一種pm2.5的實時監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電子測量領域，具體涉及一種PM2.5的實時監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的PM2.5監(jiān)測儀無法實現對PM2.5的無線監(jiān)測功能或者無線監(jiān)測距離較近，且監(jiān)測到的具體指標非專業(yè)人員理解不夠直觀，不能合理的引導人們的戶外出行。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于針對上述現有技術中的缺陷，提供一種PM2.5的實時監(jiān)測裝置，能夠實現PM2.5的無線監(jiān)測，并且檢測結果直觀，更加人性化。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:包括主控制器與從控制器，主控制器與從控制器通過無線收發(fā)電路進行信號交互；
[0005]所述的主控制器與從控制器均外接時鐘電路，報警電路，以及用于顯示數據發(fā)送狀態(tài)與監(jiān)測值的顯示電路;待檢測的粉塵濃度通過粉塵傳感器轉換為電量，經過A/D轉換器輸入主控制器，主控制器還外接有溫度采集電路。
[0006]所述的主控制器與從控制器均采用AT89S52單片機。
[0007]所述的顯示電路包括IXD12864圖形液晶顯示屏。
[0008]所述的無線收發(fā)電路包括NRF24L01無線收發(fā)模塊。
[0009]所述的時鐘電路包括DS12C887時鐘芯片。
[0010]所述的報警電路包括由三極管8550驅動的蜂鳴器。
[0011 ]所述的溫度采集電路包括DS18B20數字溫度傳感器。
[0012]所述的粉塵傳感器采用夏普GP2Y101OAUOF粉塵傳感器。
[0013]所述的A/D轉換器采用ADC0832模數轉換芯片。
[0014]與現有技術相比，本實用新型主控制器與從控制器結合粉塵傳感器、A/D轉換器、顯示電路、時鐘電路、報警電路、溫度采集電路及無線收發(fā)電路，實現對PM2.5的無線監(jiān)測，在開闊地帶最大傳輸距離為1000米，此外，本實用新型在顯示PM2.5的具體值及對應的空氣質量指標的同時，還顯示對外出人員的出行建議、當前溫度及時間，功能豐富。主控制器與從控制器的電路結構相似，方便PCB的布局布線以及程序的移植；由于采用無線收發(fā)，能夠實現多點PM2.5的實時監(jiān)測。
[0015]進一步的，本實用新型主控制器與從控制器均采用AT89S52單片機，降低了成本。
[0016]進一步的，本實用新型顯示電路包括LCD12864圖形液晶顯示屏，采用串行傳輸方式，簡化了電路的同時節(jié)省了控制器的輸入/輸出端口資源。
【附圖說明】
[0017]圖I本實用新型的結構示意框圖；
[0018]圖2本實用新型主控制器外圍電路示意圖；
[0019]圖3本實用新型從控制器外圍電路示意圖；
[0020]附圖中：1_主控制器;2-從控制器;3-無線收發(fā)電路;4-時鐘電路;5-報警電路;6-顯不電路;7_粉塵傳感器;8-A/D轉換器;9_溫度米集電路。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0022]參見圖I，主控制電路以主控制器結合粉塵傳感器、A/D轉換器、溫度采集電路、時鐘電路、報警電路、顯示電路及無線收發(fā)電路組成，實現數據的采集、顯示、超限報警與傳輸功能;從控制電路由從控制器、時鐘電路、報警電路及無線收發(fā)電路組成，實現數據的接收、顯示及超限報警功能。將本實施例的粉塵傳感器7替換為壓力、位移、加速度等傳感器，本實用新型專利可實現壓力、位移、加速度等的無線實時監(jiān)測功能。
