无线空气质量监控器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无线空气质量监控器，包括传感器、单片机和无线通讯模块。单片机接收传感器采集空气中所含颗粒的状态并将其转换为光电信号输出至无线通讯模块，经无线通讯模块发射至远程控制端，远程控制端内存储有代表空气质量的域值。它是把空气传感器和无线收发模块结合，通过单片机控制，把传感器采集的数据无线发送到远程控制端，同时远程控制端也可以通过无线收发模块把控制命令发往传感器进行无线远程监测和控制。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
无线空气质量监控
本技术涉及一种对空气中粉尘进行监控的装置，具体地说，是指一种通过无线传输和控制的空气质量监控器。
技术介绍
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，家庭环境与安全已经成为人们普遍关心的热点问题，构建一个智能化的环境监测系统是当前无线传感器网络应用研究的一个重要方向，特别是对于布线困难的区域、被污染的区域、环境遭到破坏的区域等，无线传感器网络将具有不可替代的作用。
技术实现思路
为了克服现有的空气质量监测装置不能远程无线监测和控制的不足，本技术提供一种无线空气质量监测器，该无线空气质量监测器不仅能实时检测和监控空气质量，而且能方便地进行远程无线监视和控制，人员不必到现场就可以实时了解空气质量情况和控制传感器的数据采集周期以及设置报警阈值等，并且当空气质量超标时能同时在现场和远程报警。本技术的一种无线空气质量监控器，由传感器、单片机和无线通讯模块组成，单片机接收传感器采集空气中所含颗粒的状态并将其转换为光电信号输出至无线通讯模块，经无线通讯模块发射至远程控制端，远程控制端内存储有代表空气质量的域值。所述的无线空气质量监控器，传感器采用PPD20空气粉尘传感器，单片机采用AT89C2051芯片，无线通讯模块采用IPLink1000+芯片。PPD20空气粉尘传感器连接在传感器接口上，传感器接口的输出端与放大器连接，放大器的输出端与J2接口连接后与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的中断片选信号端与单片机的中断片选信号端连接，A/D转换器的8条地址数据线分别与单片机的8条地址数据线连接，单片机的11端与声光报警电路连接，单片机的1端与复位电路连接，单片机-->的4、5端与晶振电路连接，单片机的接收端与无线通讯模块的接收端连接，单片机的发送端与无线通讯模块的发送端连接，其余各端子为常规连接。所述的无线空气质量监控器，其单片机采用中断方式读取传感器采集的数据值。所述的无线空气质量监控器与远程控制端之距离为1～100米。本技术优点：可以实时检测环境空气质量，并能通过无线网络远程监控，结构简单。附图说明图1是本技术无线空气质量监控器的工作结构框图。图2(a)是本技术无线通讯模块的电路原理图。图2(b)是本技术传感器与单片机的电路原理图。图3是本技术外部中断流程图。图4是本技术串口服务流程图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的说明。本技术的一种无线空气质量监控器，是把空气传感器和无线收发模块结合，通过单片机控制，把传感器采集的数据无线发送到远程控制端，同时远程控制端也可以通过无线收发模块把控制命令发往传感器进行无线远程监测和控制。有效解决了对于布线困难的区域、被污染的区域、环境遭到破坏的区域等环境下对空气质量的监控。请参见图1所示，本技术是一种无线空气质量监控器，由传感器、单片机和无线通讯模块组成，单片机接收传感器采集空气中所含颗粒的状态并将其转换为光电信号输出至无线通讯模块，经无线通讯模块发射至远程控制端，远程控制端内存储有代表空气质量的域值。对于远程控制端一般采用PC机来实现，其PC机内存储有关于如何处理、控制空气质量的软件执行程序和操作程序，该PC机用于对空气质量进行判断。无线空气质量监控器与PC机之间的距离可以在1～100米范围内监测。作为远程监控端向传感器发送数据要求命令和用户对阈值的修改命令。数据要求命令的发送间隔，是由用户确定的，程序中用定时器实现，每当定时时间到，远程监控端就向传感器端发送数据要求命令。远程监控端与传感器之间的通信是按照网络应用层数据通信的帧格式进行的。远程监控端发往传感器的数据请求命令和阈值修改命令需要按照帧格式进行打包，同样-->需要解析从传感器接收到的数据包和确认包，以提取有用信息。远程监控端接收到传感器的信息以后，首先进行解析处理。若是数据包，需提取传感器的采集数据。