本發(fā)明涉及一種分布式室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)化的推進(jìn)及人民生活水平的提高，不可忽視的環(huán)境條件特別是霧霾( 即污染) 情況越來(lái)越嚴(yán)重，這其中的主要成分就是PM2.5，PM 是“顆粒物質(zhì)”的縮寫。懸浮在空氣中，直徑小于等于2.5 微米的顆粒稱為PM2.5，又稱為細(xì)顆粒物；PM2.5 對(duì)人體健康威脅很大，極易富集于肺部深處，因此又被稱作入肺顆粒物。與較粗大的顆粒物相比，PM2.5富含更大量的有毒有害物質(zhì)，而且能在大氣中停留更長(zhǎng)時(shí)間，輸送距離也更遠(yuǎn)，對(duì)大氣環(huán)境及人體健康的危害也更大，是導(dǎo)致黑肺和灰霾天的主要兇手。因目前基本上發(fā)布監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的都是環(huán)保監(jiān)測(cè)部門，檢測(cè)環(huán)境的選點(diǎn)是定點(diǎn)監(jiān)控，實(shí)際并不能有效反映市民自己工作和生活地點(diǎn)的具體情況，居民也不能根據(jù)所處環(huán)境的污染情況來(lái)選擇合適的防護(hù)辦法( 如不參加戶外運(yùn)動(dòng)，增加戴口罩等)，因此開發(fā)出一種穩(wěn)定可靠，功能實(shí)用和便于攜帶的個(gè)人專用環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種分布式室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)輕巧，攜帶使用方便和功能實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種分布式室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，它包括若干個(gè)環(huán)境檢測(cè)裝置；所述環(huán)境檢測(cè)裝置包括：數(shù)據(jù)采集模塊，其包括氣體分子傳感器、溫濕度傳感器以及粉塵傳感器；

所述氣體分子傳感器用于采集周邊環(huán)境中有害氣體的數(shù)值含量，所述溫濕度傳感器用于檢測(cè)周邊環(huán)境的溫度數(shù)值和濕度數(shù)值，所述粉塵傳感器用于檢測(cè)周邊環(huán)境的PM2.5 含量值；

控制模塊，其與數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；

太陽(yáng)能電板，用于吸收光線并將光能轉(zhuǎn)化成電能輸出；所述的太陽(yáng)能電板為圓形，其上設(shè)有凸透鏡層，所述的凸透鏡層是由焦距不同的六棱形凸透鏡組成的向上拱起的半球狀曲面；或者所述的太陽(yáng)能電板為橢圓形，其上設(shè)有凸透鏡層，所述的凸透鏡層是由焦距不同的六棱形凸透鏡組成的向上拱起的半橢球狀曲面；

蓄電池，其用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊進(jìn)行電能供應(yīng)，且其與太陽(yáng)能電板相連接，以用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能電板所輸出的電能。

優(yōu)選地，所述控制模塊還與蓄電池相連接，控制模塊通過(guò)蓄電池的輸入電壓數(shù)值分析判斷周邊環(huán)境的光照強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述環(huán)境檢測(cè)裝置還包括風(fēng)力檢測(cè)模塊，其用于對(duì)周邊環(huán)境的風(fēng)力和風(fēng)向進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將該數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊中。

優(yōu)選地，所述風(fēng)力檢測(cè)模塊為電壓型風(fēng)速儀。

優(yōu)選地，它還包括無(wú)線終端和無(wú)線傳輸模塊，所述無(wú)線傳輸模塊通過(guò)GPRS 或3G 或4G 或藍(lán)牙通信協(xié)議將控制模塊所處理的數(shù)據(jù)信息傳輸至無(wú)線終端中。

優(yōu)選地，所述無(wú)線傳輸模塊為GPRS 傳輸模塊、3G 傳輸模塊、4G 傳輸模塊或藍(lán)牙傳輸模塊。

優(yōu)選地，所述氣體分子傳感器為MQ 系列傳感器，所述溫濕度傳感器為DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，所述粉塵傳感器為GP2Y1010AU 粉塵傳感器。

優(yōu)選地，所述控制模塊為L(zhǎng)M3S1138 控制芯片。

優(yōu)選地，所述凸透鏡層上的六棱凸透鏡的焦點(diǎn)都落在太陽(yáng)能電板上。

較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、自主數(shù)據(jù)采集，大大提高了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和針對(duì)性；

2、整個(gè)室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)體積小，便于移動(dòng)，易于部署；

3、整個(gè)室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能儲(chǔ)能，既節(jié)能環(huán)保，又解決了電源問(wèn)題；

4、遠(yuǎn)程終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，易于維護(hù)，用戶可通過(guò)移動(dòng)終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看；

5、可靠運(yùn)行于各種惡劣的戶外環(huán)境，低功耗，高穩(wěn)定性，高精確性，可無(wú)人值守；

6、整個(gè)室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的各傳感器可根據(jù)用戶需求進(jìn)行配置；

7、本發(fā)明的太陽(yáng)能電板其上具有向上拱起的半球狀或者半橢球狀的凸透鏡層，一方面凸透鏡具有聚光能力，能夠增加太陽(yáng)能電板的光照強(qiáng)度，另一方面向上拱起的半球狀或者半橢球狀曲面能夠增加受光面積，從而也能增加太陽(yáng)能電板的光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度增加，太陽(yáng)能電板的光電轉(zhuǎn)化效率也增加。

