一种多环境要素在线监测仪器制造技术

本发明专利技术属于监测仪器领域，尤其涉及一种多环境要素在线监测仪器。所述多环境要素在线监测仪器，包括电源模块、微处理器模块、联网模块、控温模块、传感器模块和电路板模块。所述电源模块用于给其他各模块供电；所述微处理器模块用于与联网模块、传感器模块和控温模块通信，并控制控温模块的工作；所述联网模块实现所述多环境要素在线监测仪器的联网；所述控温模块用于控制所述多环境要素在线监测仪器的内部温度；所述传感器模块用于感测环境参数；上述所有模块均安装在电路板上。

【技术实现步骤摘要】
一种多环境要素在线监测仪器
本专利技术属于监测仪器领域，尤其涉及一种多环境要素在线监测仪器。
技术介绍
近些年来，空气污染与全球变暖问题备受世界关注，大气环境监测仪器的研发也越来越重要。目前，大气环境监测仪器得到了快速的发展，涌现出了大量的大气环境监测仪器研发公司。但大气环境监测仪器依然存在较多问题，主要如下：大多数国内仪器较国外而言，数据精度较低，误差较大；仪器体积大，价格高，动辄数十、数百万元，不适合高密度网格化布置监测站点；监测的要素种类较少；部分仪器使用离线观测的方式，数据的实时性较差、时间不连续、数据获取流程复杂，效率低；供电电压有限，大部分只支持市电供应；仪器安装运维复杂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种低成本微型化的多环境要素在线监测仪器，以解决上述现有技术的不足。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种低成本微型化的多环境要素在线监测仪器，包括传感器模块，所述传感器模块包括多种环境要素传感器，所述环境要素传感器用于采集各环境要素，并将采集到的环境要素信息传输给微处理器模块；微处理器模块，所述微处理器模块包括微处理器，所述微处理器采用嵌入式操作系统，接收来自传感器模块所采集到的环境要素信息，进行处理，并将处理后的数据通过联网模块发送给外部设备。所述微处理器还接收来自控温模块的温度传感器发送的实时温度信号，并对控温系统发出控制信号以控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；联网模块，所述联网模块将所述微处理器模块连接到网络，所述联网模块接收来自微处理器模块处理之后的信号，并通过网络将所接收的信号发送给外部设备；控温模块，所述控温模块包括散热风扇、加热片和温度传感器，所述温度传感器将采集到的温度信号发送给微处理器模块，并接收来自微处理器模块反馈的控制信号，对所述散热风扇和加热片进行操作，控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；电源模块，所述电源模块包括供电短接帽、电源开关和电源控制电路，所述电源模块用于给多环境要素在线监测仪器的各个模块供电；电路板模块，所述电路板模块包括电路板，所述电路板用于安装电源模块、微处理器模块、联网模块、控温模块和传感器模块，并对各模块进行电连接。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述电容模块支持220V、12V、5V三种供电模式，所述三种供电模式通过切换所述供电短接帽实现。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述微处理器支持多种通讯协议，所述通信协议可根据多种环境要素传感器所支持的通讯协议进行更换。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述联网模块可以通过4G通信系统或是WiFi(无线局域网)进行联网。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述多种环境要素传感器安装在电路板上，所述多环境要素传感器可插拔。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述微处理器内部包含控制加热片、风扇的算法程序，所述算法程序可将所述多环境要素在线监测仪器内部温度误差控制在0.02℃的范围内。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：拥有独立的定时开关，可通过软件设置定时开关参数，实现所述多环境要素在线监测仪器的断电重启。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述算法程序采用的是PID算法。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述多环境要素在线监测仪器的数据上传和下载都是通过物联网技术实现。进一步的，所述的低成本微型化多环境要素在线监测仪器，其特征在于：所述多环境要素在线监测仪器所用到的所有程序都能自动化的远程升级。本专利技术的有益效果是：根据本专利技术提供的多环境要素在线监测仪器，本专利技术采用微型化低成本的多环境要素传感器，所以采集到的数据精度高、误差小，且监测的环境要素种类多；本专利技术采用的电路板结构紧凑、体积微型化，大大减小了所述多环境要素在线监测仪器的体积，可满足高密度的网格化部署需求，同时降低了所述多环境要素在线监测仪器的成本；本专利技术才用的电源模块支持多种供电方式，可适用于市电、太阳能、充电宝等供电场景；本专利技术才用的控温模块结合微处理器模块还可以将所述多环境要素在线监测仪器的内部温度控制在一定的恒定温度；本专利技术采用在线观测的方式，数据的实时性较好、时间连续、数据获取流程简单、效率高，仪器的安装运维简单。