[0023]參見圖2，本實用新型主控電路中，U1、U2構成PM2.5數據采集電路，U3構成數據的處理電路，U4構成LCD顯示電路，U5構成時鐘電路，U6構成溫度采集電路，U7為無線收發(fā)模塊。其中，U1為夏普粉塵傳感器，其型號為GP2Y1010AU0F，U2為A/D轉換器，其型號為ADC0832W1的I腳接Cl和Rl的一端，Cl和Rl的另一端分別接地和+5V;U1的2腳和4腳接地;Ul的3腳接PNP三極管Ql的發(fā)射極，QI的基極接R2的一端，R2的另一端接U3的6腳，Ql的集電極接地，其中Ql的型號為8550 ； Ul的5腳為傳感器的輸出端接似的2腳;Ul的6腳接+5V，U1實現將非電量粉塵濃度轉換為電量。U2的I腳和4腳接地，5、6及7腳分別接U3的5、4及3腳，實現由U3控制U2的通道的選擇、啟動及數據的讀寫操作，U2的8腳接+5VW2實現將傳感器Ul輸入的模擬電量轉換為數字量并由U3分析處理。主控制電路由U3組成，顯示電路由U4組成，其中U3為單片機，型號為AT89S52，U4為顯示器，其型號為1X01286410)顯示器U4采用串行工作方式，其I、15、20腳接地，2、4、17及19腳接+5V，3腳接滑動變阻器R6的輸出端，R6的另兩端分別接+5 V和地，通過調節(jié)R6實現對IXD顯示器對比度的調節(jié)。U4的5、6腳分別接U3的2、I腳，由U3的I腳產生的時鐘信號同步U3的2腳輸入到U4的5腳的數據。該顯示電路采用LCD12864的串行連接方式節(jié)省了U3的輸入/輸出口資源，簡化了硬件設計。U3的9腳為復位端，接C2和R4的一端，C2和R4的另一端分別接+5V和地，復位電路利用電容C2的充放電實現上電復位。U3的18、19腳為時鐘端，分別接石英晶體振蕩器Yl的兩端和電容C3、C4的一端，C3、C4的另一端接地，為U3的正常工作提供穩(wěn)定的時鐘信號，其中C3、C4為啟振電容。U3的20腳接地，31和40腳接+5V。主控制器I的時鐘電路由U5組成，其中U5為內置鋰電池的時鐘芯片，型號DS12C887，具備閏年補償和掉電保持功能。U5的I和10腳接地，2?9腳分別接U3的39?32腳，由于單片機U3的PO 口不能輸出高電平，RSl為上拉電阻，其I腳接+5V，2?9腳接U3的39?32腳，為單片機U3的PO 口提供高電平。U5的11?14腳分別接U3的28?25腳，U5的16腳接U3的24腳，U5的15、18腳接+5V。單片機U3控制時鐘芯片U5的工作狀態(tài)，并讀取當前時間由顯示器顯示。按鍵SI、S2及S3分別接U3的23、22及21腳，實現對當前時間調節(jié)與校準。主控制器I的溫度采集電路由U6組成，U6為數字溫度傳感器，型號為0518820。1]6的I和3腳分別接地和+5V，U6的2腳接U3的7腳和R3的一端，R3的另一端接+5V。溫度采集電路用來采集當前溫度，并由單片機U3分析采集結果，控制U4顯示當前溫度。主控制器I的報警電路由PNP三極管Q2驅動的蜂鳴器BZ組成，其中Q2的型號為8550，Q2的發(fā)射極接+5V，基極接R5的一端，R5的另一端接U3的16腳，集電極接蜂鳴器BZ的一端，BZ的另一端接地。報警電路由單片機U3控制，實現PM2.5超限后的報警。主控制器I的無線收發(fā)電路由U7組成，U7的型號為NRF24L01。其I腳接地，2腳接+3.3￥，1]7的3、4、5、6、7及8腳分別接1]3的15、10、14、11、13及12腳，實現通過1]3控制1]7，完成數據的發(fā)送。
[0024]參見圖3，本實用新型從控制電路由實現控制功能的U1、實現顯示功能的U2、提供穩(wěn)定時間的U3及實現無線收發(fā)功能的U4組成。從控制器2的控制電路為單片機系統(tǒng)，其Ul的型號為AT89S52，U1的9腳為復位端，接Cl和R2的一端，Cl和R2的另一端分別接+5V和地，復位電路利用電容Cl的充放電實現上電復位;Ul的18、19腳為時鐘輸入端，分別接石英晶體振蕩器Yl的兩端和電容C2、C3的一端，C2、C3的另一端接地，為Ul的正常工作提供穩(wěn)定的時鐘信號，其中C2、C3為啟振電容;Ul的20腳接地，31和40腳接+5V。從控制器2的顯示電路由U2組成，其U2的型號為LCD12864，其2、4、17及19腳接+5V，1、15、20腳接地，3腳接滑動變阻器Rl的輸出端，Rl的另兩端分別接+5V和地，通過調節(jié)Rl實現IXD12864對比度的調節(jié)，5腳為數據輸入/輸出端接Ul的2腳，6腳為時鐘端接Ul的I腳，由Ul的I腳產生的時鐘信號同步Ul的2腳輸入到U2的5腳的數據。該顯示電路采用IXD12864的串行連接方式節(jié)省了 Ul的輸入/輸出口資源，簡化了硬件設計。從控制器2的時鐘電路由U3組成，其中U3為內置鋰電池的時鐘芯片，型號DS12C887，具備閏年補償和掉電保持功能。