[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)的PM25遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710181762.X
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN106813719A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐志玲;鄭繼輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G08C17/02;H04M11/00;H04W4/14
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 于潔

1.基于物聯(lián)網(wǎng)的PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)、GSM通信網(wǎng)絡(luò)中心、檢測中心、PC機(jī)、手持式移動(dòng)設(shè)備；所述PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)安放在城市的各個(gè)檢測點(diǎn)，并通過GSM遠(yuǎn)程控制模塊與GSM通信網(wǎng)絡(luò)中心連接，所述GSM通信網(wǎng)絡(luò)中心與檢測中心的PC機(jī)連接，所述檢測中心通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)與手持式移動(dòng)設(shè)備連接，獲取實(shí)時(shí)的當(dāng)?shù)豍M2.5及相關(guān)數(shù)值；

所述的PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)是本發(fā)明中的最小單元，分布于城市的各個(gè)檢測點(diǎn)；PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的數(shù)量是N個(gè)，且每一個(gè)PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)都有一個(gè)獨(dú)立的ID號(hào)碼，在整個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)ID號(hào)碼對應(yīng)其相應(yīng)的位置，通過控制中心的PC機(jī)可以對其位置進(jìn)行查看；PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)中的GSM遠(yuǎn)程控制模塊可以完成數(shù)據(jù)的傳輸；

所述的GSM通信網(wǎng)絡(luò)中心，其目的是匯總?cè)舾蓚€(gè)PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并傳送到檢測中心。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)；其特征在于：所述PM2.5遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)包括電源模塊、MCU最小系統(tǒng)模塊、大氣壓強(qiáng)檢測模塊、大氣溫濕度檢測模塊、PM2.5檢測模塊、LCD顯示模塊、GSM遠(yuǎn)程控制模塊；所述電源模塊用于給整個(gè)系統(tǒng)提供電能；所述大氣壓強(qiáng)檢測模塊，輸入端為BMP180氣壓傳感器，輸出端連接至MCU最小系統(tǒng)模塊的PC0、PC1端口，用于檢測大氣的氣壓值；所述大氣溫濕度檢測模塊，輸入端為DHT11溫濕度傳感器，輸出端連接至MCU最小系統(tǒng)模塊的PC2端口，用于檢測大氣的溫度和濕度值；所述PM2.5檢測模塊，輸入端為PM2.5傳感器，輸出端連接至MCU最小系統(tǒng)模塊的AD接口，用于檢測大氣中PM2.5的值；所述LCD顯示模塊通過排線連接至MCU最小系統(tǒng)模塊，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；所述GSM遠(yuǎn)程控制模塊，輸入端為SIM900A無線通信模塊，輸出端連接至MCU最小系統(tǒng)模塊的TXD2、RXD2端口，用于遠(yuǎn)程短信控制整個(gè)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)測大氣中PM2.5的含量、大氣溫度、濕度和壓強(qiáng)；

所述的電源模塊提供+3.3V、+5V、220VAC；

所述的電源模塊包括兩個(gè)穩(wěn)壓芯片U2、U3、一個(gè)220V接插口P1、一個(gè)單刀單擲開關(guān)S1、一個(gè)防接反二極管D1、一個(gè)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F1、三個(gè)鉭電容C1、C4、C6、C7、四個(gè)瓷片電容C2、C3、C5、C8、C9、C10；220V接插口P1一端接單刀單擲開關(guān)S1的一端，另一端接地，單刀單擲開關(guān)S1的一端接保險(xiǎn)絲F1的一端，保險(xiǎn)絲F1的另一端接防接反二極管D1的陽極，防接反二極管D1的陰極接鉭電容C1的正極、瓷片電容C2的一端、穩(wěn)壓芯片U1的第一引腳，鉭電容C1的負(fù)極、瓷片電容C2的另一端接地，穩(wěn)壓芯片U1的第二引腳接地，瓷片電容C3、鉭電容C4的負(fù)極一端并至地，瓷片電容C3的另一端接鉭電容C4的正極并引出一個(gè)+5V數(shù)字電壓端子，+5V數(shù)字電壓端子的另一端接瓷片電容C5、鉭電容C6的正極、穩(wěn)壓芯片U2的第三引腳，穩(wěn)壓芯片U2的第一引腳接地，穩(wěn)壓芯片U2的第二引腳、鉭電容C7的正極、瓷片電容C8、C9、C10的一端并引出+3.3V數(shù)字電壓端子，鉭電容C7的負(fù)極和瓷片電容C8、C9、C10的另一端并至地；所述電源模塊U1型號(hào)為LM7805，U2型號(hào)為AMS1117；+5V電壓和+3.3V電壓用于給單片機(jī)、傳感器等數(shù)字電路供電；

所述的MCU最小系統(tǒng)模塊包括一個(gè)直插晶振Y1、七個(gè)瓷片電容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、兩個(gè)電阻R1、R2、一個(gè)開關(guān)二極管D2；直插晶振Y1的一端接瓷片電容C11的一端、電阻R1的一端、MCU芯片U1的第三十三引腳，直插晶振Y1的另一端接瓷片電容C12的一端、電阻R1的另一端、MCU芯片U1的第三十四引腳，瓷片電容C11的另一端接瓷片電容C12的另一端并至地，瓷片電容C13的一端接MCU芯片U1的第九十八引腳，瓷片電容C13的另一端并至地，瓷片電容C14的一端、瓷片電容C15的一端、瓷片電容C16的一端接+5V數(shù)字電壓端子、MCU芯片U1的第一百引腳，瓷片電容C14的另一端、瓷片電容C15的另一端、瓷片電容C16的另一端接地、MCU芯片U1的第九十九引腳，電阻R2的一端、開關(guān)二極管D2的一端接+5V數(shù)字電壓端子，電阻R2的另一端、開關(guān)二極管D2的另一端接瓷片電容C17的一端、MCU芯片U1的第三十引腳，瓷片電容C17的另一端接地；所述的MCU最小系統(tǒng)模塊U1型號(hào)為ATMEGA2560-16AU；

