[發明專利]一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410017125.5
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103776970A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王堅;劉春燕;汪云甲
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及二氧化碳濃度檢測裝置及其方法，特別是一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測裝置及其方法。

背景技術

近年來由溫室氣體大量排放導致的氣候變化問題日益突出，已經嚴重影響人類社會未來的生存和發展，世界各國紛紛采取各種措施減少二氧化碳的排放，全球開始進入低碳經濟發展的時代。研究利用傳感器裝置檢測區域大氣中二氧化碳濃度，實現區域二氧化碳時空分布及變化，分析驅動因子與碳來源識別，為區域碳核算、碳交易體系的構建與碳減排決策提供理論依據。

目前，市場上雖然已有用于檢測大氣中二氧化碳濃度裝置，它們能夠實時檢測指定檢測點處的二氧化碳濃度，但是若需要在區域范圍檢測，則首先需要額外配備GPS接收機通過測量確定部分點位置信息，而后進行大氣二氧化碳檢測，該方法耗時耗人力，且無法實現連續移動檢測；在處理分析碳來源及其驅動因子時，往往需要很好的了解檢測環境與實驗現場條件，此時則需要額外配備照相機或者攝影機進行人工拍攝，該方法在復雜多變環境下易丟失重要信息，且與檢測二氧化碳濃度無法實現時間同步分析。到目前為止，市場上尚未出現能夠將定位功能、檢測環境監控與二氧化碳濃度同時獲取的一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測裝置及其方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測裝置及其方法，解決現有方法在復雜多變環境下易丟失重要信息，且與檢測二氧化碳濃度無法實現時間同步分析的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測裝置，該裝置包括中央處理器模塊、二氧化碳濃度檢測模塊、GPS定位模塊、時鐘模塊、微型氣象站、微型攝像機、數據存儲器、控制按鍵面板、液晶顯示模塊、RS-232通訊接口模塊和電源模塊，其中，二氧化碳濃度檢測模塊包括濃度傳感器及其信號放大電路，GPS定位模塊包括GPS接收機及其GPS天線；

所述的中央處理器模塊通過通訊接口電路連接二氧化碳濃度檢測模塊、GPS定位模塊、時鐘模塊、微型氣象站、微型攝像機、數據存儲器、控制按鍵面板、液晶顯示模塊、RS-232通訊接口模塊和電源模塊；所述的微型攝像機通過數據線與數據存儲器相連接；

所述的電源模塊包括電池組和電源轉換電路，電源轉換電路分別與中央處理器、二氧化碳濃度檢測模塊、GPS定位模塊、時鐘模塊、微型氣象站、微型攝影機、液晶顯示模塊、數據存儲器連接。

所述的微型氣象站即為一種氣象數據綜合記錄儀，包括風速傳感器及其信號放大電路、風向傳感器及其信號放大電路、溫度傳感器及其信號放大電路、濕度傳感器及其信號放大電路、氣壓傳感器及其信號放大電路和太陽輻射傳感器及其信號放大電路，其中，各傳感器信號放大電路與氣象數據綜合記錄儀直接連接。

一種基于多傳感器的區域二氧化碳濃度檢測方法，包括以下步驟：

（1）打開電源，啟動裝置；

（2）在人機交互界面選擇檢測模式，包括移動檢測和靜止檢測；

（3）若選擇移動檢測模式，則新建存儲文件夾；若選擇靜止檢測模式，則先選擇是否設置檢測時長，如果不設置，則默認持續檢測直至出現意外或刻意停止檢測，而后新建存儲文件夾；

（4）統一設置二氧化碳濃度傳感器、GPS定位模塊、微型氣象站采樣頻率；

（5）按鍵控制面板控制中央處理器對存儲文件中各傳感器變量設置初始值；

（6）啟動GPS，等待定位模式開啟，若GPS已能夠成功定位檢測起始點，則進行下一步操作，否則繼續等待；

（7）啟動二氧化碳濃度傳感器、時鐘模式、微型氣象站和微型攝像機，交互界面自動提示“確定開啟攝像機？”，若選擇“是”，則進行下一步操作，否則關閉微型攝像機；

（8）控制開始采集二氧化碳濃度數據和GPS地理位置信息，記錄檢測時間和各類氣象數據，并通過通訊接口傳送至中央處理器，微型攝像機開始監控檢測過程；

（9）若處于移動檢測模式，則路線檢測完畢通過按鍵控制面板控制停止檢測并關閉各傳感器；若靜止檢測模式，則檢測時長到達自動停止或者人為控制停止檢測并關閉各傳感器；中央處理器通過通訊接口將處理后數據保存至存儲器，攝像機數據直接通過接口保存至存儲器；

（10）在液晶顯示屏上顯示檢查數據是否正確，若是，則結束此次檢測退出，或者進行下一個檢測任務；否則，刪除數據，回到第4步，重復之后每一步驟重新檢測；