濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，其系統(tǒng)包括紅外探測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、中央控制模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器。所述紅外探測(cè)模塊包括紅外光源和CO2紅外探測(cè)器，所述紅外光源周期性地發(fā)射紅外光，所述CO2紅外探測(cè)器探測(cè)紅外光強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，信號(hào)處理模塊將電信號(hào)進(jìn)行處理得到中間數(shù)字信號(hào)，中央控制模塊根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀取對(duì)應(yīng)的CO2濃度值并判斷是否在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)。本發(fā)明的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)探測(cè)紅外光的強(qiáng)度變化監(jiān)測(cè)環(huán)境中的CO2濃度，能自動(dòng)監(jiān)測(cè)CO2濃度，并根據(jù)測(cè)得的CO2濃度自動(dòng)報(bào)警、控制外圍通風(fēng)設(shè)備，智能化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，功耗小。
【專利說(shuō)明】一種C02濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體的涉及一種〇)2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，框架式密閉高層建筑和小車的普及，作為室內(nèi)主要污染物的CO2 嚴(yán)重影響人的健康。當(dāng)室內(nèi)〇)2體積百分比達(dá)到4%時(shí)，人呼吸加深，產(chǎn)生頭暈，頭痛，耳鳴， 眼花，血壓上升等癥狀，嚴(yán)重影響人的工作和學(xué)習(xí)效率，當(dāng)達(dá)到8% -10%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)呼吸困 難、全身無(wú)力甚至神志不清等癥狀，當(dāng)達(dá)到30%時(shí)，可能出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。另外，在農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖 業(yè)或工業(yè)領(lǐng)域中，合理控制CO2濃度可以帶來(lái)極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此加強(qiáng)CO2濃度的檢 測(cè)很有必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，解決了 傳統(tǒng)〇)2濃度接觸式測(cè)量不準(zhǔn)確的缺陷，并根據(jù)測(cè)得的CO2濃度自動(dòng)控制外圍通風(fēng)設(shè)備。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：
[0005] 依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括紅外探測(cè)模塊、信號(hào) 處理模塊、中央控制模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器。所 述紅外探測(cè)模塊用于發(fā)射紅外光，空氣中的CO2吸收或部分吸收紅外光導(dǎo)致其光強(qiáng)變化， 探測(cè)紅外光的光強(qiáng)變化并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊；所述信號(hào)處理模塊用于接收 紅外探測(cè)模塊發(fā)送的電信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到中間數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給中央控制模 塊；所述中央控制模塊用于接收信號(hào)處理模塊發(fā)送的中間數(shù)字信號(hào)，根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀 取對(duì)應(yīng)的〇) 2濃度值發(fā)送至顯示模塊，還用于根據(jù)CO2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng) 模塊和報(bào)警模塊發(fā)送控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器的開啟和關(guān) 閉；顯示模塊用于接收中央控制模塊發(fā)送的〇)2濃度值并顯示；報(bào)警模塊用于接收中央控 制模塊發(fā)送的觸發(fā)命令并報(bào)警；驅(qū)動(dòng)模塊用于記錄外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，接收 中央控制模塊發(fā)送的觸發(fā)命令并向外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)；外圍通風(fēng)設(shè) 備用于接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作；C02發(fā)生器用于 接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作。
[0006] 本發(fā)明的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用非接觸式測(cè)量，能自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的0)2濃 度，測(cè)量精度較高，并根據(jù)測(cè)得的CO2濃度自動(dòng)報(bào)警、控制外圍通風(fēng)設(shè)備，智能化程度高，抗 干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，功耗小。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0008] 進(jìn)一步，所述CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括輔助監(jiān)測(cè)模塊，所述輔助監(jiān)測(cè)模塊包括溫度 傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)溫度并通過(guò)顯示模塊顯示，所述濕度傳感 器用于監(jiān)測(cè)濕度并通過(guò)顯示模塊顯示，當(dāng)溫度或\和濕度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)報(bào)警。
[0009] 采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：通過(guò)所述輔助監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫 度和濕度并通過(guò)顯示模塊顯示，能實(shí)時(shí)掌握環(huán)境中的溫濕度。
[0010] 進(jìn)一步，所述紅外探測(cè)模塊包括紅外光源和CO2紅外探測(cè)器，所述紅外光源周期性 地發(fā)射紅外光，所述〇)2紅外探測(cè)器探測(cè)紅外光強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理 豐旲塊。
[0011] 進(jìn)一步，所述信號(hào)處理模塊包括放大濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大濾波電 路用于除去高頻噪聲并將信號(hào)放大，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信 號(hào)。
