用于森林生態(tài)環(huán)境的大氣實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控裝置，屬于森林生態(tài)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]森林氣象學(xué)是研究森林和大氣之間相互關(guān)系的學(xué)科，是氣象學(xué)和森林學(xué)之間的邊緣學(xué)科。它既是應(yīng)用氣象學(xué)的一個(gè)分支，又是林學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科。氣候條件是林木生長不可缺少的生態(tài)因子。它對樹種的傳播和萌發(fā)，樹木的生長和發(fā)育、開花和結(jié)果，以及森林的組成、演替和地理分布都有重要影響。另一方面，森林又通過同周圍大氣不斷進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，從而影響并改變森林內(nèi)及其影響所及地區(qū)的氣象要素場結(jié)構(gòu)(包括輻射、溫度、濕度、風(fēng)、降水、空氣成分等)。
[0003]由于森林遠(yuǎn)離人類居住地，對大氣的監(jiān)測數(shù)據(jù)收集相對比較麻煩，現(xiàn)有技術(shù)對大氣監(jiān)測往往采用大型設(shè)備，由于其造價(jià)較高，因此，難以應(yīng)用到某一片森林中進(jìn)行全方位的大氣監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對森林生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有高成本的大氣監(jiān)測手段難以應(yīng)用到某一片森林中進(jìn)行全方位的大氣監(jiān)測的問題，提供了一種用于森林生態(tài)環(huán)境的大氣實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。
[0005]本實(shí)用新型所述用于森林生態(tài)環(huán)境的大氣實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，它包括上位機(jī)和多個(gè)監(jiān)控終端，多個(gè)監(jiān)控終端均勻分布在森林中，且與上位機(jī)之間通過無線通信方式進(jìn)行交互數(shù)據(jù)；
[0006]監(jiān)控終端包括單片機(jī)、煙霧傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、PM2.5傳感器、PMlO傳感器、二氧化硫傳感器、二氧化氮傳感器、煙霧信息本地控制單元、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示器、存儲器和無線通訊單元；
[0007]煙霧傳感器的輸出端與煙霧信息本地控制單元的輸入端相連，煙霧信息本地控制單元的輸出端與單片機(jī)的煙霧信息輸入端相連；
[0008]濕度傳感器、溫度傳感器、PM2.5傳感器、PMl O傳感器、二氧化硫傳感器和二氧化氮傳感器的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)模擬信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號輸出端與單片機(jī)的大氣采集信號輸入端相連；
[0009]單片機(jī)的顯示信號輸出端與顯示器的顯示信號輸入端相連；
[0010]單片機(jī)的存儲數(shù)據(jù)傳輸端與存儲器的存儲數(shù)據(jù)傳輸端相連；
[0011]單片機(jī)的采集數(shù)據(jù)通過無線通訊單元與上位機(jī)進(jìn)行交互。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型在森林多處設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，全面監(jiān)測森林各處的溫度、濕度、可燃物濃度、空氣的PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮等污染物指標(biāo)，遠(yuǎn)程發(fā)送給上位機(jī)，使管理人員能良好掌握整個(gè)森林的大氣情況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)能反應(yīng)出不同森林植被的大氣指標(biāo)差異，且能找出火災(zāi)高危地段，通過加強(qiáng)對該地段的地面巡護(hù)和了望臺監(jiān)測，能夠有效起到預(yù)防作用和火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)等問題，從而滿足實(shí)際情況的需要。
[0013]其具有低功耗、超小便攜的特點(diǎn)，能夠任意安裝放置，因此能夠適用于一些狹小、密閉的環(huán)境進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)和裝置周邊以及裝置本身狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測;其還具有體積小，重量輕，無需外接電源，易于安裝等特點(diǎn)，能夠安放在景區(qū)叢林的附近之中，通過其自身具有的自組網(wǎng)和短距離無線傳輸特性，就可以在客戶端方便的檢測到叢林內(nèi)部微環(huán)境下的變化情況，并且各種監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄保存下來，形成檔案材料;其還具有功耗低、待機(jī)時(shí)間長的特點(diǎn)，能夠始終處于工作狀態(tài);其具有高可靠性和高擴(kuò)容性;其方便對數(shù)據(jù)處理的編程、修改、控制;能夠滿足實(shí)際情況的需要。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述用于森林生態(tài)環(huán)境的大氣實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置的原理框圖；
[0015]圖2是煙霧信息本地控制單元的具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述用于森林生態(tài)環(huán)境的大氣實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，它包括上位機(jī)和多個(gè)監(jiān)控終端，多個(gè)監(jiān)控終端均勻分布在森林中，且與上位機(jī)之間通過無線通信方式進(jìn)行交互數(shù)據(jù)；
