一種空氣質量監測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種空氣質量監測裝置，由架設于監測點的監測機和安裝在監測中心的基站組成，所述監測機包含機架、傳感器、太陽能電池系統、傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、LORA通信模塊，所述太陽能電池板和傳感器設置于機架上，機架的立柱上設有機箱，所述傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、充電控制電路板、以及LORA通信模塊設置于機箱內并且與蓄電池電路連接，傳感器與傳感器信號處理器相連接，傳感器信號處理器與數據采集和存儲模塊相連接。本發明專利技術采用LORA技術進行信號傳輸，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力等特點，能耗低且無通信費，可以在待測區域大面積多監測點的進行布點監測。

Air quality monitoring device

The invention discloses an air quality monitoring device, which is composed of monitoring machine mounted on the monitoring point and base station installed in the monitoring center, the monitoring machine comprises a machine frame, a sensor, solar cell system, sensor signal processor, microcontroller, data acquisition and storage module, LORA communication module, the solar panel and the sensor is arranged on the frame, the frame of the upright post is provided with a chassis, wherein the sensor signal processor, microcontroller, data acquisition and storage module, a charging control circuit board, and the LORA communication module is arranged in the machine box and is connected with the battery circuit, sensor and sensor signal processor connected to a sensor signal processing and data acquisition and storage module connected. The invention adopts LORA technology for signal transmission, has the characteristics of low power consumption, long distance, high sensitivity and high anti-interference ability, low energy consumption and no communication fee can be measured in multiple monitoring points of large surface area of distribution monitoring.

