無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括移動(dòng)裝置或固定裝置，移動(dòng)裝置或固定裝置上設(shè)置有STM32微控制器、降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路以及有害氣體檢測(cè)電路，STM32微控制器分別連接降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路和有害氣體檢測(cè)電路，STM32微控制器通過(guò)GPRS模塊連接計(jì)算機(jī)，移動(dòng)裝置為遙控車或遙控船，本實(shí)用新型成本較低、自動(dòng)化程度高，可以根據(jù)不同環(huán)境的測(cè)量要求，構(gòu)建可應(yīng)用到多種環(huán)境下的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)搭載遙控車或遙控船和各種探測(cè)傳感器，可對(duì)特殊情況的環(huán)境質(zhì)量情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)相結(jié)合。
【專利說(shuō)明】無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，具體的說(shuō)，涉及無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，但環(huán)境的質(zhì)量卻在逐漸下降，近年來(lái)的氣候也變得比較反常，在我國(guó)許多地區(qū)都出現(xiàn)洪水干旱等自然災(zāi)害，全球環(huán)境問(wèn)題已成為了人們非常關(guān)注的問(wèn)題，環(huán)境質(zhì)量和氣象工作與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。
[0003]目前，人們也對(duì)關(guān)鍵、重大、災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)有了更高的要求，對(duì)大氣質(zhì)量探測(cè)的方法和信息的可靠程度也提出了很高的要求。如何有效的對(duì)環(huán)境質(zhì)量和氣象進(jìn)行監(jiān)測(cè)對(duì)于生產(chǎn)生活都有著不可或缺的作用。
[0004]現(xiàn)有的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然己經(jīng)作為了一種新的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全國(guó)得到了普遍啟用，成為一種嶄新的氣象基本資料監(jiān)測(cè)方法，但是氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由硬件組裝而成的一種專業(yè)測(cè)量?jī)x器，其主要特點(diǎn)是其功能結(jié)構(gòu)在儀器設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)明確按照用戶的需求確定下來(lái)，其在使用過(guò)程中是難以進(jìn)行修改或者擴(kuò)充系統(tǒng)功能的，一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)只檢測(cè)一類參數(shù)，而且只能監(jiān)測(cè)氣象參數(shù)，為氣象部門服務(wù)，而不能同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)供環(huán)保部門參考。而且現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均為固定式，不能移動(dòng)，特別是當(dāng)發(fā)生例如氯氣泄露等特殊情況時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)近距離、全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0005]因此不僅在開發(fā)的時(shí)候會(huì)消耗大量的物力和財(cái)力，而且不利于升級(jí)和拓展，更不利于推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，由于STM32微控制器功能強(qiáng)大和拓展性好，前端數(shù)據(jù)采集及處理模塊還有其他接口可用，在經(jīng)費(fèi)和時(shí)間允許的情況下，可根據(jù)不同的需求增加相應(yīng)的傳感器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其他參數(shù)(例如時(shí)下較為熱門的PM2.5濃度等參數(shù))的檢測(cè)，而且該系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)不同類參數(shù)的自動(dòng)采集、處理、顯示和存儲(chǔ)，具有參數(shù)按類向所需部門分發(fā)等功能，而且能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布、移動(dòng)式監(jiān)測(cè)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括移動(dòng)裝置或固定裝置，所述移動(dòng)裝置或固定裝置上設(shè)置有STM32微控制器、降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路以及有害氣體檢測(cè)電路，所述STM32微控制器分別連接降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路和有害氣體檢測(cè)電路，所述STM32微控制器通過(guò)GPRS模塊連接計(jì)算機(jī)，所述移動(dòng)裝置為遙控車或遙控船。
[0009]進(jìn)一步，降雨量檢測(cè)電路包括對(duì)應(yīng)量筒設(shè)置的超聲波降雨量檢測(cè)模塊。