[0012] 進(jìn)一步，中央控制模塊根據(jù)CO2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng)模塊和報(bào)警 模塊發(fā)送控制指令，具體為當(dāng)讀取的CO2濃度值在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)時(shí)，中央控制 模塊讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令， 控制外圍通風(fēng)設(shè)備和〇)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)CO2濃度值高于閾值上限時(shí)，中央控制模 塊向報(bào)警模塊發(fā)送控制命令并驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和 CO2發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，CO2發(fā)生器處 于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)〇)2濃度值低于閾值下限時(shí)，中央控制模塊向報(bào)警模塊發(fā)送控制命令并驅(qū)動(dòng) 報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控 制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，〇) 2發(fā)生器處于工作狀態(tài)。
[0013] 采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：避免環(huán)境中CO2濃度在預(yù)先設(shè)定的0)2濃 度范圍內(nèi)時(shí)繼續(xù)通風(fēng)或者繼續(xù)產(chǎn)生CO2，導(dǎo)致環(huán)境中CO2濃度持續(xù)下降或上升，達(dá)不到實(shí)際 要求。
[0014] 依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種CO2濃度監(jiān)測(cè)方法，包括：
[0015] 步驟1 :發(fā)射紅外光，探測(cè)紅外光的強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
[0016] 步驟2 :將電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信號(hào)；
[0017] 步驟3 :根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀取對(duì)應(yīng)的C02濃度值并顯示；
[0018] 步驟4 :將0)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值比較并根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警或停止 報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和〇) 2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉；
[0019] 步驟5:返回檢測(cè)。
[0020] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0021] 進(jìn)一步，監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度和濕度并顯示，當(dāng)溫度或\和濕度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范 圍時(shí)報(bào)警。
[0022] 進(jìn)一步，所述步驟1中周期性地發(fā)射紅外光。
[0023] 進(jìn)一步，所步驟2中電信號(hào)先后經(jīng)過(guò)放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到中間數(shù)字信號(hào)。
[0024] 進(jìn)一步，所述步驟4中根據(jù)CO2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警 或停止報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉，具體為當(dāng)讀取的CO2濃度值在 預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)時(shí)，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和 〇)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)〇) 2濃度值高于閾值上限時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍通風(fēng) 設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，CO2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)CO2 濃度值低于閾值下限時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外 圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，〇)2發(fā)生器處于工作狀態(tài)。
[0025] 本發(fā)明的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)探測(cè)紅外光的強(qiáng)度變化監(jiān)測(cè)環(huán)境中的0)2濃 度，能自動(dòng)監(jiān)測(cè)CO2濃度，并根據(jù)測(cè)得的CO2濃度自動(dòng)報(bào)警、控制外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生 器，能維持C02濃度動(dòng)態(tài)平衡，智能化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，功耗小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中放大濾波電路的電路圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明一種0)2濃度監(jiān)測(cè)方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0030] 如圖1示出的本發(fā)明的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，下面將結(jié)合 圖1對(duì)本發(fā)明提供的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031] 一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括紅外探測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、中央控制 模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器。所述紅外探測(cè)模塊用于 發(fā)射紅外光，空氣中的CO2吸收或部分吸收紅外光導(dǎo)致其光強(qiáng)變化，探測(cè)紅外光的光強(qiáng)變化 并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊；所述信號(hào)處理模塊用于接收紅外探測(cè)模塊發(fā)送的電 信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到中間數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給中央控制模塊；所述中央控制模塊 用于接收信號(hào)處理模塊發(fā)送的中間數(shù)字信號(hào)，根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀取對(duì)應(yīng)的〇) 2濃度值發(fā) 送至顯示模塊，還用于根據(jù)〇)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng)模塊和報(bào)警模塊發(fā)送 控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制外圍通風(fēng)設(shè)備和〇) 2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉；顯示模塊用于接收 中央控制模塊發(fā)送的〇)2濃度值并顯示；報(bào)警模塊用于接收中央控制模塊發(fā)送的觸發(fā)命令 并報(bào)警；驅(qū)動(dòng)模塊用于記錄外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，接收中央控制模塊發(fā)送的觸 發(fā)命令并向外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)；外圍通風(fēng)設(shè)備用于接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā) 送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作；C02發(fā)生器用于接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作。
