本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著全球工業(yè)化的深入，城市建設(shè)擴(kuò)大，機(jī)動車保有量增加，農(nóng)耕田礦山濕地違章開發(fā)，全球氣候變暖，自然植被森林沙漠化等因素，人類的生存環(huán)境正日益受到生活和生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染物的危害。隨著生態(tài)環(huán)境的治理，人們也日益重視生活和工作環(huán)境的提高，環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測成為合理利用環(huán)境資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要工作。尤其作為生活和工作的室內(nèi)場所，環(huán)境監(jiān)測顯得尤為重要。

室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的目的是為了及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并為室內(nèi)環(huán)境管理、污染源控制、室內(nèi)環(huán)境規(guī)劃、室內(nèi)環(huán)境評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。但目前室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測大多為依據(jù)污染物的種類進(jìn)行單項(xiàng)監(jiān)測，而無綜合的監(jiān)測系統(tǒng)，且監(jiān)測數(shù)據(jù)形式單一，數(shù)據(jù)傳輸、存儲及共享不便，導(dǎo)致無法及時(shí)、準(zhǔn)確獲取室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量狀況，影響對室內(nèi)環(huán)境的評估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)克服傳統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的缺陷，對室內(nèi)環(huán)境實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測，集成多項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，便于及時(shí)、準(zhǔn)確獲取室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量狀況，利于對室內(nèi)環(huán)境的準(zhǔn)確評估。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)包括顯示監(jiān)控主機(jī)、無線傳感器終端、主機(jī)殼體和終端殼體；

所述顯示監(jiān)控主機(jī)包括中央處理模塊、顯示模塊、LAN/WIFI傳輸模塊、GPRS通訊模塊、第一RFID無線模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、日歷功能模塊、報(bào)警模塊和按鍵控制模塊，所述顯示模塊連接所述中央處理模塊的顯示信號輸出端，所述LAN/WIFI傳輸模塊、GPRS通訊模塊、第一RFID無線模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊分別與所述中央處理模塊的信號傳輸端雙向連接，所述日歷功能模塊連接所述中央處理模塊的時(shí)鐘信號輸入端，所述報(bào)警模塊連接所述中央處理模塊的報(bào)警信號輸出端，所述按鍵控制模塊連接所述中央處理模塊的按鍵控制端；所述顯示模塊設(shè)于所述主機(jī)殼體的面板，所述中央處理模塊、LAN/WIFI傳輸模塊、GPRS通訊模塊、第一RFID無線模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、日歷功能模塊和報(bào)警模塊分別設(shè)于所述主機(jī)殼體內(nèi)，所述按鍵控制模塊設(shè)于所述主機(jī)殼體的側(cè)板；

所述無線傳感器終端包括主控模塊、溫濕度傳感模塊、光照度傳感模塊、二氧化碳傳感模塊、EEPROM存儲模塊和第二RFID無線模塊，所述溫濕度傳感模塊、光照度傳感模塊和二氧化碳傳感模塊的信號輸出端分別連接所述主控模塊的信號輸入端，所述EEPROM存儲模塊和第二RFID無線模塊與所述主控模塊的信號傳輸端雙向連接；所述主控模塊、EEPROM存儲模塊和第二RFID無線模塊設(shè)于所述終端殼體內(nèi)，所述溫濕度傳感模塊、光照度傳感模塊和二氧化碳傳感模塊設(shè)于所述終端殼體內(nèi)并且傳感頭露出終端殼體壁，所述第一RFID無線模塊與第二RFID無線模塊通過射頻識別和數(shù)據(jù)通訊。

進(jìn)一步，本監(jiān)測系統(tǒng)還包括光學(xué)余弦修正器，所述光學(xué)余弦修正器設(shè)于所述終端殼體的面板并且位于所述光照度傳感模塊的上方。

進(jìn)一步，本監(jiān)測系統(tǒng)還包括第一USB接口模塊和第二USB接口模塊，所述第一USB接口模塊和第二USB接口模塊分別連接所述中央處理模塊和主控模塊的USB端口。

進(jìn)一步，所述主機(jī)殼體和終端殼體分別是碟形殼體。

由于本實(shí)用新型室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)采用了上述技術(shù)方案，即本系統(tǒng)包括顯示監(jiān)控主機(jī)、無線傳感器終端、主機(jī)殼體和終端殼體；顯示監(jiān)控主機(jī)由中央處理模塊、顯示模塊、LAN/WIFI傳輸模塊、GPRS通訊模塊、第一RFID無線模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、日歷功能模塊、報(bào)警模塊和按鍵控制模塊構(gòu)成并分別設(shè)置于主機(jī)殼體；無線傳感器終端由主控模塊、溫濕度傳感模塊、光照度傳感模塊、二氧化碳傳感模塊、EEPROM存儲模塊和第二RFID無線模塊構(gòu)成并分別設(shè)置于終端殼體；顯示監(jiān)控主機(jī)與無線傳感器終端之間通過兩個RFID無線模塊通訊連接。本系統(tǒng)克服傳統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的缺陷，對室內(nèi)環(huán)境實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測，集成多項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，便于及時(shí)、準(zhǔn)確獲取室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量狀況，利于對室內(nèi)環(huán)境的準(zhǔn)確評估。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