U3的I和10腳接地，2?9腳分別接Ul的39?32腳，由于單片機Ul的PO 口不能輸出高電平，RSl為上拉電阻，其I腳接+5V，2?9腳接Ul的39?32腳，為單片機Ul的PO □提供高電平。U3的11?14腳分別接Ul的28?25腳，U3的16腳接Ul的24腳，U3的15、18腳接+5V。單片機Ul控制時鐘芯片U3的工作狀態(tài)，并讀取當前時間由顯示器顯示。按鍵SI、S2及S3分別接Ul的23、22及21腳，實現對當前時間調節(jié)與校準。從控制器2的無線收發(fā)電路由U4組成，U4的型號為NRF24L01。其I腳接地，2腳接+3. 3V，U4的3、4、5、6、7及8腳分別接Ul的15、10、14、11、13及12腳，實現通過Ul控制U4，完成數據的接收。從控制器2的報警電路由PNP晶體管Ql驅動的蜂鳴器BZ組成，其中Ql的型號為855041的發(fā)射極接+5V，基極接R3的一端，R3的另一端接UI的16腳，集電極接蜂鳴器BZ的一端，BZ的另一端接地。報警電路實現PM2.5超限后的報警。
【主權項】
1.一種PM2 . 5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于：包括主控制器（I)與從控制器（2)，主控制器(I)與從控制器(2)通過無線收發(fā)電路(3)進行信號交互； 所述的主控制器（I)與從控制器(2)均外接時鐘電路(4)，報警電路(5)，以及用于顯示數據發(fā)送狀態(tài)與監(jiān)測值的顯示電路(6);待檢測的粉塵濃度通過粉塵傳感器(7)轉換為電量，經過A/D轉換器(8)輸入主控制器(I)，主控制器(I)還外接有溫度采集電路(9)。2.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的主控制器（I)與從控制器(2)均采用AT89S52單片機。3.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的顯示電路(6)包括IXDl 2864圖形液晶顯示屏。4.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的無線收發(fā)電路(3)包括NRF24L01無線收發(fā)模塊。5.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的時鐘電路(4)包括DS12C887時鐘芯片。6.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的報警電路(5)包括由三極管8550驅動的蜂鳴器。7.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的溫度采集電路(9)包括DS18B20數字溫度傳感器。8.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的粉塵傳感器(7)采用夏普GP2Y101OAUOF粉塵傳感器。9.根據權利要求I所述的PM2.5的實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的A/D轉換器(8)采用ADC0832模數轉換芯片。
【專利摘要】一種PM2.5的實時監(jiān)測裝置，包括主控制器與從控制器，主控制器與從控制器通過無線收發(fā)電路進行信號交互；主控制器與從控制器均外接時鐘電路，報警電路，以及用于顯示數據發(fā)送狀態(tài)與監(jiān)測值的顯示電路；待檢測的粉塵濃度通過粉塵傳感器轉換為電量，經過A/D轉換器輸入主控制器，主控制器還外接有溫度采集電路。本實用新型主控制器與從控制器結合無線收發(fā)電路，實現對PM2.5的無線監(jiān)測，在開闊地帶最大傳輸距離為1000米，此外，本實用新型在顯示PM2.5的具體值及對應的空氣質量指標的同時，還顯示對外出人員的出行建議、當前溫度及時間，功能豐富。由于采用無線收發(fā)，能夠實現多點PM2.5的實時監(jiān)測。
【IPC分類】G01N15/06
【公開號】CN205157390
【申請?zhí)枴緾N201521031522
【發(fā)明人】趙鵬, 荊紅莉
【申請人】榆林學院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月10日