[0032] 具體地，紅外探測(cè)模塊發(fā)射紅外光，空氣中的CO2吸收或部分吸收紅外光導(dǎo)致其光 強(qiáng)變化，將光強(qiáng)變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊；信號(hào)處理模塊接收紅外探測(cè) 模塊發(fā)送的電信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到中間數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給中央控制模塊；中央 控制模塊接收信號(hào)處理模塊發(fā)送的中間數(shù)字信號(hào)，讀取對(duì)應(yīng)的〇) 2濃度值并發(fā)送至顯示模 塊，中央控制模塊根據(jù)CO2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng)模塊和報(bào)警模塊發(fā)送控制 指令，具體為當(dāng)讀取的CO2濃度值在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)時(shí)，中央控制模塊讀取驅(qū)動(dòng) 模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè) 備和〇)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)CO2濃度值高于閾值上限時(shí)，中央控制模塊向報(bào)警模塊發(fā) 送控制命令并驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)， 向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制CO2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)，外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，加 強(qiáng)空氣流動(dòng)以降低C02濃度；當(dāng)0)2濃度值低于閾值下限時(shí)，中央控制模塊向報(bào)警模塊發(fā)送 控制命令并驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，向 驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，CO2發(fā)生器處于工作狀態(tài)，產(chǎn)生 C02以提高C02濃度。
[0033] 優(yōu)選地，當(dāng)C02濃度值大于預(yù)先設(shè)置的C02最大濃度值時(shí)，通過(guò)快嘀聲報(bào)警音報(bào) 警，同時(shí)紅燈閃爍；當(dāng)C02濃度值小于預(yù)先設(shè)置的C02最小濃度值時(shí)，通過(guò)慢嘀聲報(bào)警音報(bào) 警，同時(shí)黃燈閃爍；當(dāng)CO2濃度值在預(yù)先設(shè)定的CO 2濃度范圍內(nèi)時(shí)，綠燈亮。
[0034] 本實(shí)施例的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可應(yīng)用于蔬菜大棚或C02培養(yǎng)箱等需要固定 C02濃度范圍的環(huán)境中。比如大型糧食倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存或其他有機(jī)物儲(chǔ)存地窖中，為了抑制有氧呼 吸，必須要保持一定的C02濃度。通過(guò)本實(shí)施例的CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的C02發(fā)生器和外 圍通風(fēng)設(shè)備可以保持C02濃度平衡，達(dá)到實(shí)際需求。
[0035] 優(yōu)選地，本實(shí)施例的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括人機(jī)交互模塊，通過(guò)所述人機(jī) 交互模塊可以手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警音，也可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定C02濃度范圍和溫濕度范圍。
[0036] 優(yōu)選地，本實(shí)施例中所述中央控制模塊包括時(shí)鐘模塊，并可通過(guò)顯示模塊顯示時(shí) 間和日期，另外還可以設(shè)定鬧鐘定時(shí)。
[0037] 本實(shí)施例中，所述紅外探測(cè)模塊包括紅外光源和CO2紅外探測(cè)器，所述紅外光源周 期性地發(fā)射紅外光，所述CO 2紅外探測(cè)器探測(cè)紅外光強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào) 處理模塊。
[0038] 優(yōu)選地，本實(shí)施例中采用雙光束紅外CO2濃度傳感器，彌補(bǔ)了單光束紅外檢測(cè)容易 出現(xiàn)檢測(cè)錯(cuò)誤，受外界因素影響較大的弱點(diǎn)，穩(wěn)定性好。利用〇) 2紅外吸收光譜在4. 26ym 處吸收率最高，光強(qiáng)衰減最強(qiáng)，CO2濃度傳感器可以準(zhǔn)確測(cè)得環(huán)境中的CO2濃度。
[0039] 本實(shí)施例中，所述CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括輔助監(jiān)測(cè)模塊，所述輔助監(jiān)測(cè)模塊包括 溫度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度并通過(guò)中央控制模塊發(fā) 送至顯示模塊顯示，所述濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中的濕度并通過(guò)中央控制模塊發(fā)送至顯 示模塊顯示，當(dāng)溫度或\和濕度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)報(bào)警。
[0040] 所述信號(hào)處理模塊包括放大濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大濾波電路用于除 去高頻噪聲并將信號(hào)放大，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信號(hào)。如圖 2所示為所述放大濾波電路圖，紅外探測(cè)模塊輸出的信號(hào)從Vin腳輸入，經(jīng)過(guò)R3和Cl低通 濾波后進(jìn)入運(yùn)算放大電路，運(yùn)放的增益為Av= 1+R2/R1，C5為隔直電容，R4和R5組成電壓 提升電路，信號(hào)最終變成直流電壓，然后經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路進(jìn)入中央控制模塊。所述模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路選用逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器PCF8591P實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化，得到中間數(shù)字信號(hào)。 [0041] 為了便于本系統(tǒng)更好的采集數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，本實(shí)施例通過(guò)串口通 信電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部PC機(jī)通訊。本實(shí)施例中串口通信電路使用MAX-232芯片實(shí)現(xiàn)中央 控制模塊和PC機(jī)之間通訊。
