一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，包括弱光俘能装置、WIFI俘能装置、微控制器、ZigBee无线通信模块、ZigBee无线通信网关、WIFI无线路由器、监控服务器、短信报警模块以及多种环境监测传感器，所述弱光俘能装置和WIFI俘能装置分别与连接，所述连接有ZigBee无线通信模块、微控制器和多种环境监测传感器，多种环境监测传感器与微控制器连接，所述微控制器与ZigBee无线通信模块连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有部署简单、无需频繁维护、监测参数全面、建设和运维成本低、实现环境监测数据的自动采集、无线传输和实时报警，降低建筑室内环境的安全风险等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统


[0001]本技术涉及环境监测领域，尤其是涉及一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统。

技术介绍

[0002]图书馆、博物馆、档案馆内存放和展示书籍、文物、资料等重要物品，并且是人流较为密集的场所。这些建筑的室内环境监测对于重要物品的长期保存非常重要，同时关系到室内人员的身体健康。因此，对于这些建筑的室内环境监测非常重要。现有技术的通常采用线缆供电或电池供电，采用线缆供电的工程复杂、成本高、隐患大，而且长距离敷设时电压不稳定、供电效率低；而采用电池供电则需定期更换电池，维护代价大，而且监测装置通常在不易达到的位置，维护不容易。此外，现有技术所监测的环境参数较为有限，主要是温度和湿度，难以全面反映空气质量。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的工程复杂、成本高、隐患大、维护代价大、监测类型较少的缺陷而提供一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统。
[0004]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，包括弱光俘能装置、 WIFI俘能装置、电能管理电路、微控制器、ZigBee无线通信模块、ZigBee无线通信网关、WIFI无线路由器、监控服务器、短信报警模块以及多种环境监测传感器，所述弱光俘能装置和WIFI俘能装置分别与电能管理电路连接，所述电能管理电路连接有ZigBee无线通信模块、微控制器和多种环境监测传感器，多种环境监测传感器与微控制器连接，所述微控制器与ZigBee无线通信模块连接。
[0006]所述ZigBee无线通信模块、ZigBee无线通信网关、WIFI无线路由器、监控服务器和短信报警模块依次连接。
[0007]进一步地，所述ZigBee无线通信模块和ZigBee无线通信网关双向连接，所述 ZigBee无线通信网关和WIFI无线路由器双向连接，所述WIFI无线路由器和监控服务器双向连接。
[0008]进一步地，所述监控服务器和短信报警模块之间由监控服务器连接到短信报警模块进行单向连接。
[0009]所述弱光俘能装置包括依次连接的钙钛矿弱光俘能面板、升压稳压电路、第一充电监控电路和第一蓄电池。
[0010]进一步地，所述钙钛矿弱光俘能面板，将室内或阴天的弱光中的光能转换为电能；所述升压稳压电路，将钙钛矿弱光俘能面板输出的低电压提高并稳定至第一蓄电池的充电电压；所述第一充电监控电路，用于监测第一蓄电池的充电状态，控制第一蓄电池的充电过
程。
[0011]进一步地，所述弱光俘能装置通过第一蓄电池与电能管理电路连接。
[0012]所述WIFI俘能装置包括依次连接的WIFI信号俘能天线、整流升压稳压电路、第二充电监控电路和第二蓄电池。
[0013]进一步地，所述WIFI信号俘能天线，用于俘获WIFI无线路由器发射到空中的WIFI交流信号；所述整流升压稳压电路，将交流信号整流为直流信号后，再将该直流信号电压提高并稳定至第二蓄电池的充电电压；所述第二充电监控电路，用于监测第二蓄电池的充电状态，控制第二蓄电池的充电过程。
[0014]进一步地，所述WIFI俘能装置通过第二蓄电池与电能管理电路连接。
[0015]所述电能管理电路监测第一蓄电池和第二蓄电池的电量，将第一蓄电池和第二蓄电池的电能分配给各个环境监测传感器、微控制器和ZigBee无线通信模块，同时监测各个环境监测传感器的供电电流。
[0016]所述电能管理电路连接有各个环境监测传感器的供电开关，当第一蓄电池和第二蓄电池的电能不足时，所述电能管理电路关闭各个环境监测传感器的供电。
[0017]所述多种环境监测传感器的类型包括温度传感器、湿度传感器、照度传感器、噪音传感器、PM2.5传感器、PM10传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、甲醛传感器、挥发性有机物传感器和烟雾传感器，用于监测建筑室内环境的空气质量。
[0018]所述多种环境监测传感器连接并发送所采集的监测数据至微控制器。
[0019]所述微控制器接收各个环境监测传感器发送的监测数据，并将所述监测数据通过ZigBee无线通信模块发送至ZigBee无线通信网关。
