一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置
[0001]實(shí)用新型領(lǐng)域
[0002]本實(shí)用新型涉及一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，包括我國(guó)在內(nèi)的絕大多數(shù)國(guó)家都以石油、天然氣和煤炭等礦物燃料為主要能源。隨著礦物燃料的日漸枯竭和全球環(huán)境的不斷惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多。霧霾天氣首先影響能見(jiàn)度，影響道路交通；其次，霾在吸入人的呼吸道后對(duì)人體有害，引發(fā)呼吸道疾患、誘發(fā)心血管疾病，嚴(yán)重會(huì)致死。由于PM2.5是霧霾主要成分，因此對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)與治理便顯得越來(lái)越重要。針對(duì)針對(duì)如何有效的做到節(jié)能減排、對(duì)可再生能源的高效利用和對(duì)霧霾天氣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，本實(shí)用新型旨在提供一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是為解決可再生能源高效利用和空氣質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題，旨在提供一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置，包括太陽(yáng)能板、四象限探測(cè)器、俯仰角支架、方位角轉(zhuǎn)軸、滾珠絲桿、步進(jìn)電機(jī)A、齒輪組、步進(jìn)電機(jī)B、控制盒、底座、天線和空氣檢測(cè)殼；所述四象限探測(cè)器置于太陽(yáng)能板中央；所述俯仰角支架分別和太陽(yáng)能板、滾珠絲桿連接，并置于方位角轉(zhuǎn)軸上方；所述步進(jìn)電機(jī)A插入滾珠絲桿中間，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)A的升降控制太陽(yáng)能板的俯仰角；所述齒輪組和步進(jìn)電機(jī)B位于底座內(nèi)部；所述方位角轉(zhuǎn)軸部分插入底座內(nèi)部并與齒輪組連接；所述控制盒置于底座上表面；所述底座支撐整個(gè)裝置；所述空氣檢測(cè)殼置于底座前端的上表面，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能板連接；所述天線置于空氣檢測(cè)殼上方，并通過(guò)導(dǎo)線與其內(nèi)部SM900A型GSM模塊相連接。
[0006]本實(shí)用新型效果:裝置通過(guò)自動(dòng)跟蹤調(diào)整太陽(yáng)能板的角度，提高太陽(yáng)能發(fā)電轉(zhuǎn)換效率；高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置通過(guò)太陽(yáng)能供電，節(jié)約能源達(dá)到檢測(cè)當(dāng)前空氣質(zhì)量檢測(cè)的目的；該裝置整體實(shí)用性強(qiáng)，使用方便，有利于在節(jié)能、環(huán)保和PM2.5檢測(cè)等方面的廣泛推廣和應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本實(shí)用新型高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置控制原理框圖；
[0009]圖3為本實(shí)用新型太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置電路圖；
[0010]圖4為本實(shí)用新型PM2.5檢測(cè)模塊軟件流程圖；
[0011]圖5為為本實(shí)用新型的溫濕度檢測(cè)流程圖；
[0012]圖6為本實(shí)用新型GSM模塊通信流程圖。
[0013]其中:1、太陽(yáng)能板，2、四象限探測(cè)器，3、俯仰角支架，4、方位角轉(zhuǎn)軸，5、滾珠絲桿，6、步進(jìn)電機(jī)A，7、齒輪組，8、步進(jìn)電機(jī)B，9、控制盒，10、底座，11、天線，12、空氣檢測(cè)殼。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見(jiàn)圖1?6，一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置，包括太陽(yáng)能板、四象限探測(cè)器、俯仰角支架、方位角轉(zhuǎn)軸、滾珠絲桿、步進(jìn)電機(jī)A、齒輪組、步進(jìn)電機(jī)B、控制盒和底座；所述四象限探測(cè)器置于太陽(yáng)能板中央；所述俯仰角支架分別和太陽(yáng)能板、滾珠絲桿連接，并置于方位角轉(zhuǎn)軸上方；所述步進(jìn)電機(jī)A插入滾珠絲桿中間，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)A的升降控制太陽(yáng)能板的俯仰角；所述齒輪組和步進(jìn)電機(jī)B位于底座內(nèi)部；所述方位角轉(zhuǎn)軸部分插入底座內(nèi)部并與齒輪組連接；所述控制盒置于底座上表面；所述底座支撐整個(gè)裝置；所述空氣檢測(cè)殼置于底座前端的上表面，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能板連接；所述天線置于空氣檢測(cè)殼上方，并通過(guò)導(dǎo)線與其內(nèi)部SM900A型GSM模塊相連接；所述控制盒內(nèi)置INA103前置放大器、MAX7401濾波電路和AD7656信號(hào)采集電路、MSP430F133型單片機(jī)；所述方位角轉(zhuǎn)軸為實(shí)心結