器检测模块包括臭氧检测单元、二氧化硫检测单元、二氧化氮检测单元、一氧化碳检测单元、挥发性有机物检测单元以及模数转换模块；所述悬浮颗粒物浓度检测模块(3)用于检测PM2.5以及PM10的浓度，所述模数转换模块用于将电化学传感器检测模块输出的模拟信号转化为数字信号并将数字信号传输到ARM处理器。通过上述技术方案，悬浮颗粒物浓度检测模块可以检测空气中的PM2.5、PM10的浓度值，气压检测模块可以检测当前空气压强，二氧化碳检测单元可以检测空气中二氧化碳浓度值，电化学传感器检测模块可以检测空气中二氧化硫、臭氧、二氧化氮、一氧化碳以及挥发性有机物的浓度值，并将检测信号输入到模数转换模块，模数转换模块将接收到的模拟信号转化成数字信号并传输到ARM处理器，该气体检测系统可以对空气中的多种有害气体成分进行检测，并将检测数据传输到ARM处理器进行汇总，电化学传感器检测模块采用电化学传感器，其检测精度相比于传统的气体检测元件精度更高。本技术进一步设置为：还包括有对ARM处理器进行定期监测的看门狗电路。通过上述技术方案，看门狗电路可以在ARM处理器工作过程中对ARM处理器进行定时监测，保证ARM处理器处于正常工作状态。本技术进一步设置为：所述电化学传感器检测模块包括电化学传感器、恒电位仪电路、电流采样电路。通过上述技术方案，电化学传感器对空气中的有害气体进行检测，恒电位仪电路用于提供基准电压，经过运算放大器将电压信号进行放大，并将电压信号输入模数转换模块。本技术进一步设置为：所述电化学传感器检测模块采用高顿传感制造的三电极电化学传感器对空气中的有害气体进行检测。通过上述技术方案，三电极电化学传感器相比于传统的二电极电化学传感器，由于引入了第三个电极即参比电极，传感器工作时的线性、稳定性、响应性能都得到了极大地改善。本技术进一步设置为：所述三电极电化学传感器的参比电极与工作电极之间连接有用于保护三电极电化学传感器的MOS管。通过上述技术方案，MOS管可以保证三电极电化学传感器在空载时对电极以及参比电极之间的电位差为零，以保证其内部的电化学反应不在进行，对三电极电化学传感器起到保护作用。本技术进一步设置为：所述恒电位仪电路采用OP295制成的第一运算放大器，所述第一运算放大器正向输入端耦接基准电压单元，所述OP295运算放大器反向输入端耦接三电极电化学传感器参比电极。通过上述技术方案，第一运算放大器正向输入端耦接基准电压单元，基准电压单元对第一运算放大器提供稳定的基准电压，使恒电位仪电路起到维持基准电压的作用。本技术进一步设置为：所述基准电压单元包括串联设置的精密电阻R65以及精密电阻R66，其节点输出基准电压。通过上述技术方案，精密电阻R65以及R66利用串联分压原理提供基准电压，并且精密电阻的阻值稳定，不易随外界环境变化而变化。本技术进一步设置为：所述电流采样电路包括第二运算放大器，其正向输入端耦接基准电压单元，所述第二运算放大器反向输入端串联一电阻R9后耦接三电极电化学传感器的工作电极。通过上述技术方案，电流采样电路采集电化学传感器中输出的电流信号，该电流信号经过电阻R9后转化为电压信号，并将电压信号输入第二运算放大器，第二运算放大器可以对电压信号进行放大，并将放大后的信号输入到模数转换模块。综上所述，本技术具有以下有益效果：本技术实采用ARM处理器以及若干便于安装拆卸的气体检测芯片（如电化学传感器、二氧化碳传感器、PM2.5以及PM10传感器等）对空气质量进行检测，方便用户对气体检测板上的气体检测芯片进行维护和更换，电化学传感器检测模块采用三电极电化学传感器，其检测精度更高；该设备科同时对多种气体环境参数进行检测，实用性高。附图说明图1是该系统整体框图；图2是体现ARM处理器以及传感器电路图；图3是体现电源模块以及第一点电源电路示意图；图4是体现臭氧检测单元电路示意图；图5是体现二氧化硫检测单元电路示意图；图6是体现二氧化氮检测单元电路示意图；图7是体现一氧化碳检测单元电路示意图；图8是体现挥发性有机物检测单元电路示意图；图9是体现看门狗电路示意图；图10是体现模数转换模块电路示意图。