[0020]所述ZigBee无线通信网关与所述监控服务器均连接至WIFI无线路由器，微控制器通过ZigBee无线通信模块发送至ZigBee无线通信网关的监测数据，进一步通过ZigBee无线通信网关发送至WIFI无线路由器，所述监控服务器通过WIFI无线路由器获得各个环境监测传感器所采集的监测数据。
[0021]所述监控服务器中设有各个环境监测传感器的数据监控程序，数据监控程序将采集的监测数据与阈值比较，若监测数据超出阈值范围，监控服务器将通过所述的短信报警模块给管理员发送短信报警。
[0022]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0023]1.本技术具有部署简单、无需频繁维护、监测参数全面的优势，建设和运维成本低的优点，通过弱光俘能装置和WIFI俘能装置在建筑室内环境中分别获得能量，并将该能量转换为电能存储在蓄电池中，通过电能管理电路监控各个环境监测传感器的供电，从而实现系统的自供电。
[0024]2.本技术的微控制器将各个环境监测传感器所采集的数据汇聚并依次通过ZigBee无线通信模块、ZigBee无线通信网关、WIFI无线路由器发送至监控服务器，监控服务器根据接收到的各个环境监测传感器的数据，与预设的阈值作比较并进行短信报警，从而实现环境监测数据的自动采集、无线传输和实时报警，大大降低了建筑室内环境的安全风险。
附图说明
[0025]图1为本技术的结构示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
钙钛矿弱光俘能面板；2
‑
WIFI信号俘能天线；3
‑
升压稳压电路；4
‑
整流升压稳压电路；5
‑
第一充电监控电路；6
‑
第二充电监控电路；7
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第一蓄电池；8
‑
第二蓄电池；9
‑
电能管理电路；10
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温度传感器；11
‑
湿度传感器；12
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照度传感器；13
‑
噪音传感器；14
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PM2.5传感器；15
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PM10传感器；16
‑
氧气传感器；17
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二氧化碳传感器；18
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一氧化碳传感器；19
‑
甲醛传感器；20
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挥发性有机物传感器；21
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烟雾传感器；22
‑
微控制器；23
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ZigBee无线通信模块；24
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ZigBee本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，其特征在于，包括弱光俘能装置、WIFI俘能装置、电能管理电路(9)、微控制器(22)、ZigBee无线通信模块(23)、ZigBee无线通信网关(24)、WIFI无线路由器(25)、监控服务器(26)、短信报警模块(27)以及多种环境监测传感器，所述弱光俘能装置和WIFI俘能装置分别与电能管理电路(9)连接，所述电能管理电路(9)连接有ZigBee无线通信模块(23)、微控制器(22)和多种环境监测传感器，多种环境监测传感器与微控制器(22)连接，所述微控制器(22)与ZigBee无线通信模块(23)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，其特征在于，所述ZigBee无线通信模块(23)、ZigBee无线通信网关(24)、WIFI无线路由器(25)、监控服务器(26)和短信报警模块(27)依次连接。3.根据权利要求2所述的一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，其特征在于，所述ZigBee无线通信模块(23)和ZigBee无线通信网关(24)双向连接，所述ZigBee无线通信网关(24)和WIFI无线路由器(25)双向连接，所述WIFI无线路由器(25)和监控服务器(26)双向连接。4.根据权利要求3所述的一种基于弱光与无线自供电的建筑室内环境智能监测系统，其特征在于，所述监控服务器(26)和短信报警模块(27)之间由监控服务器(26)连接到短信报警模块(27...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅芳，吕枫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：