本發(fā)明涉及一種便攜式教室環(huán)境監(jiān)測裝置，屬于監(jiān)控裝置技術領域。

背景技術：

我國各類學校(大學、中學、小學和幼兒園)在校的人口總數(shù)約為3億，教室的環(huán)境對這些學生的身心健康起著非常重要的作用。2008年6月9日教育部、衛(wèi)生部聯(lián)合頒布了《國家學校體育衛(wèi)生條件試行基本標準》，《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》(GB/T17226)；2008年10月05日國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局、衛(wèi)生部國家環(huán)境保護總局聯(lián)合頒布了《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)；中華人民共和國城鄉(xiāng)建設環(huán)境保護部頒布，自2011年6月1日起實施《民用建筑隔聲設計規(guī)范》(GB50118-2010)。在這些文件中，對學校教室規(guī)定較為嚴格的參數(shù)有溫度、濕度、光照強度、CO2含量、噪音dB值等。

第一，溫度、濕度和人的舒適度及大腦活躍度息息相關，《室內空氣質量標準》規(guī)定溫度夏季空調為22～28℃、冬季取暖為16～24℃，濕度夏季空調為40～80％、冬季取暖為30～60％。第二，教室的光照強度對視覺有重要影響。國家教育部、衛(wèi)生部最新調查表明，目前我國共有4億多近視眼患者，近視發(fā)病率達33.3％，小學生近視率超過25％，初中生近視率達到70％，高中生近視率達到85％，并且每年以8％的速度增長，居世界第一位，其中青少年是近視“重災區(qū)”，這與黑板及課桌的光照強度不足有很大關系。《國家學校體育衛(wèi)生條件試行基本標準》規(guī)定課桌面和黑板的照度應分別不低于150LX和200LX，同時也不能高于750LX。第三，我國人口多，學生班級人數(shù)多，中小學教室有的達70人，大學教室多達200人，教室內的空氣質量較差，尤其冬天寒冷、夏天暑熱時教室封閉，長時間不通風，室內CO₂含量很高，會損害學生的身體健康，《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》中規(guī)定教室內空氣二氧化碳最高容許濃度為0.15％。第四，教室內教師講課的聲音大小、課堂紀律的好壞、教室背景的安靜度如何評價，需要對噪聲參數(shù)進行測量，《民用建筑隔聲設計規(guī)范》規(guī)定一般教室的環(huán)境噪聲不能高于50dB。綜上所述，對教室內需要在線監(jiān)測的重要參數(shù)有溫度、濕度、光照強度、CO₂含量和噪音dB值。通過對這些參數(shù)的實時監(jiān)測，及時對教室的溫度、濕度進行調整，確定黑板前燈光的功率、課桌上方的燈高度及功率、開燈關燈時間，及時通風，教師 掌握上課時的聲音大小、教室采取相應靜音措施等。

現(xiàn)有的室內環(huán)境監(jiān)測裝置，沒有監(jiān)測多種數(shù)據(jù)的功能，同時監(jiān)測裝置的體積比較大，不利于安裝和使用，另外成本也比較高。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種便攜式教室環(huán)境監(jiān)測裝置，能對多種數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，同時結構較小，便于攜帶及安裝。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：該便攜式教室環(huán)境監(jiān)測裝置，包括殼體、控制裝置、顯示器、CO₂傳感器、噪聲檢測裝置、溫濕度一體化傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、多路數(shù)據(jù)選擇器、電壓/頻率變換器、地址開關電路和接口裝置，控制裝置、多路數(shù)據(jù)選擇器。電壓/頻率變換器和地址開關電路設置在殼體內，顯示器和光強傳感器固定在殼體前部，溫濕度一體化傳感器和CO₂傳感器固定在殼體上部，接口裝置固定在殼體側部，噪聲檢測裝置和氣壓傳感器固定在殼體下部，CO₂傳感器和噪聲檢測裝置與多路數(shù)據(jù)選擇器連接，多路數(shù)據(jù)選擇器分別與電壓/頻率變換器和控制裝置連接，電壓/頻率變換器和控制裝置連接，控制裝置分別與顯示器、溫濕度一體化傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、地址開關電路和接口裝置連接。

進一步，顯示器為液晶顯示器。

進一步，控制裝置為單片機。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能對教室內的溫度、濕度、光照強度、CO₂含量、噪音和大氣壓力的實時監(jiān)測。當監(jiān)測參數(shù)超過設置上下限時，在監(jiān)測裝置和監(jiān)測計算機上報警，使工作人員可及時采取處理措施，保障學生身心健康。本發(fā)明采用小型一體化形式，具有體積小、重量輕、價格較低和安裝使用方便等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括殼體、控制裝置、顯示器、CO₂傳感器、噪聲檢測裝置、溫濕度一體化傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、多路數(shù)據(jù)選擇器、電壓/頻率變換器、地址開關電路和接口裝置，控制裝置、多路數(shù)據(jù)選擇器。電壓/頻率變換器和地址開關電路設置在殼體內，顯示器和光強傳感器固定在殼體前部，溫濕度一體化傳感器和CO₂傳感器固定在殼體上部，接口裝置固定在殼體側部，噪聲檢測裝置和氣壓傳感器固定在殼體下部，CO₂傳感器和噪聲檢測裝置與多路數(shù)據(jù)選擇器連接，多路數(shù)據(jù)選擇器分別與電壓/頻率變換器和控制裝置連接，電壓/頻率變換器和控制裝置連接，控制裝置分別與顯示器、溫濕度一體化傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、地址開關電路和接口裝置連接。

顯示器為液晶顯示器；控制裝置為單片機。

所述的單片機采用AT89C55，彩色液晶顯示器采用TFT3224BS-3.5，CO₂傳感器采用MG811EN，噪聲檢測裝置包括噪聲檢測元件駐極體傳聲器FOM4530L及集成功率放大器LM386構成的信號處理電路，溫濕度傳感器采用一體化的傳感器DHT11，氣壓傳感器采用BMP085，光強傳感器采用BH1750FVI，多路數(shù)據(jù)選擇器采用三2通道數(shù)字控制模擬開關芯片CD4053，電壓/頻率變換器采用LM331芯片，地址開關電路采用74LS244芯片及撥碼開關VDG/S-08H-R，RS-485接口采用MAX485接口芯片。

將單片機、噪聲檢測裝置、多路數(shù)據(jù)選擇器、電壓/頻率變換器、地址開關電路、RS-485接口電路、彩色液晶顯示器接口電路、電源模塊集成制作在一塊印刷電路板上，并固定在教室環(huán)境監(jiān)測裝置盒底部。將溫濕度傳感器、氣壓傳感器、噪聲檢測裝置、CO₂傳感器安裝在教室環(huán)境監(jiān)測裝置的殼體上，將彩色液晶顯示器、光強傳感器固定在裝置殼體前部，各信號線經(jīng)插接件與電路板相連。將RS-485接口、220V交流電源接口經(jīng)插接件引出，在裝置盒四周開設散熱孔。對各部分電路進行校核調試。

本發(fā)明的工作過程：溫濕度傳感器、CO₂傳感器、光強傳感器、噪聲模塊和大氣壓傳感器分別檢測到教室中的溫度、濕度、光強度、噪聲強度、CO₂和大氣壓信息，單片機通過接口和電壓/頻率變換器采用定時循環(huán)的方式對溫度、濕度、光強度、大氣壓、CO₂和噪聲強度信息進行采集，通過彩色液晶顯示。如果被測參數(shù)超過設定的上下限，通過顯示數(shù)字參數(shù)的背景顏色變紅、變黃，表示超上下限報警。