专利名称：室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空气质量监测技术领域，尤其是涉及一种室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点。
背景技术：
由于工作和生活的需要，人们大部分时间都呆在家里、办公室或各种交通工具内， 研究表明，许多突发性疾病都是因生活环境受到有害气体的污染而产生的。当人们长时间处于此类小空间内时，常常不会察觉到周围气体质量的变化，因此，研究能适时检测各种有害气体的节点，特别是能检测室内、车内空气质量的节点很有必要。室内空气质量受到多方面的影响和污染，比如房屋装修、家具、玩具、煤气热水器、杀虫喷雾剂、化妆品、吸烟、厨房的油烟等，其成分主要是挥发性的有机物如(甲醛、甲苯、二甲苯等)以及无机化合物(如 NH3、CO等)，不适当的温度、湿度环境、悬浮颗粒(灰尘)等也会影响室内空气质量。车内空气质量也会因人们长时间驾车或露天停放时间过长而导致恶化，其污染主要是甲醛、苯、 一氧化碳、烟碱等。传统空气质量的测量与评估，大多都采用分析化学方法和光谱分析方法。其中，分析化学方法一般需要在测量现场采集样气，带回实验室进行化学分析得到结果；而光谱分析方法需要专门的光谱仪，设备昂贵，操作复杂，不便携带，而且采样分析速度慢，无法实现实时的空气质量测量。传统的单一探头气体传感器只能对于单一的气体进行检测，在需要检测多参数环境数据时远远达不到检测要求。现如今，通过各种掺杂技术，气体传感器的敏感性和选择性已经大大提高；同时，随着计算机和通信技术的发展，各种面向复杂应用背景的多传感器数据采集设备正在不断涌现，其信息表现形式具有多样性，且采集信息数量巨大，信息处理及时。为了对室内、车内环境质量进行有效监测，需要一种低功耗多指标测量室内、车内空气质量的无线传感网节点，其能对Co、甲醛、甲苯等进行实时监测，并可对超标数据进行报警提示，且将提示信息以短消息的方式发给用户，方便用户掌控室内、车内环境变化的检测装置。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其电路设计合理、安装布设方便、 功能齐全且操控简便、使用效果好，能有效解决现有空气质量测量设置存在的体积大、安装不便、操控复杂、使用效果较差等多种缺陷和不足。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征在于包括对被监测区域内空气质量进行检测的传感器模块、内部存储有多个等级空气质量标准参考数据的数据存储模块、对传感器模块所检测信息进行分析处理并根据分析处理结果且结合数据存储模块内所存储数据对当前被监测区域的空气质量等级进行判断的处理器模块、由处理器模块进行控制的告警提示模块以及分别与处理器模块相接的参数设置模块、无线通信模块和电源模块，所述传感器模块、数据存储模块和告警提示模块均与处理器模块相接；所述处理器模块通过无线通信模块与房屋住户或车辆驾驶人员随身携带的用户手机进行双向通信，所述无线通信模块为 GPRS无线通信模块、3G无线通信模块或GSM无线通信模块；所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、甲醛传感器、甲苯传感器和一氧化碳传感器，所述温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、甲醛传感器、甲苯传感器和一氧化碳传感器均与处理器模块相接。上述室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征是所述温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、甲醛传感器、甲苯传感器和一氧化碳传感器均为模拟信号传感器，且温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、甲醛传感器、甲苯传感器和一氧化碳传感器均与A/D转换电路模块相接，所述A/D转换电路模块与处理器模块相接。上述室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征是所述电源模块包括可充电电池和AC/DC转换模块，所述处理器模块与AC/DC转换模块相接，且AC/ DC转换模块分别与可充电电池和220V交流供电电源相接，所述可充电电池与220V交流供电电源相接。上述室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征是还包括对可充电电池内所存储电量进行实时检测的电量检测单元，所述电量检测单元与处理器模块相接；所述可充电电池与AC/DC转换模块之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一和电磁控制开关二，可充电电池与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三，所述电磁控制开关一、电磁控制开关二和电磁控制开关三均由处理器模块进行通断控制且三者均与处理器模块相接。上述室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征是所述处理器模块与布设在被监测区域内的通风换气设备相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、电路设计合理、体积小且安装方便、功能齐全，加工制作及使用成本低，实用性强。