圖1為本實(shí)用新型室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)顯示監(jiān)控主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本監(jiān)測系統(tǒng)顯示監(jiān)控主機(jī)模塊原理框圖；

圖3為本監(jiān)測系統(tǒng)無線傳感器終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本監(jiān)測系統(tǒng)無線傳感器終端模塊原理框圖；

圖5為本監(jiān)測系統(tǒng)中顯示監(jiān)控主機(jī)的中央處理模塊電路圖；

圖6為本監(jiān)測系統(tǒng)中顯示監(jiān)控主機(jī)的報(bào)警模塊電路圖；

圖7為本監(jiān)測系統(tǒng)中顯示監(jiān)控主機(jī)的按鍵控制模塊電路圖；

圖8為本監(jiān)測系統(tǒng)中無線傳感器終端的主控模塊電路圖；

圖9為本監(jiān)測系統(tǒng)中無線傳感器終端的光照度傳感模塊電路圖；

圖10為本監(jiān)測系統(tǒng)中無線傳感器終端的二氧化碳傳感模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)包括顯示監(jiān)控主機(jī)1、無線傳感器終端2、主機(jī)殼體3和終端殼體4；

所述顯示監(jiān)控主機(jī)1包括中央處理模塊11、顯示模塊12、LAN/WIFI傳輸模塊13、GPRS通訊模塊14、第一RFID無線模塊15、數(shù)據(jù)存儲模塊16、日歷功能模塊17、報(bào)警模塊18和按鍵控制模塊19，所述顯示模塊12連接所述中央處理模塊11的顯示信號輸出端，所述LAN/WIFI傳輸模塊13、GPRS通訊模塊14、第一RFID無線模塊15和數(shù)據(jù)存儲模塊16分別與所述中央處理模塊11的信號傳輸端雙向連接，所述日歷功能模塊17連接所述中央處理模塊11的時(shí)鐘信號輸入端，所述報(bào)警模塊18連接所述中央處理模塊11的報(bào)警信號輸出端，所述按鍵控制模塊19連接所述中央處理模塊11的按鍵控制端；所述顯示模塊12設(shè)于所述主機(jī)殼體3的面板，所述中央處理模塊11、LAN/WIFI傳輸模塊13、GPRS通訊模塊14、第一RFID無線模塊15、數(shù)據(jù)存儲模塊16、日歷功能模塊17和報(bào)警模塊18分別設(shè)于所述主機(jī)殼體3內(nèi)，所述按鍵控制模塊19設(shè)于所述主機(jī)殼體3的側(cè)板；

所述無線傳感器終端2包括主控模塊21、溫濕度傳感模塊22、光照度傳感模塊23、二氧化碳傳感模塊24、EEPROM存儲模塊25和第二RFID無線模塊26，所述溫濕度傳感模塊22、光照度傳感模塊23和二氧化碳傳感模塊24的信號輸出端分別連接所述主控模塊21的信號輸入端，所述EEPROM存儲模塊25和第二RFID無線模塊26與所述主控模塊21的信號傳輸端雙向連接；所述主控模塊21、EEPROM存儲模塊25和第二RFID無線模塊26設(shè)于所述終端殼體4內(nèi)，所述溫濕度傳感模塊22、光照度傳感模塊23和二氧化碳傳感模塊24設(shè)于所述終端殼體4內(nèi)并且傳感頭露出終端殼體4壁，所述第一RFID無線模塊15與第二RFID無線模塊26通過射頻識別和數(shù)據(jù)通訊。

優(yōu)選的，本監(jiān)測系統(tǒng)還包括光學(xué)余弦修正器27，所述光學(xué)余弦修正器27設(shè)于所述終端殼體4的面板并且位于所述光照度傳感模塊23的上方。不同角度的光照透過光學(xué)余弦修正器匯聚至光照度傳感模塊的感光區(qū)域，以提高光照度傳感模塊的檢測精度。

優(yōu)選的，本監(jiān)測系統(tǒng)還包括第一USB接口模塊20和第二USB接口模塊28，所述第一USB接口模塊20和第二USB接口模塊28分別連接所述中央處理模塊11和主控模塊21的USB端口。第一USB接口模塊和第二USB接口模塊可通過USB設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性。

優(yōu)選的，所述主機(jī)殼體3和終端殼體4分別是碟形殼體。碟形殼體便于各類模塊、接口以及控制按鍵的布置，且具有良好的美觀性能，可方便設(shè)置于室內(nèi)桌面或掛墻布置。