[0042] 本發(fā)明的一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，中央控制模塊測(cè)得CO 2濃度并存儲(chǔ)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)， 便于后期統(tǒng)計(jì)分析，在精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，溫室控制方面有重大意義，結(jié)合農(nóng)作物或其他經(jīng)濟(jì) 作物的生長(zhǎng)狀況，合理控制CO 2濃度，能有效提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0043] 如圖3示出的一種0)2濃度監(jiān)測(cè)方法實(shí)施例的流程圖，下面將結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明 提供的一種〇) 2濃度監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0044] -種(：02濃度監(jiān)測(cè)方法實(shí)施例的流程圖，包括：
[0045] 步驟1:發(fā)射紅外光，探測(cè)紅外光的強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
[0046] 步驟2 :將電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信號(hào)；
[0047] 步驟3 :根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀取對(duì)應(yīng)的C02濃度值并顯示；
[0048] 步驟4 :將0)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值比較并根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警或停止 報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和〇) 2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉；
[0049] 步驟5:返回檢測(cè)。
[0050] 本實(shí)施例中，所述步驟1中周期性地發(fā)射紅外光。
[0051] 本實(shí)施例中，所步驟2中電信號(hào)先后經(jīng)過(guò)放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到中間數(shù)字信 號(hào)。
[0052] 本實(shí)施例中，所述步驟4中根據(jù)0)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊 報(bào)警或停止報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉，具體為當(dāng)讀取的CO2濃度 值在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)時(shí)，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè) 備和〇)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)0) 2濃度值高于閾值上限時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍 通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，0)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng) 〇) 2濃度值低于閾值下限時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng) 外圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，〇)2發(fā)生器處于工作狀態(tài)。
[0053] 本實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度和濕度并顯示，當(dāng)溫度或\和濕度預(yù)先設(shè)定的范 圍時(shí)報(bào)警。
[0054] 優(yōu)選地，當(dāng)C02濃度值大于預(yù)先設(shè)置的C02最大濃度值時(shí)，通過(guò)快嘀聲報(bào)警音報(bào) 警，同時(shí)紅燈閃爍；當(dāng)C02濃度值小于預(yù)先設(shè)置的C02最小濃度值時(shí)，通過(guò)慢嘀聲報(bào)警音報(bào) 警，同時(shí)黃燈閃爍；當(dāng)CO2濃度值在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi)時(shí)，綠燈亮。
[0055] 本實(shí)施例的一種CO2濃度檢測(cè)方法，可應(yīng)用于需要固定C02濃度范圍的環(huán)境中。比 如大型大棚蔬菜種植基地，為了讓作物更好的生長(zhǎng)，必須要保持一定的C02濃度。通過(guò)本優(yōu) 選方案的CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的C02發(fā)生器和外圍通風(fēng)設(shè)備可以保持C02濃度動(dòng)態(tài)平衡， 達(dá)到實(shí)際需求。
[0056] 優(yōu)選地，本實(shí)施例中，可顯示時(shí)間和日期，設(shè)定鬧鐘定時(shí)，另外還可以手動(dòng)關(guān)閉報(bào) 警音。
[0057] 本實(shí)施例中，所述預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍可以根據(jù)不同的實(shí)際情況調(diào)整。利用 〇)2紅外吸收光譜在4. 26ym處吸收率最高，光強(qiáng)衰減最強(qiáng)，可以準(zhǔn)確測(cè)得環(huán)境中的CO2濃 度。
[0058] 根據(jù)朗伯（Beer-Lambert)定律和相關(guān)公式推導(dǎo)出，CO2氣體的濃度公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種CO2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括紅外探測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、中央控制 模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器； 所述紅外探測(cè)模塊用于發(fā)射紅外光，空氣中的C02吸收或部分吸收紅外光導(dǎo)致其光強(qiáng) 變化，探測(cè)紅外光的光強(qiáng)變化并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊； 所述信號(hào)處理模塊用于接收紅外探測(cè)模塊發(fā)送的電信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到中 間數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給中央控制模塊； 所述中央控制模塊用于接收信號(hào)處理模塊發(fā)送的中間數(shù)字信號(hào)，根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀 取對(duì)應(yīng)的0)2濃度值發(fā)送至顯示模塊，還用于根據(jù)0)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng) 模塊和報(bào)警模塊發(fā)送控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制外圍通風(fēng)設(shè)備和co2發(fā)生器的開啟和關(guān) 閉； 顯示模塊用于接收中央控制模塊發(fā)送的〇)2濃度值并顯示； 報(bào)警模塊用于接收中央控制模塊發(fā)送的控制命令并報(bào)警或停止報(bào)警； 驅(qū)動(dòng)模塊用于記錄外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，接收中央控制模塊發(fā)送的觸發(fā)命 令并向外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 外圍通風(fēng)設(shè)備用于接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作； C02發(fā)生器用于接收驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作或停止工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C0 2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：還包括輔助監(jiān)測(cè)模塊， 所述輔助監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)溫度并通過(guò)顯 示模塊顯示，所述濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)濕度并通過(guò)顯示模塊顯示，當(dāng)溫度或\和濕度超過(guò) 預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)報(bào)警。