2、具备报警提示功能，每一检测参数均可设置其报警上下限，节点可依据报警模式进行现场报警或远程短消息报警。3、使用操作简便且实现方便，能有效、自动且连续地监测室内、车内空气质量。4、监测数据全面且准确度高，实际使用时，采用对温度、湿度、灰尘、甲醛、甲苯、一氧化碳等环境参数具有一定选择性、灵敏度高、响应时间短的传感器。5、具有人机交互功能，用户可方便设置节点参数。同时，能对CO、甲醛、甲苯等多个环境参数进行实时监测，并可对超标数据进行报警提示，且能对当前空气质量等级进行初步判断，同时将检测信息、报警提示信息、当前空气质量等级判断结果等以短消息的方式发给用户，方便用户掌控室内、车内环境变化情形。6、设计有双供电模式，既可采用可充电电池供电，又可接入外接电源直接供电。7、实用价值高且适用范围广，能有效防止因室内有毒有害气体浓度超标而导致的事故，给用户的健康和安全提供保障，其能有效地监控室、内车内空气品质，有利于改善空气质量，减少有害气体中毒、煤气泄漏等意外事故造成的人身伤害和由于室内空气污染造成的对人体健康的潜在威胁，提高生活质量和改善健康状况，适合家庭、办公室、车内等环境测量应用。综上所述，本实用新型电路设计合理、安装布设方便、功能齐全且操控简便、使用效果好，能将环境检测信息、报警提示信息、当前空气质量等级判断结果等以短消息方式发给用户，有效解决了现有空气质量测量设置存在的体积大、安装不便、操控复杂、使用效果较差等多种缺陷和不足。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明1-传感器模块；1-1-温度传感器； 1-2-湿度传感器；1-3-粉尘浓度传感器； 1-4-甲醛传感器； 1-5-甲苯传感器；1-6- 一氧化碳传感器； 1-7-A/D转换电路模 2_处理器模块；块；3-数据存储模块； 4-参数设置模块；6-电源模块；6-1-可充电电池；7-用户手机；8-告警提示模块；10-电磁控制开关一；11-电磁控制开关二；13-通风换气设备。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括对被监测区域内空气质量进行检测的传感器模块1、 内部存储有多个等级空气质量标准参考数据的数据存储模块3、对传感器模块1所检测信息进行分析处理并根据分析处理结果且结合数据存储模块3内所存储数据对当前被监测区域的空气质量等级进行判断的处理器模块2、由处理器模块2进行控制的告警提示模块 8以及分别与处理器模块2相接的参数设置模块4、无线通信模块5和电源模块6，所述传感器模块1、数据存储模块3和告警提示模块8均与处理器模块2相接。所述处理器模块2 通过无线通信模块5与房屋住户或车辆驾驶人员随身携带的用户手机7进行双向通信，所述无线通信模块5为GPRS无线通信模块、3G无线通信模块或GSM线通信模块。所述传感器模块1包括温度传感器1-1、湿度传感器1-2、粉尘浓度传感器1-3、甲醛传感器1-4、甲苯传感器1-5和一氧化碳传感器1-6，所述温度传感器1-1、湿度传感器1-2、粉尘浓度传感器 1-3、甲醛传感器1-4、甲苯传感器1-5和一氧化碳传感器1-6均与处理器模块2相接。本实施例中，所述温度传感器1-1、湿度传感器1-2、粉尘浓度传感器1-3、甲醛传感器1-4、甲苯传感器1-5和一氧化碳传感器1-6均为模拟信号传感器，且温度传感器1-1、 湿度传感器1-2、粉尘浓度传感器1-3、甲醛传感器1-4、甲苯传感器1-5和一氧化碳传感器 1-6均与A/D转换电路模块1-7相接，所述A/D转换电路模块1_7与处理器模块2相接。本实施例中，所述电源模块6包括可充电电池6-1和AC/DC转换模块6_2，所述处
5-无线通信模块；
6-2-AC/DC转换模块； 9-电量检测单元； 12-电磁控制开关三；理器模块2与AC/DC转换模块6-2相接，且AC/DC转换模块6_2分别与可充电电池6_1和 220V交流供电电源相接，所述可充电电池6-1与220V交流供电电源相接。同时，本实用新型还包括对可充电电池6-1内所存储电量进行实时检测的电量检测单元9，所述电量检测单元9与处理器模块2相接。所述可充电电池6-1与AC/DC转换模块6-2之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块6_2之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一 10和电磁控制开关二 11，可充电电池6-1与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三12，所述电磁控制开关一 10、电磁控制开关二 11和电磁控制开关三12均由处理器模块2进行通断控制且三者均与处理器模块2相接。实际使用过程中，不断电情况下，接通电磁控制开关二 11，通过220V交流供电电源直接为本实用新型供电；同时，电量检测单元9对可充电电池6-1内所存储电量进行检测并将检测结果同步传送至处理器模块2，当可充电电池6-1内所存储电量不足且处于不断电情况下，接通电磁控制开关三12，通过220V交流供电电源为可充电电池6-1进行充电； 而当出现断电情况时，接通电磁控制开关一 10通过可充电电池6-1为本实用新型供电。