所述的大氣壓強(qiáng)檢測模塊包括一個(gè)氣壓傳感器芯片U4、兩個(gè)電阻R3、R4；電阻R3、R4一端接+3.3V數(shù)字電壓端子、氣壓傳感器芯片U4的第二引腳、第三引腳，電阻R3的另一端接氣壓傳感器芯片U4的第六引腳、MCU芯片U1的第五十四引腳，電阻R4的另一端接氣壓傳感器芯片U4的第五引腳、MCU芯片U1的第五十三引腳，氣壓傳感器芯片U4的第七引腳接地；所述的氣壓傳感器芯片U4型號(hào)為BMP180；

所述的大氣溫濕度檢測模塊包括一個(gè)溫濕度傳感器芯片U5、一個(gè)電阻R5、一個(gè)瓷片電容C18；電阻R5一端接+5V數(shù)字電壓端子、溫濕度傳感器芯片U5的第一引腳、瓷片電容C18的一端，電阻R5的另一端接溫濕度傳感器U5的第二引腳、MCU芯片U1的第五十五引腳，瓷片電容C18的另一端接溫濕度傳感器U5的第四引腳、地；所述的溫濕度傳感器芯片U5型號(hào)為DHT11；

所述的PM2.5檢測模塊包括一個(gè)PM2.5傳感器芯片U6，一個(gè)瓷片電容C19；PM2.5傳感器芯片U6的第一引腳接地，PM2.5傳感器芯片U6的第二引腳接+5V數(shù)字電壓端子，瓷片電容C19的一端接PM2.5傳感器芯片U6的第三引腳，瓷片電容C19的另一端接地，PM2.5傳感器芯片的第四引腳接MCU芯片U1的第九十七引腳，PM2.5傳感器芯片U6的第6引腳接MCU芯片U1的第四十五引腳；所述的PM2.5傳感器芯片U6型號(hào)為GP2Y1050AU0F；

所述的LCD顯示模塊包括一個(gè)液晶顯示器芯片U7、一個(gè)瓷片電容C20、一個(gè)滑動(dòng)變阻器R6、兩個(gè)電阻R7、R8、一個(gè)NPN三極管Q1；液晶顯示器芯片U7的第一引腳接地和瓷片電容C20的一端，液晶顯示器芯片U7的第二引腳接瓷片電容C20的另一端、+5V數(shù)字電壓端子，液晶顯示器芯片U7的第三引腳接滑動(dòng)變阻器R6的第二引腳，滑動(dòng)變阻器R6的第一引腳接地，滑動(dòng)變阻器R6的第三引腳接+5V數(shù)字電壓端子，液晶顯示器芯片U7的第四、第五、第六引腳分別接MCU芯片U1的第五十六、第五十七、第五十八引腳，液晶顯示器芯片U7的第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四引腳分別接MCU芯片U1的第七十八、第七十七、第七十六、第七十五、第七十四、第七十三、第七十二、第七十一引腳，液晶顯示器芯片U7的第十五引腳接+5V數(shù)字電壓端子，液晶顯示器芯片U7的第十六引腳接三極管Q1的第三引腳，三極管Q1的第一引腳接地和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接三極管Q1的第二引腳和電阻R7的一端，電阻R7的另一端接MCU芯片U1的第五十九引腳；所述的液晶顯示器芯片U7型號(hào)為LCD1602；

所述的GSM遠(yuǎn)程控制模塊包括一個(gè)GSM無線通信芯片U8、一個(gè)SIM卡芯片、兩個(gè)瓷片電容C21、C22、五個(gè)電阻R9、R10、R11、R12、R13、一個(gè)電源指示燈D3；GSM無線通信芯片U8的第一引腳接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接地，GSM無線通信芯片U8的第九引腳接電阻R10的一端，電阻R10的另一端接MCU芯片U1的第十二引腳，GSM無線通信芯片U8的第十引腳接電阻R11的一端，電阻R11的另一端接MCU芯片U1的第十三引腳，GSM無線通信芯片U8的第十六引腳接電阻R12的一端、瓷片電容C21的一端，電阻R12的另一端接+5V數(shù)字電壓端子，瓷片電容C21的另一端GSM無線通信芯片U8的第十七、十八、二十九引腳和地，GSM無線通信芯片U8的第三十引腳接SIM卡芯片U9的第六引腳和瓷片電容C22的一端，瓷片電容C22的另一端接地，GSM無線通信芯片U8的第三十一引腳接SIM卡芯片U9的第一引腳，GSM無線通信芯片U8的第三十二引腳接SIM卡芯片U9的第四引腳，GSM無線通信芯片U8的第三十三引腳接SIM卡芯片U9的第五引腳，GSM無線通信芯片U8的第三十九、四十五、四十六、五十三、五十四、五十八、五十九、六十一、六十二、六十三、六十四、六十五引腳接地，GSM無線通信芯片U8的第五十五、五十六、五十七引腳接+5V數(shù)字電壓端子；所述的GSM無線通信芯片U8的型號(hào)為SIM900A，所述的SIM卡芯片U9的型號(hào)為SIM。