Pm2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其使用方法，包括采集PM2.5濃度的粉塵傳感器，微處理器單片機(jī)，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，其中，采集PM2.5濃度的粉塵傳感器與微處理器單片機(jī)相連，微處理器單片機(jī)與數(shù)據(jù)信息傳輸模塊相連，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過無線傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)相連。通過使用該系統(tǒng)，能夠收集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，用戶可以通過移動(dòng)終端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)觀測(cè)到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)PM2.5的實(shí)時(shí)值,以達(dá)到智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控、管理與測(cè)量目的，為普通老百姓的出行和各方面的生活提供了空氣質(zhì)量依據(jù)。
【專利說明】PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其使用方法，屬于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]2012年3月，PM2.5第一次列入新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，PM2.5第一次引起了人們的高度重視，PM2.5的監(jiān)測(cè)也引起了全國(guó)范圍內(nèi)的關(guān)注。2013年I月10日開始，一場(chǎng)罕見且嚴(yán)重的空氣污染侵襲了華北地區(qū)的很多城市，多個(gè)城市的PM2.5濃度創(chuàng)歷史新高，嚴(yán)重影響了市民的出行與正常的生活。一時(shí)間PM2.5污染引發(fā)了廣泛關(guān)注和討論。
[0003]PM2.5相對(duì)粒徑小、毒性大、傳輸距離遠(yuǎn)、停留時(shí)間長(zhǎng),且對(duì)人體健康、大氣輻射和能見度有著重要的影響，開展對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)將有利于提高我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量，給老百姓創(chuàng)造一個(gè)潔凈的空氣環(huán)境。
[0004]近年來，空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)迅速發(fā)展。目前雖然可以通過氣象局的監(jiān)測(cè)獲得空氣中PM2.5的值，但是監(jiān)測(cè)地點(diǎn)并不具體和全面，并且普通老百姓無法隨時(shí)隨地獲取PM2.5的值。隨著國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的良好發(fā)展，傳感技術(shù)、M2M技術(shù)的快速發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生及應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，全球很多國(guó)家對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)投入了大量資金與支持，并且將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也成為熱門技術(shù)。結(jié)合單片機(jī)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)出能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)空氣中PM2.5含量的系統(tǒng)，用戶可以通過移動(dòng)設(shè)備訪問數(shù)據(jù)終端，進(jìn)而得到特定地點(diǎn)、特定時(shí)間PM2.5含量的數(shù)據(jù)，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明還提供一種上述PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括采集PM2.5濃度的粉塵傳感器，微處理器單片機(jī)，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，其中，采集PM2.5濃度的粉塵傳感器與微處理器單片機(jī)相連，微處理器單片機(jī)與數(shù)據(jù)信息傳輸模塊相連，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過無線傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)相連。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述采集PM2.5濃度的粉塵傳感器的型號(hào)為SHARPGP2Y1010AU0F。選用SHARP GP2Y1010AU0F粉塵傳感器的好處在于，此粉塵傳感器設(shè)備小巧，安裝方便，可以設(shè)置在監(jiān)測(cè)地區(qū)的不同地點(diǎn)，能夠有效全面地獲取監(jiān)測(cè)地區(qū)PM2.5的含量值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述微處理器單片機(jī)的型號(hào)為Arduino Mega2560。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)信息傳輸模塊的型號(hào)為Serial-WiFi模塊、NRF905模塊或FTl 100-232無線收發(fā)模塊。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)為阿里云平臺(tái)。[0013]其中，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第1、6引腳分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的5v電源口相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第2、4引腳分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的GND引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第3引腳與Arduino Mega2560單片機(jī)的Digital pin2引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第5引腳與ArduinoMega2560單片機(jī)的Analog pinO引腳相連接；Serial_WiFi模塊UART芯片的第2、3和5接口分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的RXO, TXO和GND接口相連接。
[0014]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟，
[0015](I)啟動(dòng)PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓其處于工作狀態(tài)，采集PM2.5濃度的粉塵傳感器在室外采集點(diǎn)獲取不同PM2.5濃度下對(duì)應(yīng)的電壓值；
[0016](2 )采集PM2.5濃度的粉塵傳感器輸出步驟(I)中的電壓值到微處理器單片機(jī)，微處理器單片機(jī)通過代碼控制粉塵傳感器的正常工作，同時(shí)微處理器單片機(jī)通過代碼將得到的電壓值轉(zhuǎn)化為PM2.5含量值；
[0017](3)微處理器單片機(jī)將轉(zhuǎn)化后的PM2.5含量值傳送給數(shù)據(jù)信息傳輸模塊；
[0018](4)數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過無線技術(shù)將PM2.5含量值傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)；
[0019](5)用戶根據(jù)需要，能夠隨時(shí)通過移動(dòng)終端連接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)獲取相關(guān)的PM2.5數(shù)據(jù)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述移動(dòng)終端為PC、平板電腦或手機(jī)。用戶可以通過在移動(dòng)終端內(nèi)安裝APP軟件獲得PM2.5含量的實(shí)時(shí)值。通過移動(dòng)終端內(nèi)的APP軟件平臺(tái)啟動(dòng)移動(dòng)終端與檢測(cè)系統(tǒng)的連接，在連接成功后，用戶可以通過APP軟件來獲得空氣中PM2.5的含量值，當(dāng)PM2.5數(shù)值大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)軟件可以進(jìn)行報(bào)警。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]1.本發(fā)明PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用了物聯(lián)網(wǎng)和WiFi等無線傳輸技術(shù)，可以將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，普通用戶可以隨時(shí)隨地獲取PM2.5的數(shù)據(jù)，為普通老百姓的出行和各方面的生活提供了空氣質(zhì)量依據(jù)。