[0010]進(jìn)一步，所述降雨量檢測(cè)電路還包括雨滴傳感器模塊和設(shè)置在量筒底部的用于控制量筒底部排水孔開閉的電磁閥，所述雨滴傳感器模塊連接所述電磁閥。
[0011]進(jìn)一步，所述溫度檢測(cè)電路包括DS18B20溫度傳感器。
[0012]進(jìn)一步，所述濕度檢測(cè)電路包括DHTll濕度傳感器。
[0013]進(jìn)一步，還包括CO檢測(cè)電路和降雨量檢測(cè)電路。
[0014]進(jìn)一步，所述CO檢測(cè)電路包括MQ7型CO傳感器，所述有害氣體檢測(cè)電路包括MQ135型有害氣體傳感器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型成本較低、自動(dòng)化程度較高，而且界面人性化功能齊全且易擴(kuò)展，易上手使用，不但可以全天候 無(wú)人值守地監(jiān)測(cè)氣象參數(shù)為氣象部門服務(wù)，而且可以同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)供環(huán)保部門參考。遙控車或遙控船搭載環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控移動(dòng)式系統(tǒng)的內(nèi)容，如在發(fā)生例如氯氣泄露等特殊情況時(shí)，可使用遙控車或遙控船搭載的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)更換傳感器，對(duì)事故發(fā)生周邊，特別是特殊的地點(diǎn)或部位進(jìn)行臨時(shí)性的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的的加入實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，讓系統(tǒng)更加智能化。
[0017]系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，可設(shè)置多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)以形成分布式系統(tǒng)；系統(tǒng)各個(gè)模塊的接口獨(dú)立，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)相互影響，在系統(tǒng)拓展時(shí)也不會(huì)影響到已有的系統(tǒng)功能，具有良好的拓展性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制，在附圖中:
[0019]圖1是本實(shí)用新型所述無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的系統(tǒng)框圖。
[0020]其中，I——STM32微控制器；2——降雨量檢測(cè)電路；
[0021 ]3——溫度檢測(cè)電路；4——濕度檢測(cè)電路；
[0022]5——PM2.5檢測(cè)電路；6——有害氣體檢測(cè)電路；
[0023]7——GPRS模塊；8——計(jì)算機(jī)；
[0024]9——CO檢測(cè)電路； 10——顯示屏。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括移動(dòng)裝置或固定裝置，移動(dòng)裝置或固定裝置上設(shè)置有STM32微控制器1、降雨量檢測(cè)電路2、溫度檢測(cè)電路3、濕度檢測(cè)電路4、PM2.5檢測(cè)電路5以及有害氣體檢測(cè)電路6，STM32微控制器I分別連接溫度檢測(cè)電路3、PM2.5檢測(cè)電路5和有害氣體檢測(cè)電路6，STM32微控制器通過(guò)GPRS模塊7連接計(jì)算機(jī)8，移動(dòng)裝置為無(wú)人機(jī)或遙控車，通過(guò)GPRS模塊7來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的功能，能夠做到實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析和歷史回查等功能?？梢詫?shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)相結(jié)合的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置
[0027]STM32是基于ARM Cortex_M3內(nèi)核的32位處理器，具有杰出的功耗控制以及眾多的外設(shè)，最重要的是其性價(jià)比，STM32微控制器I具有價(jià)格低、功能強(qiáng)、使用簡(jiǎn)單、開發(fā)方便等幾個(gè)很有利的優(yōu)勢(shì)，STM32的特點(diǎn):
[0028]⑴復(fù)用I/O 口重映射功能
[0029]由于有些復(fù)用功能可以重映射，使得在STM32的PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候，方便很多。
[0030]⑵全部引腳都可以作為中斷輸入。
[0031]全部I/O 口都可以作為中斷輸入，這點(diǎn)比很多ARM好，當(dāng)要使用中斷的時(shí)候，隨便哪個(gè)I/O 口都可以，而不需要接到特定的幾個(gè)腳上，這樣極大的方便了設(shè)計(jì)，不論原理圖設(shè)計(jì)還是PCB設(shè)計(jì)。
[0032](3) SffD調(diào)試支持
[0033]STM32支持SWD調(diào)試，只需要2根I/O線，就可以用來(lái)調(diào)試和下載代碼，對(duì)引腳不多的型號(hào)尤其適用。
[0034]⑷串口下載程序
[0035]很多ARM都具有串口下載代碼這個(gè)功能，STM32也保留了這一優(yōu)秀設(shè)計(jì)，極大的降低了開發(fā)成本(不需要什么JLINK、ULINK之類的了，也不需要專門的下載器)。
[0036]STM32微控制器I連接顯示屏10，采用TFT液晶顯示屏10對(duì)系統(tǒng)的日期、時(shí)間以及系統(tǒng)檢測(cè)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，液晶屏被設(shè)置為滾動(dòng)形式，根據(jù)采集到的信號(hào)而變化顯示，以確保數(shù)據(jù)的更新，在實(shí)際應(yīng)用中可用液晶屏來(lái)模擬路邊懸掛的屏幕顯示。