[0017]監(jiān)控終端包括單片機(jī)1、煙霧傳感器2、濕度傳感器3、溫度傳感器4、PM2.5傳感器5、PMlO傳感器6、二氧化硫傳感器7、二氧化氮傳感器8、煙霧信息本地控制單元9、A/D轉(zhuǎn)換電路
10、顯示器11、存儲器16和無線通訊單元17 ；
[0018]煙霧傳感器2的輸出端與煙霧信息本地控制單元9的輸入端相連，煙霧信息本地控制單元9的輸出端與單片機(jī)I的煙霧信息輸入端相連；
[0019]濕度傳感器3、溫度傳感器4、PM2.5傳感器5、PM10傳感器6、二氧化硫傳感器7和二氧化氮傳感器8的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路10的一個(gè)模擬信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路10的數(shù)字信號輸出端與單片機(jī)I的大氣采集信號輸入端相連；
[0020]單片機(jī)I的顯示信號輸出端與顯示器11的顯示信號輸入端相連；
[0021 ]單片機(jī)I的存儲數(shù)據(jù)傳輸端與存儲器16的存儲數(shù)據(jù)傳輸端相連；
[0022]單片機(jī)I的采集數(shù)據(jù)通過無線通訊單元17與上位機(jī)進(jìn)行交互。
[0023]每個(gè)監(jiān)測終端采集其周圍森林環(huán)境的大氣參數(shù)，煙霧信息、濕度信息、溫度信息、PM2.5濃度、PMlO濃度、二氧化硫濃度、二氧化氮濃度，這些大氣參數(shù)在終端設(shè)置的顯示器11上顯示，同時(shí)，通過無線發(fā)送到上位機(jī)上進(jìn)行統(tǒng)一管理。使管理人員能良好掌握整個(gè)森林的大氣情況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)能反應(yīng)出不同森林植被的大氣指標(biāo)差異，且通過煙霧信息能找出火災(zāi)高危地段，通過加強(qiáng)對該地段的地面巡護(hù)和了望臺監(jiān)測，能夠有效起到預(yù)防作用和火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)等問題，從而滿足實(shí)際情況的需要。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，監(jiān)控終端還包括復(fù)位電路12和時(shí)鐘電路13，復(fù)位電路12用于單片機(jī)I的復(fù)位，時(shí)鐘電路13用于給單片機(jī)I提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號。
[0025]【具體實(shí)施方式】三:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，監(jiān)控終端還包括蜂鳴器14，單片機(jī)I的報(bào)警指令輸出端與蜂鳴器14的報(bào)警指令輸入端相連。
[0026]當(dāng)某一項(xiàng)大氣參數(shù)超標(biāo)，可通過蜂鳴器14進(jìn)行本地報(bào)警，若附近有工作人員，則能第一時(shí)間到現(xiàn)場進(jìn)行處理。尤其針對判斷是否有火災(zāi)的煙霧信息進(jìn)行報(bào)警更為實(shí)用。
[0027]【具體實(shí)施方式】四:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，監(jiān)控終端還包括手動(dòng)輸入鍵盤15，手動(dòng)輸入鍵盤15的外部指令輸出端與單片機(jī)I的外部指令輸入端相連。
[0028]通過手動(dòng)輸入鍵盤15可以手動(dòng)改變各大氣參數(shù)報(bào)警閾值的大小。
[0029]【具體實(shí)施方式】五:下面結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，煙霧傳感器2為氣敏傳感器QM，煙霧信息本地控制單元9包括電阻Rl、電阻R2、電阻R3、滑動(dòng)變阻器Rpl、開關(guān)集成電路TWH8751、二極管VD、電壓跟隨器Al、差動(dòng)放大器A2、同相放大器A3、比較器A4、比較器A5、比較器A6、比較器A7、比較器AS、電阻R4?電阻R21、滑動(dòng)變阻器Rp2和滑動(dòng)變阻器Rp3;
[0030]+12V直流電源同時(shí)連接電阻Rl的一端、電阻R2的一端、滑動(dòng)變阻器Rp I的一個(gè)固定端、電阻R3的一端和二極管VD的陰極；
[0031]二極管VD的陽極和開關(guān)集成電路TWH8751的4腳連接，并作為輸出端out I連接單片機(jī)I;
[0032]電阻R3的另一端連接開關(guān)集成電路TWH8751的I腳和5腳；
[0033]滑動(dòng)變阻器Rpl的另一個(gè)固定端連接氣敏傳感器QM的檢測B電極；
[0034]滑動(dòng)變阻器Rpl的滑動(dòng)端連接開關(guān)集成電路TWH8751的2腳；
[0035]開關(guān)集成電路TWH8751的3腳連接氣敏傳感器QM的加熱器的一端；
[0036]氣敏傳感器QM的加熱器的另一端連接電阻R2的另一端；
[0037]氣敏傳感器QM的檢測A電極連接電阻Rl的另一端；
[0038]電壓跟隨器Al的正相輸入端連接氣敏傳感器QM的檢測B電極；電壓跟隨器Al的正相輸入端還通過電阻R4接地；電壓跟隨器Al的反相輸入端連接其自身輸出端；電壓跟隨器Al的輸出端通過電阻R5連接差動(dòng)放大器A2的正相輸入端相連；
[0039]差動(dòng)放大器A2的正相輸入端還通過電阻R7接地;差動(dòng)放大器A2的反相輸入端與輸出端之間串聯(lián)電阻R9;差動(dòng)放大器A2的反相輸入端還連接電阻R8的一端；電阻R8的另一端同時(shí)連接電阻R6的一端和滑動(dòng)變阻器Rp2的固定端；電阻R6的另一端接地;滑動(dòng)變阻器Rp2的滑動(dòng)端連接氣敏傳感器QM的檢測A電極;差動(dòng)放大器A2的輸出端通過電阻RlO連接同相放大器A3的正相輸入端；
[0040]同相放大器A3的正相輸入端與輸出端之間串聯(lián)滑動(dòng)變阻器Rp3;同相放大器A3的反相輸入端接地；同相放大器A3的輸出端同時(shí)連接比較器A4、比較器A5、比較器A6和比較器A7的正相輸入端；
[0041 ] 電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R