[發(fā)明專利]太陽能供電的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置及其控制方法

有效

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• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN105547374B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪義旺;倪有順;張繼力;倉祥;董肖肖;梁燦;沙寶珠;李元立
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G05B19/042;H02J7/35
• 代理公司: 蘇州銘浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32246
• 代理人: 王軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣質(zhì)量檢測裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能供電的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

近幾年，隨著工業(yè)化生產(chǎn)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了不容忽視的環(huán)境問題。特別是頻頻出現(xiàn)的各種不同程度的環(huán)境污染、霧霾、空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降等問題。顯然空氣質(zhì)量問題已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)環(huán)境問題之一。采用現(xiàn)代技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量的監(jiān)測，可以為空氣質(zhì)量治理提供參數(shù)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)可以為民眾提供出行參考，助推智慧生活建設(shè)。市場上也推出了各種各樣的空氣質(zhì)量監(jiān)測類產(chǎn)品，滿足不同場合的應(yīng)用需求。現(xiàn)有的大多數(shù)空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，多數(shù)采用儲(chǔ)能電池供電，或者采用市電供電，這在一定程度上限制了該類裝置的應(yīng)用范圍和靈活性。太陽能光伏發(fā)電是可再生能源發(fā)電形式之一，隨著其發(fā)電成本的不斷下降和效率的不斷提高，在越來越多的領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能供電的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置及其控制方法，采用綠色環(huán)保的太陽能供電，并配有LED大屏顯示及WiFi遠(yuǎn)程通信等功能，非常適合在小區(qū)、學(xué)校、廠區(qū)等場合推廣應(yīng)用。將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置供電中，可以提高裝置的應(yīng)用范圍和應(yīng)用靈活性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種太陽能供電的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，包括：太陽能供電模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、主控制器模塊和顯示模塊；所述主控制器模塊包括STC15F2K60S2芯片、HC05藍(lán)牙模塊、DS1302時(shí)鐘芯片和控制器顯示屏；所述STC15F2K60S2芯片上設(shè)有SPI接口、UART接口、IO接口、IIC接口和ADC接口；所述DS1302時(shí)鐘芯片通過SPI接口與STC15F2K60S2芯片相連接；所述HC05藍(lán)牙模塊通過UART接口與STC15F2K60S2芯片相連接；所述主控制模塊實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、時(shí)鐘信息的處理以及藍(lán)牙無線通信管理；所述主控制器模塊通過HC05藍(lán)牙模塊與顯示模塊交換數(shù)據(jù)；

所述太陽能供電模塊包括太陽能光伏電池組件、充電控制器、切換開關(guān)、儲(chǔ)能蓄電池和降壓電路，所述太陽能光伏電池組件依次與充電控制器、切換開關(guān)和儲(chǔ)能蓄電池相連接；所述降壓電路與儲(chǔ)能蓄電池相連接；所述切換開關(guān)在太陽能光伏組件無電能輸出情況時(shí)切換到互補(bǔ)充電模式；

所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括顆粒物傳感器、紫外線傳感器、大氣壓傳感器、空氣質(zhì)量傳感器和溫濕度傳感器；所述顆粒物傳感器通過UART接口與主控制器模塊相連接；所述紫外線傳感器通過ADC接口與主控制器模塊相連接；所述大氣壓傳感器通過IIC接口與主控制器模塊相連接；所述空氣質(zhì)量傳感器通過IO口與主控制器模塊相連接；所述溫濕度傳感器通過IO口與主控制器模塊相連接；

所述顯示模塊由LED點(diǎn)陣顯示板、控制芯片、藍(lán)牙通信模塊和WiFi無線模塊組成，所述藍(lán)牙通信模塊和WiFi無線模塊分別通過UART與控制芯片相連接，控制芯片通過藍(lán)牙通信模塊接收來自所述主控制器模塊的信息，并通過LED點(diǎn)陣顯示板進(jìn)行顯示；控制芯片通過WiFi無線模塊將接收到的空氣質(zhì)量信息與PC電腦或手機(jī)交換數(shù)據(jù)，組成無線監(jiān)控系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述控制器顯示屏為LCD12864液晶組成，LCD12864液晶顯示所述主控制器模塊的工作狀態(tài)參數(shù)信息。

優(yōu)選的，所述降壓電路由XL4015E1 芯片電路組成，降壓電路將儲(chǔ)能蓄電池的DC12V轉(zhuǎn)換為DC5V輸出。

優(yōu)選的，所述顆粒物傳感器為PMS5003(G5)型數(shù)字式通用顆粒物濃度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對PM1.0、PM2.5和PM10顆粒物質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行采集處理；所述紫外線傳感器為CJMCU-GUVA-S12SD 型的傳感器；所述大氣壓傳感器為BMP180型氣壓傳感器；所述空氣質(zhì)量傳感器為MF-AQM-TVOC型模塊；所述溫濕度傳感器為DHT11溫濕度傳感器模塊。

優(yōu)選的，所示主控制模塊與顯示模塊間通過藍(lán)牙通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將主控制器采集的空氣質(zhì)量參數(shù)通過顯示模塊進(jìn)行顯示；所述顯示模塊的LED點(diǎn)陣顯示板可同時(shí)顯示時(shí)間和空氣質(zhì)量的參數(shù)信息。

一種基于以上太陽能供電的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置的控制方法，包括以下步驟，

步驟1，裝置開始工作：檢測儲(chǔ)能蓄電池電量，如果電量過低則提示接互補(bǔ)電源補(bǔ)充電能，裝置進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，如果儲(chǔ)能蓄電池電量正常則監(jiān)測裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)；

步驟2，正常工作：（1）主控制器模塊工作：各傳感器初始化，主控制器模塊讀取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；主控制器模塊通過藍(lán)牙模塊與顯示模塊建立通信，通信正常則顯示模塊工作，通信異常則顯示錯(cuò)誤代碼；