由于传感器发往远程监控端的采集数据是一个单字节的二进制数据，远程监控端需要按照一定的算法将其转换成被测量的物理量值，在界面窗口显示该测量值，同时将该测量值与报警阈值进行比较，若超过阈值则在界面上闪烁显示报警信息以提示用户。当系统关闭时，将目前采集到的所有信息保存在文档里，作为历史记录以备考察，同时下次打开系统时再次调入。在本技术中，传感器采用空气粉尘传感器，是由日本神荣公司生产的PPD20，PPD20主要用于空气净化器、空气调节器和室内空气质量监测系统。它是利用光电原理工作的，可检测直径大于1um的粉尘颗粒，比如：花粉、尘埃、烟尘、宠物毛发和小飞虫等，灵敏度高，电源0～5V，输出信号电压为0～3.8V，可直接由A/D转换器转换成相应的数字信号送单片机，输出电压大小与空气中粉尘的颗粒数成比例。据测定粉尘在2000pcs以下，空气质量好，对应的输出电压为0～1.2v；粉尘在2000pcs以上、4000pcs以下，空气质量较好，对应的输出电压为1.2～2.5v；粉尘在4000pcs以上，空气质量不好，对应的输出电压为2.5V以上。这里pcs是指283ml空气中直径大于1um的粉尘颗粒数。在本技术中，PC机内存储的域值是经测定的空气质量好坏的数据，可设定为粉尘在2000pcs以下，空气质量为好；粉尘在2000pcs以上、4000pcs以下，空气质量为较好；粉尘在4000pcs以上，空气质量为不好。并设定有传感器输出的电压信号为不同的电压值。在本技术中，传感器采用PPD20空气粉尘传感器，单片机采用AT89C2051芯片，无线通讯模块采用IPLink1000+芯片。其各端子的连接关系为：PPD20空气粉尘传感器连接在传感器接口U1上，传感器接口U1的输出2端与放大器U5连接，放大器U5的输出1端与接口J2连接后与A/D转换器U2的6端连接，A/D转换器U2的5端与单片机U3的中断片选信号6端连接，A/D转换器U2的地址数据线18～11端分别与单片机U3的12～19端连接，单片机U3的11端与声光报警电路连接，单片机U3的1端与复位电路连接，单片机U3的4、5端与晶振电路连接，单片机U3的2端与无线通讯模块U4的21端连接，单片机U3的3端与无线通讯模块U4的22端连接，其余各端子为常规连接。-->在图3所示中，因为AD数据每采集到一个数据就会触发一次外部中断，所以这时就会进入外部中断0服务程序。将AD转换的数值，通过一定的转化公式转化为实际的空气粉尘值，在5次转换后进行1次平均，得到一个平均值，并与阈值进行比较，若超过阈值则报警。在图4所示中，无线模块与远程监控端进行通信，接收远程监控端的命令，并且将收到的命令再传给单片机进行处理，这一系列的数据交换都要通过单片机的串口来进行。当远程监控端发来读取数据命令时，单片机将当前采集到的空气粉尘值发给远程监控端，当无线模块发来阈值设置命令的时候，单片机如果正确接收，将通过串口发送一个正确接收的返回命令，并对本身的报警阈值进行修改。若单片机没有正确接收，将通过串口发送一个没有收到的返回命令，要求远程监控端重发阈值命令。由于接收及发送数据帧的多样性，所以在中断服务程序中对帧长度进行判断，并根据相应的长度进入对应的解包程序。因为涉及到无线数据的传输，所以通过计算机串口发送的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线空气质量监控器，其特征在于：包括传感器、单片机和无线通讯模块，单片机接收传感器采集空气中所含颗粒的状态并将其转换为光电信号输出至无线通讯模块，经无线通讯模块发射至远程控制端，远程控制端内存储有代表空气质量的域值。

【技术特征摘要】
1、一种无线空气质量监控器，其特征在于：包括传感器、单片机和无线通讯模块，单片机接收传感器采集空气中所含颗粒的状态并将其转换为光电信号输出至无线通讯模块，经无线通讯模块发射至远程控制端，远程控制端内存储有代表空气质量的域值。2、根据权利要求1所述的无线空气质量监控器，其特征在于：传感器采用PPD20空气粉尘传感器，单片机采用AT89C2051芯片，无线通讯模块采用IPLink1000+芯片。3、根据权利要求1、2所述的无线空气质量监控器，其特征在于：传感器接口(U1)的输出2端与放大器(U5)连接，放大器(U5)的输出1端与接口J2连接后与A/D转换器(U2)的6端连接，A\...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂红，陈存柱，黄呈章，郦亮，
申请(专利权)人：赫立讯科技北京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]