[0037]溫度檢測(cè)電路3包括DS18B20溫度傳感器，DS18B20支持“一線總線”接口，測(cè)量范圍為-55°C?+125°C，在-10?+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如:環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。DS18B20可以程序設(shè)定9?12位的分辨率，精度為±0.5°C?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。
[0038]濕度檢測(cè)電路4包括DHTl I濕度傳感器，是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)DHTll傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷，超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。
[0039]CO檢測(cè)電路9包括MQ7型CO傳感器，其具有特點(diǎn):信號(hào)輸出指示和雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出及TTL電平輸出)，TTL輸出有效信號(hào)為低電平，可直接接單片機(jī)；模擬量輸出O?5V電壓，濃度越高電壓越高；對(duì)一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性；具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性；快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。
[0040]有害氣體檢測(cè)電路6可檢測(cè)SO2等有害氣體，包括MQ135型有害氣體傳感器，具有的特點(diǎn)有:信號(hào)輸出指示燈指示和雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出及TTL電平輸出);TTL輸出有效信號(hào)為低電平；(輸出低電平時(shí)信號(hào)燈亮，可接單片機(jī)IO 口)模擬量輸出隨濃度增加而增力口，濃度越高電壓越高；對(duì)硫化物、苯系蒸汽、煙霧等有害氣體具有很高的靈敏度；具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性；快速的響應(yīng)恢復(fù)特性；帶安裝孔，方便固定安裝；探頭可以插拔設(shè)計(jì)，方便試驗(yàn)。
[0041]降雨量檢測(cè)電路2包括超聲波降雨量檢測(cè)模塊，對(duì)于降雨量測(cè)量采用超聲波測(cè)距的方法來(lái)獲得量筒中雨量的高度，只要我們知道了量筒的底面積即可通過(guò)雨水的高度計(jì)算出降雨量的大小，同時(shí)為了避免沒(méi)下雨時(shí)，超聲波模塊也對(duì)量筒中的水進(jìn)行測(cè)量而導(dǎo)致誤測(cè)，在量筒底部開一排水孔接電磁閥，并增加了雨滴傳感器模塊，當(dāng)雨滴傳感器沒(méi)有檢測(cè)到雨滴時(shí)，電磁閥開，呈放水狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到雨滴時(shí)電磁閥關(guān)閉，此時(shí)檢測(cè)即可通過(guò)檢測(cè)量筒中雨水的高度來(lái)計(jì)算出降雨量。
[0042]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括移動(dòng)裝置或固定裝置，所述移動(dòng)裝置或固定裝置上設(shè)置有STM32微控制器、降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路以及有害氣體檢測(cè)電路，所述STM32微控制器分別連接降雨量檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、濕度檢測(cè)電路、PM2.5檢測(cè)電路和有害氣體檢測(cè)電路，所述STM32微控制器通過(guò)GPRS模塊連接計(jì)算機(jī)，所述移動(dòng)裝置為遙控車或遙控船。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述降雨量檢測(cè)電路包括對(duì)應(yīng)量筒設(shè)置的超聲波降雨量檢測(cè)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述降雨量檢測(cè)電路還包括雨滴傳感器模塊和設(shè)置在量筒底部的用于控制量筒底部排水孔開閉的電磁閥，所述雨滴傳感器模塊連接所述電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述溫度檢測(cè)電路包括DS18B20溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述濕度檢測(cè)電路包括DHTll濕度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:還包括CO檢測(cè)電路和降雨量檢測(cè)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)人值守基站的環(huán)境質(zhì)量和氣象參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述CO檢測(cè)電路包括MQ7型CO傳感器，所述有害氣體檢測(cè)電路包括MQ135型有害氣體傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK203705667SQ201320876958
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】劉勇, 陳建澤, 陳均桐, 劉云磊, 施偉潔, 葉威棠 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)