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C02濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述紅外探測(cè)模塊包括 紅外光源和C02紅外探測(cè)器，所述紅外光源周期性地發(fā)射紅外光，所述C0 2紅外探測(cè)器探測(cè) 紅外光強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C02濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)處理模塊包括 放大濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大濾波電路用于除去高頻噪聲并將信號(hào)放大，所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種C0 2濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：中央控制模 塊根據(jù)C02濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果向驅(qū)動(dòng)模塊和報(bào)警模塊發(fā)送控制指令，具體為當(dāng) 讀取的C02濃度值在預(yù)設(shè)C02濃度閾值范圍內(nèi)時(shí)，中央控制模塊讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍 通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備和0)2發(fā)生器處 于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)〇) 2濃度值高于閾值上限時(shí)，中央控制模塊向報(bào)警模塊發(fā)送控制命令并驅(qū)動(dòng) 報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控 制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，〇) 2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)0)2濃度值低于閾值 下限時(shí)，中央控制模塊向報(bào)警模塊發(fā)送控制命令并驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取驅(qū)動(dòng)模塊中記 錄的外圍通風(fēng)設(shè)備和co2發(fā)生器狀態(tài)，向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令，控制外圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān) 閉狀態(tài)，〇) 2發(fā)生器處于工作狀態(tài)。
6. -種C0 2濃度監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括： 步驟1 :發(fā)射紅外光，探測(cè)紅外光的強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； 步驟2 :將電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為中間數(shù)字信號(hào)； 步驟3 :根據(jù)中間數(shù)字信號(hào)讀取對(duì)應(yīng)的C02濃度值并顯示； 步驟4 :將0)2濃度值與預(yù)設(shè)閾值比較并根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警或停止報(bào)警， 驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和〇)2發(fā)生器的開啟和關(guān)閉； 步驟5:返回檢測(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種C02濃度監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度和濕 度并顯示，當(dāng)溫度和\或濕度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)報(bào)警。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種C02濃度監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟1中周期性地 發(fā)射紅外光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種C0 2濃度監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所步驟2中電信號(hào)先后 經(jīng)過(guò)放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到中間數(shù)字信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的一種C0 2濃度監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟 4中根據(jù)C02濃度值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警或停止報(bào)警，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng) 設(shè)備和C02發(fā)生器的開啟和關(guān)閉，具體為當(dāng)讀取的CO2濃度值在預(yù)先設(shè)定的CO2濃度范圍內(nèi) 時(shí)，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng) 〇)2濃度值高于閾值上限時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和CO2發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng) 外圍通風(fēng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，〇)2發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)0) 2濃度值低于閾值下限時(shí)，驅(qū)動(dòng) 報(bào)警模塊報(bào)警，讀取外圍通風(fēng)設(shè)備和C02發(fā)生器狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)外圍通風(fēng)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，CO2 發(fā)生器處于工作狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01N35/00GK104515747SQ201410798947
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】鄭磊, 俞婷 申請(qǐng)人:鄭磊