复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:7119588 阅读:262 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法,装置包括中央处理单元、分别与中央处理单元相连接的空气环境传感器组、GPS接收模块、SD卡数据存储模块、LCD显示模块、GPRS无线传输模块;空气环境传感器组包括二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器;GPS接收模块远程采集监测点的定位信息和授时信息;SD卡数据存储模块自动存储采集数据、定位和授时信息;LCD显示模块实时显示采集数据、网络连接状态及电源信息;GPRS无线传输模块将采集数据进行无线连续传输。本发明专利技术适用于对复杂空气环境下二氧化碳浓度进行远程实时动态监测,具有结构简单、携带方便、监控布点灵活、远程监测、自动存储、实时显示和无线连续传输的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保监测领域,尤其涉及一种。
技术介绍
地球变暖问题已引起全球的密切关注,二氧化碳是最重要的温室气体亦是全球变暖的主要原因,其含量自1000年前的^Oppm持续上升,尤其自1860年第二次工业革命以来,其上升曲线已几乎成直线趋势,2009年度二氧化碳浓度变化已经上升至387. 35ppm,升幅高达38. 3%。基于对空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测的需求,本专利技术针对温室气体二氧化碳浓度与空气环境的温度、湿度和光照强度有着重要关联的特点,综合利用多种传感器和GPRS (General packet radio service)技术,自主创新开发了一种,利用空气环境传感器组实时采集监测点当前空气环境的二氧化碳浓度、温度、湿度和光照强度数据,采用GPS接收模块获取监测点的定位信息和授时信息,通过SD卡数据存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块实现实时采集数据、定位信息和授时信息的自动存储、实时显示和无线连续传输。该监测装置及方法能够提供安全可靠、快速直读、远程实时、连续工作的二氧化碳浓度监测,为复杂空气环境下二氧化碳浓度的远程实时动态监测提供有效手段。专利号为ZL200920032233. 4公开了一种二氧化碳远程监测装置,该装置由MCU主控制模块、数据采集模块、GPS定位模块、电平转换模块、GSM短信报警模块、SD卡存储模块、 液晶显示模块和电源模块组成。该装置是以MCU为核心控制器,数据采集模块实时采集二氧化碳浓度,液晶显示模块显示烟 排放二氧化碳浓度、检测时间、烟 经纬度等信息,采用GPS模块定位厂矿烟 的具体位置,采用GSM无线短信传输方式实现报警,所有有效数据均备份到SD存储卡中,可以帮助环保部门准确、实时、远程获取厂矿烟囱的二氧化碳排放情况。但是该装置主要是针对厂矿烟 的二氧化碳排放进行远程监测,并没有考虑到二氧化碳浓度与复杂的空气环境存在的重要关联,没有在实时监测二氧化碳浓度的同时,采集相应空气环境的温度、湿度和光照强度信息;另外该装置仅在二氧化碳浓度达到阀值时通过GSM无线短信传输方式实现报警,不能实现GPRS无线网络通讯,因此无法将二氧化碳浓度及其他实时采集数据进行无线连续传输,难以满足对二氧化碳浓度远程动态连续监测的需要。在实际推广到复杂空气环境下的室外二氧化碳排放场所时受到限制,可操作性不强, 难以对复杂空气环境下二氧化碳气体泄漏、扩散和迁移过程进行远程实时采集、无线连续传输和动态移动式定位。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是克服现有技术的不足,提供一种可操作性强的,该装置利用现有的多种传感器和GPRS 技术,能够支持复杂空气环境下二氧化碳浓度数据实时监测和远程连续传输。技术方案本专利技术的复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置,包括中央处理单元、分别与中央处理单元相连接的GPS接收模块、SD卡数据存储模块、IXD显示模块, 还包括分别与中央处理单元相连接的空气环境传感器组和GPRS无线传输模块,空气环境传感器组由二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器并联构成;所述的中央处理单元为32位ARM微控制器;所述的中央处理单元通过两线式串行总线I2C连接二氧化碳传感器、通过单总线连I-Wire接温度传感器、通过电容频率转换方式获取湿度传感器数据、通过模数转换器获取光照强度传感器和电源电压数据;所述的GPRS无线传输模块采用支持GSM/GPRS双频无线模块,以国际移动设备身份码IMEI作为唯一识别标识;中央处理单元通过通用异步收发器UART连接GPRS无线传输模块进行采集数据的无线收发。