本实施例中，所述处理器模块2与布设在被监测区域内的通风换气设备13相接， 通过处理器模块2对通风换气设备13进行自动控制。本实用新型的工作过程是首先，打开电源模块6，并通过参数设置模块4设定各项工作参数，主要包括数据采集时间间隔、报警提示阀值、数据发送格式等；之后按下运行按钮，整个节点进入工作状态传感器模块1按照设定采集时间间隔输出模拟量信号，且模拟量信号经过滤除噪声、还原失真等预处理过程和A/D转换电路调理后送入处理器模块2， 处理器模块2提取特征数据，并根据一定程序分析处理且结合数据存储模块3内所存储数据对当前被监测区域的空气质量等级进行判断，同时处理器模块2根据预设的报警阈值对各检测参数是否超限进行判断，并将控制质量等级判断结果、传感器模块1的检测信息以及各参数的超限判断结果同步传送至用户手机7 ；与此同时，当当前被监测区域的空气质量等级较差或者某一检测参数超限时，则处理器模块2控制告警提示模块8进行报警提示， 并且启动被监测区域内所安装的通风换气设备13。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征在于包括对被监测区域内空气质量进行检测的传感器模块(1)、内部存储有多个等级空气质量标准参考数据的数据存储模块(3)、对传感器模块(1)所检测信息进行分析处理并根据分析处理结果且结合数据存储模块(3)内所存储数据对当前被监测区域的空气质量等级进行判断的处理器模块( 、由处理器模块( 进行控制的告警提示模块(8)以及分别与处理器模块( 相接的参数设置模块G)、无线通信模块( 和电源模块(6)，所述传感器模块(1)、 数据存储模块( 和告警提示模块(8)均与处理器模块( 相接；所述处理器模块(2)通过无线通信模块(5)与房屋住户或车辆驾驶人员随身携带的用户手机(7)进行双向通信， 所述无线通信模块( 为GPRS无线通信模块、3G无线通信模块或GSM无线通信模块；所述传感器模块(1)包括温度传感器(1-1)、湿度传感器(1-2)、粉尘浓度传感器(1-3)、甲醛传感器(1-4)、甲苯传感器(1- 和一氧化碳传感器(1-6)，所述温度传感器(1-1)、湿度传感器(1-2)、粉尘浓度传感器(1-3)、甲醛传感器(1-4)、甲苯传感器(1- 和一氧化碳传感器 (1-6)均与处理器模块(2)相接。
2.按照权利要求1所述的室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点， 其特征在于所述温度传感器(1-1)、湿度传感器(1-2)、粉尘浓度传感器(1-3)、甲醛传感器(1-4)、甲苯传感器(1- 和一氧化碳传感器(1-6)均为模拟信号传感器，且温度传感器 (1-1)、湿度传感器(1-2)、粉尘浓度传感器(1-3)、甲醛传感器(1-4)、甲苯传感器(1-5)和一氧化碳传感器(1-6)均与A/D转换电路模块(1-7)相接，所述A/D转换电路模块(1_7) 与处理器模块( 相接。
3.按照权利要求1或2所述的室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征在于所述电源模块(6)包括可充电电池(6-1)和AC/DC转换模块(6-2)，所述处理器模块(2)与AC/DC转换模块(6-2)相接，且AC/DC转换模块(6-2)分别与可充电电池(6-1)和220V交流供电电源相接，所述可充电电池(6-1)与220V交流供电电源相接。
4.按照权利要求3所述的室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点， 其特征在于还包括对可充电电池(6-1)内所存储电量进行实时检测的电量检测单元(9)， 所述电量检测单元(9)与处理器模块(2)相接；所述可充电电池(6-1)与AC/DC转换模块 (6-2)之间以及220V交流供电电源与AC/DC转换模块(6_2)之间的供电回路中分别接有电磁控制开关一(10)和电磁控制开关二(11)，可充电电池(6-1)与220V交流供电电源之间的充电回路中接有电磁控制开关三(12)，所述电磁控制开关一(10)、电磁控制开关二(11) 和电磁控制开关三(1 均由处理器模块( 进行通断控制且三者均与处理器模块(2)相接。
5.按照权利要求1或2所述的室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，其特征在于所述处理器模块( 与布设在被监测区域内的通风换气设备(1 相接。
专利摘要本实用新型公开了一种室内、车内空气质量测量用低功耗多指标无线传感网节点，包括传感器模块、数据存储模块、对传感器模块所检测信息进行分析处理并根据分析处理结果且结合数据存储模块内所存储数据对当前被监测区域的空气质量等级进行判断的处理器模块、告警提示模块以及参数设置模块、无线通信模块和电源模块，处理器模块通过无线通信模块与房屋住户或车辆驾驶人员随身携带的用户手机进行双向通信，无线通信模块为GPRS无线通信模块、3G无线通信模块或GSM无线通信模块。本实用新型电路设计合理、安装布设方便、功能齐全且操控简便、使用效果好，能将环境检测信息、报警提示信息、当前空气质量等级判断结果等以短消息方式发给用户。
文档编号G01N33/00GK202033348SQ20112007251
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者于忠, 胡滨 申请人:西北工业技术研究院