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步，四象限探測(cè)器是一種基于四象限分解法設(shè)計(jì)的位敏器件，目標(biāo)光信號(hào)經(jīng)光學(xué)裝置后在四象限探測(cè)器上成像，當(dāng)目標(biāo)成像不在光軸上時(shí)，4個(gè)象限上輸出的信號(hào)幅度不相同，這些電信號(hào)依次經(jīng)過(guò)前置放大電路、濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并由控制器從A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器中讀取4個(gè)通道的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)處理后根據(jù)各象限上能量分布的比例可計(jì)算出目標(biāo)的亮度中心位置。單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)A、步進(jìn)電機(jī)B來(lái)控制太陽(yáng)能板俯仰角和方位角，使太陽(yáng)能板達(dá)到最佳位置。
[0016]進(jìn)一步，所述空氣檢測(cè)殼與外部空氣通風(fēng)流暢，內(nèi)部設(shè)計(jì)電路特征是光學(xué)灰塵傳感器DSM501第4引腳與ATMEGA32-16AU單片機(jī)Pl.7引腳相連，第3引腳接+5V電源，第5引腳接地；溫濕度傳感器AM2301的DQ引腳與單片機(jī)P3.7引腳相連，中間外接阻值為5K的上拉電阻R5，使引腳DQ在輸出時(shí)拉高電平輸出1，才能完成單線通信功能；+5V電源分別與LED燈綠、藍(lán)、紅、白四種顏色燈相連，四種顏色燈分別與4個(gè)阻值同為IK的Rl?R4電阻相接，Rl?R4電阻與分別單片機(jī)Pl.0?Pl.3引腳相連；SM900A型GSM模塊的RXD引腳與P3.0連接，TXD引腳和P3.1連接，END引腳接地；單片機(jī)P0.0?P0.7引腳依次與排阻RPl的2?9引腳相接；單片機(jī)P0.0?P0.7引腳依次與顯示器IXD12864的9?16引腳相接，單片機(jī)P2.0?P2.2引腳依次與顯示器IXD12864的6?8引腳相接；單片機(jī)P0.0?P0.7引腳和P2.0?P2.2引腳共同作用，從而可以控制在顯示器IXD12864的數(shù)據(jù)顯示；排阻RPl采用8X 1K歐姆的排阻，引腳I接+5V電源。
[0017]進(jìn)一步，采用尺寸為0.3mX 0.3m的多晶娃太陽(yáng)能板采集太陽(yáng)能，通過(guò)充電控制電路與保護(hù)裝置對(duì)鋰電池進(jìn)行充電；太陽(yáng)能板通過(guò)太陽(yáng)能控制器和保護(hù)裝置發(fā)電滿足該高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置與自動(dòng)跟蹤的要求，采用較大容量備用鋰電池在晚上或者光照不足時(shí)候可以幾天內(nèi)對(duì)整個(gè)裝置供電。
[0018]本實(shí)用新型工作方式是:
[0019]一、光信號(hào)經(jīng)光學(xué)裝置后在四象限探測(cè)器上成像，當(dāng)目標(biāo)成像不在光軸上時(shí)，4個(gè)象限上輸出的信號(hào)幅度不相同，這些電信號(hào)依次經(jīng)過(guò)前置放大電路、濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并由控制器從A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器中讀取4個(gè)通道的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)處理后根據(jù)各象限上能量分布的比例可計(jì)算出目標(biāo)的亮度中心位置。單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)A、步進(jìn)電機(jī)B來(lái)控制太陽(yáng)能板俯仰角和方位角，使太陽(yáng)能板達(dá)到最佳位置，提高太陽(yáng)能發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，對(duì)空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置供電；
[0020]二、使用灰塵傳感器DSM501、溫濕度傳感器AM2301對(duì)當(dāng)前空氣的PM2.5值、溫濕度進(jìn)行檢測(cè):PM2.5的顆粒物檢測(cè)通過(guò)以下方式檢測(cè):首先，將DSM501灰塵傳感器置于所檢測(cè)的空氣中，由于灰塵傳感器DSM501能夠靈敏檢測(cè)直徑I微米以上的粒子，所以內(nèi)置加熱器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)吸入空氣的功能，可調(diào)電阻設(shè)置檢測(cè)灰塵的大小；其次，采用與粒子計(jì)算器相同原理為基礎(chǔ)，30秒為周期檢測(cè)出單位體積粒子的絕對(duì)個(gè)數(shù)，通過(guò)PWM脈寬調(diào)制傳送至單片機(jī)Pl.7端口中，單片機(jī)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理讀取傳送至顯示屏；再次，檢測(cè)是否大于設(shè)定值，如果正常則繼續(xù)重復(fù)以上步驟，否則檢測(cè)結(jié)束；