【技術實現步驟摘要】
一種空氣質量監測裝置
本專利技術涉及空氣監測領域，特別涉及一種空氣質量監測裝置。
技術介紹
空氣質量日益惡劣，污染空氣對人們的健康形成威脅。尤其是大氣顆粒物相比對人體健康和大氣環境質量的影響更大。大氣中的顆粒物粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。對于復雜的空氣成分，可以針對多種氣體濃度和顆粒物濃度的測量也變得尤為重要。目前，常用的空氣監測系統多數安裝在固定位置有效監測空氣中主要污染物氣體的濃度通過WIFI、ZIGBEE、3G、2G等無線通信方式傳送給中央處理器。此類空氣監測系統的體積大、功耗大、重量大、無線通信距離近。目前市場上的空氣質量監測系統，可測量的氣體種類少、精度低、通訊距離近、功耗大、需要有線電源不便于安防。LoRa技術是基于1GHz以下的超長距低功耗數據傳輸技術(簡稱LoRa)的芯片。LoRa融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼技術。新型的擴頻技術，大大的改善了接收的靈敏度，其接收靈敏度達到了-148dbm。高達157db的鏈路預算使其通信距離可達15公里(與環境有關)。由于使用一種特殊的擴頻技術，這使得不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發送也不會相互干擾。在此基礎上研發的集中器/網關(Concentrator/Gateway)能夠并行接收并處理多個節點的數據，大大擴展了系統容量。采用配置AngelBlocks的方式，LoRa可解調一個信號，其信噪比為-20dB，GFSK方式與這一結果差距為28dB，這相當于范圍和距離擴大了很多。在戶外環境下，6dB的差距就可以實現兩倍于原來的傳輸距離。密集的城市環境可以覆蓋2公里左右，而在密度較低的郊區，覆蓋范圍可達10公里。LoRa技術是一種有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力的無線通信技術。適用于遠距離通信控制系統，可嵌入任何系統中。由于其可以為用戶提供無線遠距離數據傳輸功能，因此在物聯網領域具有非常強的可應用性。在空氣監測系統中可以很好的發揮遠距離低功耗的優勢。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提出一種基于LORA通信技術的空氣質量監測裝置，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力的特點，且本裝置監測氣體種類多，監測結果可根據實時溫度、濕度、光線等條件進行修正，精準度高。本專利技術的技術方案：一種空氣質量監測裝置，由架設于監測點的監測機和安裝在監測中心的基站組成，所述監測機包含機架、傳感器、太陽能電池系統、傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、LORA通信模塊，所述太陽電池系統由太陽能電池板、蓄電池、以及充電控制電路板組成，所述太陽能電池板和傳感器設置于機架上，機架的立柱上設有機箱，所述傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、充電控制電路板、以及LORA通信模塊設置于機箱內并且與蓄電池電路連接，傳感器與傳感器信號處理器相連接，傳感器信號處理器與數據采集和存儲模塊相連接，LORA通信模塊與微控制器的UART端口相連接，傳感器信號處理器與微控制器的模數轉換器端口相連接，所述基站包含LORA信號交換機和運算顯示裝置組成，LORA通信模塊通過無線信號與LORA信號交換機相連接，所述傳感器包含SO2、NO2、O3、CO氣體傳感器、PM1、PM2.5、PM10顆粒傳感器其中的一種或幾種。進一步地，所述傳感器還包含溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、風速傳感器、氣壓傳感器中的一種或幾種。進一步地，所述傳感器為四電極傳感器。進一步地，所述機架的底部設置有底座箱，蓄電池設置于底座箱內。進一步地，所述太陽能電池板與地面的夾角為30-60°之間。進一步地，所述運算顯示裝置為計算機。與現有技術相比，本專利技術的監測裝置由架設于監測點的監測機和安裝在監測中心的基站組成，二者之間的信號傳輸淘汰了傳統的WIFI、ZIGBEE、3G、2G等無線通信方式，采用LORA技術進行信號傳輸，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力等特點，能耗低且無通信費，可以在待測區域大面積多監測點的進行布點監測，另外本專利技術自帶太陽能供電系統，監測機靈活方便，小巧實用，裝配有多種氣體和顆粒物的傳感器，監測種類多，而且設置有溫度、濕度、光照傳感器，可以根據實時外界條件對監測數據進行修正，數據準確度高。附圖說明圖1為本專利技術立體結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1：一種空氣質量監測裝置，如圖1所示，由架設于監測點的監測機1和安裝在監測中心的基站2組成，所述監測機1包含機架11、傳感器12、太陽能電池系統13、傳感器信號處理器14、微控制器15、數據采集和存儲模塊16、LORA通信模塊17，所述太陽電池系統13由太陽能電池板131、蓄電池132、以及充電控制電路板133組成，所述太陽能電池板131和傳感器12設置于機架11上，機架11的立柱111上設有機箱112，所述傳感器信號處理器14、微控制器15、數據采集和存儲模塊16、充電控制電路板133、以及LORA通信模塊17設置于機箱112內并且與蓄電池132電路連接，傳感器12與傳感器信號處理器14相連接，傳感器信號處理器14與數據采集和存儲模塊16相連接，LORA通信模塊17與微控制器15的UART端口相連接，傳感器信號處理器14與微控制器15的模數轉換器端口相連接，所述基站2包含LORA信號交換機21和運算顯示裝置22組成，LORA通信模塊17通過無線信號與LORA信號交換機21相連接，所述傳感器12包含SO2、NO2、O3、CO氣體傳感器、PM1、PM2.5、PM10顆粒傳感器其中的一種或幾種。進一步地，所述傳感器12還包含溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、風速傳感器、氣壓傳感器中的一種或幾種，實時實地采集各監測機所處位置的溫度、濕度、氣壓、風力等數據，對此監測機所監測的數據進行修正，使結構更加精準。進一步地，所述傳感器12為四電極傳感器。進一步地，所述機架11的底部設置有底座箱113，蓄電池132設置于底座箱113內，合理設置蓄電池的位置，降低檢測機的重心高度，使監測機更加平穩。進一步地，所述太陽能電池板131與地面的夾角為45°，最大限度的保證光照和風阻的平衡。進一步地，所述運算顯示裝置22為計算機。傳感器收集實時的溫度、濕度、光照強度、風速、SO2、NO2、O3、CO、PM1、PM2.5、PM10等的信息傳遞到傳感器信號處理器，傳感器信號處理器將信號轉化成數據導入數據采集儲存板上，傳感器信號處理器通孔微控制器將數據使用LORA通信模塊將無線信號傳輸給基站的LORA信號交換機，再由LORA信號交換機將數據傳送到計算機上，計算機通過軟件根據溫度、濕度、光照強度、氣壓、風速等條件，對得到的污染物氣體和顆粒的數據進行修正，再通過計算機顯示出來，計算機可以切換顯示與之相連的多個監測機中的任意一臺的數據，也可以根據所有監測機反饋的數據進行綜合分析得出其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空氣質量監測裝置，其特征在于，由架設于監測點的監測機和安裝在監測中心的基站組成，所述監測機包含機架、傳感器、太陽能電池系統、傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、LORA通信模塊，所述太陽電池系統由太陽能電池板、蓄電池、以及充電控制電路板組成，所述太陽能電池板和傳感器設置于機架上，機架的立柱上設有機箱，所述傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、充電控制電路板、以及LORA通信模塊設置于機箱內并且與蓄電池電路連接，傳感器與傳感器信號處理器相連接，傳感器信號處理器與數據采集和存儲模塊相連接，LORA通信模塊與微控制器的UART端口相連接，傳感器信號處理器與微控制器的模數轉換器端口相連接，所述基站包含LORA信號交換機和運算顯示裝置組成，LORA通信模塊通過無線信號與LORA信號交換機相連接，所述傳感器包含SO2、NO2、O3、CO氣體傳感器、PM1、PM2.5、PM10顆粒傳感器其中的一種或幾種。

【技術特征摘要】
1.一種空氣質量監測裝置，其特征在于，由架設于監測點的監測機和安裝在監測中心的基站組成，所述監測機包含機架、傳感器、太陽能電池系統、傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、LORA通信模塊，所述太陽電池系統由太陽能電池板、蓄電池、以及充電控制電路板組成，所述太陽能電池板和傳感器設置于機架上，機架的立柱上設有機箱，所述傳感器信號處理器、微控制器、數據采集和存儲模塊、充電控制電路板、以及LORA通信模塊設置于機箱內并且與蓄電池電路連接，傳感器與傳感器信號處理器相連接，傳感器信號處理器與數據采集和存儲模塊相連接，LORA通信模塊與微控制器的UART端口相連接，傳感器信號處理器與微控制器的模數轉換器端口相連接，所述基站包含LORA信號交換機和運算顯示裝置組成，LORA通...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李秀紅，楊榮金，黃天戍，
申請(專利權)人：安徽京師方圓信息技術有限公司，中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：安徽,34