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步详细阐述。实施例：请参阅图1，本专利技术提供了一种监测仪器，尤其涉及一种多环境要素在线监测仪器。所述多环境要素在线监测仪器包括传感器模块、微处理器模块、联网模块、控温模块、电源模块和电路板模块。所述传感器模块用于采集各环境要素的数据，并将采集到的数据传输给微处理器模块，所述微处理器模块不仅处理来自所述传感器模块的数据，还将处理完的数据通过联网模块发送给外部设备。所述微处理器还用于控制控温系统，以维持所述多环境要素在线监测仪器内部温度的稳定。所述电源模块用于给其他各模块供电。所述各模块均安装在所述电路板模块上，所述多环境要素在线监测仪器的所有模块都固定在仪器盒内部，所述仪器盒是一个长方体结构的容器。具体的，所述传感器模块包括多种环境要素传感器，所述环境要素传感器用于采集各环境要素，并将采集到的环境要素信息传输给微处理器模块；进一步的，所述多环境要素传感器包括温度传感器、湿度传感器、压强传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器和风速风向传感器，在其他实施例中，还可以加入臭氧传感器、一氧化碳传感器等其他传感器；在本专利技术实施例中，所述多环境要素传感器通过螺柱安装在所述电路板上，所述多环境要素传感器可插拔，便于更换；在其他实施例中，还可以根据实际情况用其他方式固定所述多环境传感器。具体的，所述微处理器模块，所述微处理器模块包括微处理器，所述微处理器采用嵌入式Linux操作系统，接收来自传感器模块所采集到的环境要素信息，进行处理，并将处理后的数据通过联网模块发送给外部设备。所述微处理器还接收来自控温模块的温度传感器发送的实时温度信号，并对控温系统发出控制信号以控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；在其他实施例中，也可以根据实际情况采用其他嵌入式操作系统；进一步的，所述微处理器支持UART、I2C、SPI等通讯协议，根据所述传感器支持的I2C、SPI通讯协议结合所述微处理器接口的数量进行合理分配，将所有传感器接入到微处理器上；进一步的，所述微处理器通过联网模块联网，并自动与各传感器通讯，读取出当前传感器的温度、湿度、压强、二氧化碳、PM2.5、风速风向气象要素值，并将数据写入到本地，然后通过联网模块发送给外部设备；优选的，所述微处理器内部包含控制加热片、风扇的算法程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多环境要素在线监测仪器，其特征在于，包括：/n传感器模块，所述传感器模块包括多种环境要素传感器，所述环境要素传感器用于采集个环境要素，并将采集到的环境要素信息传输给微处理器模块；/n微处理器模块，所述微处理器模块包括微处理器，所述微处理器采用嵌入式操作系统，接收来自传感器模块所采集到的环境要素信息，进行处理，并将处理后的数据通过联网模块发送给外部设备，所述微处理器还接收来自控温模块的温度传感器发送的实时温度信号，并对控温系统发出控制信号以控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；/n联网模块，所述联网模块将所述微处理器模块连接到网络，所述联网模块接收来自微处理器模块处理之后的信号，并通过网络将所接收的信号发送给外部设备；/n控温模块，所述控温模块包括散热风扇、加热片和温度传感器，所述温度传感器将采集到的温度信号发送给微处理器模块，并接收来自微处理器模块反馈的控制信号，对所述散热风扇和加热片进行操作，控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；/n电源模块，所述电源模块包括供电短接帽、电源开关和电源控制电路，所述电源模块用于给多环境要素在线监测仪器的各个模块供电；/n电路板模块，所述电路板模块包括电路板，所述电路板用于安装电源模块、微处理器模块、联网模块、控温模块和传感器模块，并对各模块进行电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多环境要素在线监测仪器，其特征在于，包括：
传感器模块，所述传感器模块包括多种环境要素传感器，所述环境要素传感器用于采集个环境要素，并将采集到的环境要素信息传输给微处理器模块；
微处理器模块，所述微处理器模块包括微处理器，所述微处理器采用嵌入式操作系统，接收来自传感器模块所采集到的环境要素信息，进行处理，并将处理后的数据通过联网模块发送给外部设备，所述微处理器还接收来自控温模块的温度传感器发送的实时温度信号，并对控温系统发出控制信号以控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；
联网模块，所述联网模块将所述微处理器模块连接到网络，所述联网模块接收来自微处理器模块处理之后的信号，并通过网络将所接收的信号发送给外部设备；
控温模块，所述控温模块包括散热风扇、加热片和温度传感器，所述温度传感器将采集到的温度信号发送给微处理器模块，并接收来自微处理器模块反馈的控制信号，对所述散热风扇和加热片进行操作，控制所述多环境要素在线监测仪器内部温度；
电源模块，所述电源模块包括供电短接帽、电源开关和电源控制电路，所述电源模块用于给多环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩鹏飞，曾宁，王一楠，梅焓，刘迪，张志敏，
申请(专利权)人：中国科学院大气物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11