[0021]溫濕度檢測(cè)通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，步驟一:打開整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)而進(jìn)入初始化；步驟二:程序執(zhí)行檢查溫濕度傳感器是否響應(yīng)，如果傳感器不響應(yīng)則返回；步驟三:單片機(jī)讀取溫濕度數(shù)值并傳送至液晶顯示屏；步驟四:如果采集的溫濕度數(shù)值正常，重復(fù)步驟三；步驟五:如果采集的溫濕度數(shù)值不正常，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)報(bào)警，進(jìn)而溫濕度檢測(cè)結(jié)束。
[0022]三、灰塵傳感器DSM501、溫濕度傳感器AM2301分別將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)ATMEGA3216AU單片機(jī)Pl.7和P3.7中端口輸送至ATMEGA32-16AU單片機(jī)中，并對(duì)PM2.5顆粒物含量與溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在第DQ引腳外接阻值為5K的上拉電阻R5，使引腳DQ在輸出時(shí)拉高電平輸出I，完成單線通信功能；單片機(jī)ATMEGA32-16AU將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)P0.0?P0.7和P2.0?P2.2輸送至IXD12864液晶顯示屏進(jìn)行顯示溫濕度值、PM2.5數(shù)值、PM2.5變化波形，通過(guò)端口 Pl.0?Pl.3分別與4個(gè)阻值為IK的Rl?R4電阻相接，控制LED燈綠、藍(lán)、紅、白四種顏色LED燈，分別顯示當(dāng)前空氣質(zhì)量良好、一般污染、中度污染和重度污染四種空氣質(zhì)量狀態(tài)，并通過(guò)P3.0和P3.1端口控制Ul的SM900A型GSM模塊。
[0023]四、用戶通過(guò)使用SM卡向不同監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的服務(wù)號(hào)碼發(fā)送短信方式與GSM模塊上的SIM卡進(jìn)行短信收發(fā)，將數(shù)據(jù)通過(guò)SM900A型GSM模塊和天線遠(yuǎn)距離傳輸?shù)剿栌脩舻氖謾C(jī)上。
[0024]對(duì)GSM模塊通信通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0025]1.打開整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)而進(jìn)入初始化，并將SM900A型GSM模塊初始化；
[0026]2.通過(guò)命令檢測(cè)SM900A型GSM模塊上是否接收到外界發(fā)送過(guò)來(lái)的GSM信息；
[0027]3.如果接收到命令，提取相應(yīng)的手機(jī)號(hào)；
[0028]4.檢測(cè)提取信息是否合法，如果合法則進(jìn)行相應(yīng)指令回復(fù)，如果不合法則刪除信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置，包括太陽(yáng)能板(I)、四象限探測(cè)器(2)、俯仰角支架(3)、方位角轉(zhuǎn)軸(4)、滾珠絲桿(5)、步進(jìn)電機(jī)A(6)、齒輪組(7)、步進(jìn)電機(jī)B(S)、控制盒(9)、底座(10)、天線(11)和空氣檢測(cè)殼(12)，其特征在于:所述四象限探測(cè)器(2)置于太陽(yáng)能板(I)中央；所述俯仰角支架(3)分別和太陽(yáng)能板(1)、滾珠絲桿(5)連接，并置于方位角轉(zhuǎn)軸(4)上方；所述步進(jìn)電機(jī)A(6)插入滾珠絲桿(5)中間，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)A(6)的升降控制太陽(yáng)能板⑴的俯仰角；所述齒輪組(7)和步進(jìn)電機(jī)B(S)位于底座(10)內(nèi)部；所述方位角轉(zhuǎn)軸(4)部分插入底座(10)內(nèi)部并與齒輪組(7)連接；所述控制盒(9)置于底座(10)上表面；所述底座(10)支撐整個(gè)裝置；所述空氣檢測(cè)殼(12)置于底座(10)前端的上表面，并通過(guò)導(dǎo)線與太陽(yáng)能板(I)連接；所述天線(11)置于空氣檢測(cè)殼(12)上方。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高效太陽(yáng)能式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置，包括太陽(yáng)能板、四象限探測(cè)器、俯仰角支架、方位角轉(zhuǎn)軸、滾珠絲桿、步進(jìn)電機(jī)A、齒輪組、步進(jìn)電機(jī)B、控制盒、底座、天線和空氣檢測(cè)殼；四象限探測(cè)器置于太陽(yáng)能板中央；俯仰角支架分別和太陽(yáng)能板、滾珠絲桿連接，并置于方位角轉(zhuǎn)軸上方；步進(jìn)電機(jī)A插入滾珠絲桿中間，通過(guò)電機(jī)的升降控制太陽(yáng)能板的俯仰角；齒輪組和步進(jìn)電機(jī)B位于底座內(nèi)部，方位角轉(zhuǎn)軸部分插入底座內(nèi)部并與齒輪組連接；天線置于空氣檢測(cè)殼上方。該裝置通過(guò)自動(dòng)調(diào)整太陽(yáng)能板的角度，提高太陽(yáng)能發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到檢測(cè)當(dāng)前空氣質(zhì)量檢測(cè)的目的，在節(jié)能、環(huán)保和PM2.5檢測(cè)等方面的廣泛應(yīng)用。
【IPC分類】H02S20-32, G01D21-02
【公開號(hào)】CN204405102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420715734
【發(fā)明人】郭進(jìn)
【申請(qǐng)人】郭進(jìn)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年11月18日