附圖說(shuō)明

圖1 是各組件連接關(guān)系示意圖。

圖2為太陽(yáng)能電板的具體結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

如圖1 所示為本發(fā)明提供的一種分布式室外環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖，

它包括若干個(gè)環(huán)境檢測(cè)裝置；若干個(gè)環(huán)境檢測(cè)裝置可以根據(jù)需要安放在不同的場(chǎng)所。

所述環(huán)境檢測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、電源供電裝置。

數(shù)據(jù)采集模塊包括氣體分子傳感器、溫濕度傳感器以及粉塵傳感器。

氣體分子傳感器用于采集周邊環(huán)境中有害氣體的數(shù)值含量，可選擇用MQ 系列傳感器、HCL-A1 氟化氫傳感器、PH3-A1/B1/BE 磷化氫傳感器或PID-A1 光粒子氣體傳感器。本發(fā)明優(yōu)先采用MQ 系列傳感器，其可采集的氣體分子如下表：

另外，為了方便不同環(huán)境下對(duì)于特定參數(shù)的測(cè)定，我們可以利用通用接口 做到各個(gè)傳感器之間的快速切換。

所述溫濕度傳感器用于檢測(cè)周邊環(huán)境的溫度數(shù)值和濕度數(shù)值，溫濕度傳感器可以選擇例如DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，或者電壓輸出型溫濕度傳感器中的AH11、AHT11、AHT2M1 等傳感器，也可以選擇數(shù)字信號(hào)輸出型的DHT11、AM2301、AM2302 等傳感器，本發(fā)明中，優(yōu)先選擇DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，這是因?yàn)槠涫蔷哂幸研?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和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

所述粉塵傳感器主要用于檢測(cè)周邊環(huán)境的PM2.5 含量值。粉塵傳感器可以選用GP2Y1010AU 粉塵傳感器、DSM501 灰塵顆粒傳感器或微型激光PM2.5 傳感器等。在此，本發(fā)明優(yōu)選GP2Y1010AU 粉塵傳感器。

所述控制模塊，其與數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；控制模塊可以選用LM3S1138 控制芯片、STM32F103 控制芯片、K60 控制芯片或HT32F1765 控制芯片等。而本發(fā)明優(yōu)先選擇LM3S1138 控制芯片，來(lái)配合外部各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)，例如各個(gè)傳感器或GPRS 通信端，以形成利用太陽(yáng)能- 蓄電池進(jìn)行長(zhǎng)久穩(wěn)定工作的分布式室外空氣環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)。LM3S1138 控制芯片的優(yōu)勢(shì)還在于能夠方便的運(yùn)用多種ARM 的開發(fā)工具和片上系統(tǒng)(SoC) 的底層IP 應(yīng)用方案。另外，該微控制器使用了兼容ARM 的Thumb2 指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，能夠降低成本。最后，LM3S1138 微控制器與Stel 系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶提供了靈活性，能夠適應(yīng)各種精確的需求。

電源供電裝置包括太陽(yáng)能電板和蓄電池。太陽(yáng)能電板用于吸收光線并將光能轉(zhuǎn)化成電能輸出，其可以選擇市面上大部分已有有電板。而蓄電池則用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊進(jìn)行電能供應(yīng)，且其與太陽(yáng)能電板相連接，以用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能電板所輸出的電能。如圖2所示，所述的太陽(yáng)能電板8為圓形，其上設(shè)有凸透鏡層81，所述的凸透鏡層81是由焦距不同的六棱形凸透鏡82組成的向上拱起的半球狀曲面；或者所述的太陽(yáng)能電板8為橢圓形，其上設(shè)有凸透鏡層81，所述的凸透鏡層81是由焦距不同的六棱形凸透鏡82組成的向上拱起的半橢球狀曲面。所述凸透鏡層81上的六棱凸透鏡82的焦點(diǎn)都落在太陽(yáng)能電板8上。

所述控制模塊還與蓄電池相連接，控制模塊通過(guò)蓄電池的輸入電壓數(shù)值分析判斷周邊環(huán)境的光照強(qiáng)度。對(duì)蓄電池的輸入電壓進(jìn)行了曲線劃分，根據(jù)太陽(yáng)能電板反饋的電壓強(qiáng)度的不同，來(lái)劃分了光照等級(jí)。

所述環(huán)境檢測(cè)裝置還包括風(fēng)力檢測(cè)模塊，其用于對(duì)周邊環(huán)境的風(fēng)力和風(fēng)向進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將該數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊中，該風(fēng)力檢測(cè)模塊為電壓型風(fēng)速儀。

另外，本發(fā)明還包括無(wú)線終端和無(wú)線傳輸模塊，每一個(gè)環(huán)境檢測(cè)裝置的控制模塊都由無(wú)線傳輸模塊通過(guò)GPRS 或3G 或4G 或藍(lán)牙通信協(xié)議將控制模塊所處理的數(shù)據(jù)信息傳輸至無(wú)線終端中，這樣用戶就可以直接在無(wú)線終端查看或調(diào)閱各個(gè)場(chǎng)所的環(huán)境情況。無(wú)線傳輸模塊，各個(gè)用戶可以根據(jù)自己的需要選擇GPRS 傳輸模塊、3G 傳輸模塊、4G 傳輸模塊、藍(lán)牙傳輸模塊等無(wú)線傳輸方式。這樣用戶可以通過(guò)無(wú)線終端對(duì)具體環(huán)境參數(shù)進(jìn)行查閱。