所述的二氧化碳传感器U7的第1脚和第3脚与电压+V5. 0相连,第4脚、第5脚和第9脚与地相连,第7脚与ARM微处理器Ul的第M脚和电阻R76的一端相连,电阻R76 的另一端与电压VCC相连,第8脚与ARM微处理器Ul的第25脚和电阻R77的一端相连,电阻R77的一端与电压VCC相连;湿度传感器U8的第1脚与地相连,第2脚和第6脚与电阻 R42的一端和可变电容C40的一端相连,电阻R42的另一端与第7脚相连,可变电容C40的另一端与地相连,第3脚与电阻R43的一端相连,电阻R43的另一端与ARM微处理器Ul的第79脚相连,第4脚、第8脚与电压+V5. 0和电阻R41的一端相连,电阻R41的另一端与第 7脚相连,第5脚与电阻R44的一端相连,电阻R44的另一端与地相连;温度传感器U9的第 1脚与地相连,第2脚与ARM微处理器Ul的第36脚和电阻R45的一端相连,电阻R45的另一端与电压VCC相连,第3脚与电容C98的一端相连,电容C98的另一端与地相连。所述的光照强度传感器包括电阻R93、电阻R94、电阻R95、电容C96和电压NSSA, 其中ARM微处理器Ul的第四脚与电阻R94的一端和电容C96的一端相连,电阻R94的另一端与电阻R93的第2脚相连,电阻R93的第1脚与电阻R95的一端相连,电阻R95的另一端与电压VDDA相连,电阻R93的第3脚与电容C96的另一端相连与电压VSSA相连。所述的GSM/GPRS双频无线模块U2的第1脚与三极管Q20的C极相连,三极管Q20 的B极与电阻R33的一端和电阻R32的一端相连,电阻R33的另一端和三极管Q20的E极与地相连,电阻R32的另一端与ARM微处理器Ul的第39脚相连,第9脚与ARM微处理器Ul 的第74脚相连,第10脚与ARM微处理器Ul的第75脚相连,第16脚与ARM微处理器Ul的第40脚和电容C92的一端相连,电容C92的另一端与地相连,第17脚、第18脚、第四脚、第 45脚、第46脚、第53脚、第54脚、第58脚、第59脚、第61脚、第62脚、第63脚、第64脚和第65脚与地相连,第30脚与SIM卡插座J2的第1脚和电容C60的一端相连,电容C60的另一端与地相连,第31脚与电容C61的一端和电阻R62的一端相连,电容C61的另一端与地相连,电阻R62的另一端与SIM卡插座SIM卡插座J2的第6脚相连,第32脚与电阻R61 的一端相连,电阻R61的另一端与SIM卡插座J2的第4脚相连,第33脚与电阻R60的一端相连,电阻R60的另一端与SIM卡插座J2的第2脚相连,SIM卡插座J2的第4脚与地相连; 第52脚与ARM微处理器Ul的第51脚和电阻R63的一端相连,电阻R63的另一端与三极管 Ql的B极和电阻R65的一端相连,电阻R65的另一端和三极管Ql的E极与地相连,三极管 Ql的C极与发光二极管LED4的一端相连,发光二极管LED4的另一端与电阻R64的一端相连,电阻R64的另一端与电压+V4. 0相连;第55脚、第56脚和第57脚与电压+V4. 0、电容 C91的一端和电容C93的一端相连,电容C91的另一端和电容C93的另一端与地相连,第60脚与GPRS天线Jl的第1脚相连,GPRS天线Jl的第2脚、第3脚、第4脚和第5脚与地相连,第66脚与ARM微处理器Ul的第38脚相连。本专利技术的复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测方法包括以下步骤a.将中央处理单元接通电源对各模块电路进行初始化处理,定时给出控制信号, 实时监控各模块的运行状态;b.通过空气环境传感器组分别采集空气二氧化碳浓度、温度、湿度本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置,包括中央处理单元(6)、分别与中央处理单元(6)相连接的GPS接收模块(2)、SD卡数据存储模块(3)、LCD显示模块(4),其特征在于:还包括分别与中央处理单元(6)相连接的空气环境传感器组(1)和GPRS无线传输模块(5),空气环境传感器组(1)由二氧化碳传感器U7、温度传感器U9、湿度传感器U8和光照强度传感器并联构成;所述的中央处理单元(6)为32位ARM微控制器U1;所述的中央处理单元(6)通过两线式串行总线I2C连接二氧化碳传感器U7、通过单总线1-Wire连接温度传感器U9、通过电容频率转换方式获取湿度传感器U8数据、通过模数转换器获取光照强度传感器和电源电压数据;所述的GPRS无线传输模块(5)采用支持全球移动通信系统/通用分组无线业务GSM/GPRS双频无线模块U2,以国际移动设备身份码IMEI作为唯一识别标识;中央处理单元(6)采用通用异步收发器UART连接GPRS无线传输模块(5)进行采集数据的无线收发。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨慧秦勇酆格斐慈慧
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1