图中，1、电源模块；11、第一电源电路；2、ARM处理器；3、悬浮颗粒物浓度检测模块；4、气压检测模块；5、二氧化碳检测模块；6、电化学传感器检测模块；61、臭氧检测单元；611、恒电位仪电路；612、电流采样电路；62、二氧化硫检测单元；63、二氧化氮检测单元；64、一氧化碳检测单元；65、挥发性有机物检测单元；7、看门狗电路；8、模数转换模块。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1、图2和图3所示，一种基于环境的大气综合数据监测系统，包括电源模块1、ARM处理器2、悬浮颗粒物浓度检测模块3、气压检测模块4、二氧化碳检测模块5以及电化学传感器检测模块6，电源模块1用于对ARM处理器2供电，电源模块1还包括有用于对电化学传感器检测模块6中的传感器供电的第一电源电路11，ARM处理器2的型号为STM32F103RCT6，悬浮颗粒物浓度检测模块3采用攀藤PMS3003系列的PM2.5传感器以及PM10传感器，可以对空气中PM2.5以及PM10的浓度进行检测，该传感器与ARM处理器2的29、30引脚连接；气压检测模块4采用MS5611-01BA03型号的数字气压传感器芯片，该传感器与ARM处理器2的58、59引脚连接；二氧化碳检测模块5采用MH-Z19型号的二氧化碳传感器，该传感器与ARM处理器2的51、52引脚连接。上述三种传感器均可以直接在ARM处理器2上进行插接，方便安装和拆卸。如图4至图8所示，电化学传感器检测模块6（见图1）包括臭氧检测单元61、二氧化硫检测单元62、二氧化氮检测单元63、一氧化碳检测单元64、挥发性有机物检测单元65以及模数转换模块8；模数转换模块8用于将电化学传感器检测模块输出的模拟信号转化为数字信号并将数字信号传输到ARM处理器2。悬浮颗粒物浓度检测模块3可以检测空气中的PM2.5以及PM10浓度值，气压检测模块4可以检测当前空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环境的大气综合数据监测系统，其特征是：包括：电源模块(1)，ARM处理器(2)，悬浮颗粒物浓度检测模块(3)，气压检测模块（4）、二氧化碳检测模块(5)以及电化学传感器检测模块（6），所述电化学传感器检测模块（6）包括臭氧检测单元(61)、二氧化硫检测单元(62)、二氧化氮检测单元(63)、一氧化碳检测单元(64)、挥发性有机物检测单元(65)以及模数转换模块(8)；所述悬浮颗粒物浓度检测模块(3)用于检测PM2.5以及PM10的浓度，所述模数转换模块(8)用于将电化学传感器检测模块（6）输出的模拟信号转化为数字信号并将数字信号传输到ARM处理器(2)。

【技术特征摘要】
1.一种基于环境的大气综合数据监测系统，其特征是：包括：电源模块(1)，ARM处理器(2)，悬浮颗粒物浓度检测模块(3)，气压检测模块（4）、二氧化碳检测模块(5)以及电化学传感器检测模块（6），所述电化学传感器检测模块（6）包括臭氧检测单元(61)、二氧化硫检测单元(62)、二氧化氮检测单元(63)、一氧化碳检测单元(64)、挥发性有机物检测单元(65)以及模数转换模块(8)；所述悬浮颗粒物浓度检测模块(3)用于检测PM2.5以及PM10的浓度，所述模数转换模块(8)用于将电化学传感器检测模块（6）输出的模拟信号转化为数字信号并将数字信号传输到ARM处理器(2)。2.根据权利要求1所述的一种基于环境的大气综合数据监测系统，其特征是：还包括有对ARM处理器(2)进行定期监测的看门狗电路(7)。3.根据权利要求1所述的一种基于环境的大气综合数据监测系统，其特征是：所述电化学传感器检测模块（6）包括电化学传感器、恒电位仪电路(611)以及电流采样电路(612)。4.根据权利要求3所述的一种基于环...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗旭锦，
申请(专利权)人：北京昱栎技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11