[0023]2.本發(fā)明PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠收集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，用戶可以在該平臺(tái)上觀測(cè)到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)PM2.5的實(shí)時(shí)值，以達(dá)到智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)
控、管理與測(cè)量目的。
[0024]3.本發(fā)明PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)組裝簡(jiǎn)單，使用方便，系統(tǒng)成本便宜，使用獲取PM2.5數(shù)據(jù)不受時(shí)間和空間的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成關(guān)系示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不限于此。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括型號(hào)為SHARP GP2Y1010AU0F的粉塵傳感器，型號(hào)為Arduino Mega2560的單片機(jī)微處理器，Serial-WiFi信息傳輸模塊和阿里云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，其中，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第1、6引腳分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的5v電源口相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第2、4引腳分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的GND引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第3引腳與Arduino Mega2560單片機(jī)的Digital pin2 引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F 傳感器的第 5 引腳與 Arduino Mega2560單片機(jī)的Analog pinO引腳相連接；Serial_WiFi模塊UART芯片的第2、3和5接口分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的RXO, TXO和GND接口相連接。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系如實(shí)施例1所述，其不同之處在于:數(shù)據(jù)信息傳輸模塊為NRF905模塊。
[0032]實(shí)施例3:
[0033]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系如實(shí)施例1所述，其不同之處在于:數(shù)據(jù)信息傳輸模塊為FT1100-232無線收發(fā)模塊。
[0034]實(shí)施例4:
[0035]一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟，
[0036](I)啟動(dòng)PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓其處于工作狀態(tài)，采集PM2.5濃度的SHARPGP2Y1010AU0F粉塵傳感器在室外采集點(diǎn)獲取上午10時(shí)PM2.5濃度下對(duì)應(yīng)的電壓值；
[0037](2)采集PM2.5濃度的SHARP GP2Y1010AU0F粉塵傳感器輸出步驟(I)中的電壓值到微處理器單片機(jī)Arduino Mega2560,微處理器單片機(jī)Arduino Mega2560通過代碼控制SHARP GP2Y1010AU0F粉塵傳感器的正常工作，同時(shí)微處理器單片機(jī)Arduino Mega2560通過代碼將得到的電壓值轉(zhuǎn)化為PM2.5含量值；
[0038](3 )微處理器單片機(jī)Arduino Mega2560將轉(zhuǎn)化后的PM2.5含量值傳送給Serial-WiFi數(shù)據(jù)信息傳輸模塊；
[0039](4)Serial-ffiFi數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過WiFi無線技術(shù)將PM2.5含量值傳送到阿里云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)；
[0040](5)用戶根據(jù)需要，能夠通過手機(jī)連接到阿里云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)獲取上午10時(shí)的PM2.5數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括采集PM2.5濃度的粉塵傳感器，微處理器單片機(jī)，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，其中，所述采集PM2.5濃度的粉塵傳感器與微處理器單片機(jī)相連，微處理器單片機(jī)與數(shù)據(jù)信息傳輸模塊相連，數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過無線傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述采集PM2.5濃度的粉塵傳感器的型號(hào)為 SHARP GP2Y10IOAUOF。
3.如權(quán)利要求2所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器單片機(jī)的型號(hào)為Arduino Mega2560。
4.如權(quán)利要求3所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息傳輸模塊的型號(hào)為Serial-WiFi模塊，其中，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第1、6引腳分別與ArduinoMega2560單片機(jī)的5v電源口相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第2、4引腳分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的GND引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F傳感器的第3引腳與Arduino Mega2560 單片機(jī)的 Digital pin2 引腳相連接，SHARP GP2Y1010AU0F 傳感器的第5引腳與Arduino Mega2560單片機(jī)的Analog pinO引腳相連接；Serial_WiFi模塊UART芯片的第2、3和5接口分別與Arduino Mega2560單片機(jī)的RXO，TXO和GND接口相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)為阿里云平臺(tái)。
6.如權(quán)利要求3所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)信息傳輸模塊的型號(hào)為NRF905模塊或FTl 100-232無線收發(fā)模塊。
7.一種權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟， (I)啟動(dòng)PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓其處于工作狀態(tài)，采集PM2.5濃度的粉塵傳感器在室外采集點(diǎn)獲取不同PM2.5濃度下對(duì)應(yīng)的電壓值； (2 )采集PM2.5濃度的粉塵傳感器輸出步驟(I)中的電壓值到微處理器單片機(jī)，微處理器單片機(jī)通過代碼控制粉塵傳感器的正常工作，同時(shí)微處理器單片機(jī)通過代碼將得到的電壓值轉(zhuǎn)化為PM2.5含量值； (3)微處理器單片機(jī)將轉(zhuǎn)化后的PM2.5含量值傳送給數(shù)據(jù)信息傳輸模塊； (4)數(shù)據(jù)信息傳輸模塊通過無線技術(shù)將PM2.5含量值傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)； (5)用戶根據(jù)需要，能夠隨時(shí)通過移動(dòng)終端連接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)獲取相關(guān)的PM2.5數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，步驟(5)中所述的移動(dòng)終端為PC、平板電腦或手機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK103760080SQ201410067312
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】李茂奎, 徐欣, 黃文昊, 駱鵬, 王健, 隋慶先 申請(qǐng)人:山東大學(xué)