如圖5所示，本系統(tǒng)中顯示監(jiān)控主機(jī)的中央處理模塊可采用STM32F103VCT6芯片，其硬件資源豐富、是基于ARM指令系統(tǒng)的微處理器，最高工作頻率可達(dá)72MHZ。顯示模塊采用液晶顯示屏，通過顯示接口電路接入中央處理模塊；LAN/WIFI傳輸模塊為以太網(wǎng)和WIFI功能集成一體的功能模塊，為系統(tǒng)提供有線以太網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡(luò)接入；GPRS通訊模塊為系統(tǒng)提供3G網(wǎng)絡(luò)接入；數(shù)據(jù)存儲模塊可采用SD存儲卡通過存儲接口電路接入中央處理模塊，SD存儲卡為系統(tǒng)內(nèi)置文件系統(tǒng)提供存儲空間，系統(tǒng)設(shè)置和采集到的數(shù)據(jù)存儲在SD存儲卡中；日歷功能模塊為系統(tǒng)提供監(jiān)測的時(shí)間基準(zhǔn)，并可通過顯示模塊顯示當(dāng)前日期、時(shí)間等信息，日歷功能模塊可采用專用RTC芯片，配置專用紐扣電池，系統(tǒng)掉電時(shí)仍可工作，無需重新設(shè)置時(shí)間；報(bào)警模塊如圖6所示，其中J1是蜂鳴器，D5和D6是紅色LED指示燈，當(dāng)中央處理模塊輸出報(bào)警信號時(shí)，指示燈閃亮、蜂鳴器持續(xù)鳴響；按鍵控制模塊可包括設(shè)置鍵S1、查詢鍵S2、功能切換鍵S3、方向鍵S4、S5、返回鍵S6以及警報(bào)解除鍵S7，其具體電路如圖7所示。

本系統(tǒng)無線傳感器終端的主控模塊可采用型號為C8051F340的主控單片機(jī)，其最高運(yùn)行頻率可達(dá)48MHZ，具體電路如圖8所示；溫濕度傳感模塊采用溫濕度一體測量模塊，提供高精度的溫度和濕度測量；光照度傳感模塊電路如圖9所示，其采用BH1750FVI數(shù)字化高精度光照度測量芯片監(jiān)測室內(nèi)光照度，并將檢測信號傳輸至主控模塊；二氧化碳傳感模塊電路如圖10所示，其采用紅外式二氧化碳含量測量模塊檢測室內(nèi)二氧化碳含量；EEPROM存儲模塊可存儲無線傳感器終端的必要設(shè)置數(shù)據(jù)和各傳感模塊的檢測數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)中的第一RFID無線模塊和第二RFID無線模塊實(shí)現(xiàn)顯示監(jiān)控主機(jī)與無線傳感器終端的通訊聯(lián)系，依據(jù)本系統(tǒng)的原理，本系統(tǒng)中顯示監(jiān)控主機(jī)可連接多臺無線傳感器終端，通過顯示監(jiān)控主機(jī)的第一RFID無線模塊識別多臺無線傳感器終端的第二RFID無線模塊，從而實(shí)現(xiàn)多個室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)測。

本監(jiān)測系統(tǒng)通過無線傳感器終端檢測室內(nèi)二氧化碳含量、光照度、溫度以及濕度，并將檢測數(shù)據(jù)經(jīng)主控模塊處理后由第二RFID無線模塊傳輸至顯示監(jiān)控主機(jī)的第一RFID無線模塊，第一RFID無線模塊可對無線傳感器終端的身份進(jìn)行識別，標(biāo)識無線傳感器終端所在的房間號，并將接收的數(shù)據(jù)傳輸至中央處理模塊，中央處理模塊對數(shù)據(jù)處理后提供顯示模塊顯示，以及由LAN/WIFI傳輸模塊和GPRS通訊模塊進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，通過中央處理模塊可對檢測數(shù)據(jù)設(shè)置報(bào)警閾值，檢測的數(shù)據(jù)超出報(bào)警閾值由報(bào)警模塊提供報(bào)警指示。

本監(jiān)測系統(tǒng)可應(yīng)用于學(xué)校教室、會場等人員聚集的室內(nèi)，如冬季門窗緊閉的教室在經(jīng)過長時(shí)間上課后，當(dāng)CO₂＞40000ppm時(shí)，將導(dǎo)致學(xué)生體內(nèi)O₂與CO₂嚴(yán)重失衡，引發(fā)頭疼、耳鳴，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率下降，如長期在高濃度二氧化碳的室內(nèi)上課，會影響到學(xué)生的智商。因此采用本監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)環(huán)境狀況，并將檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，超出設(shè)定值后報(bào)警，從而保證學(xué)生的身心健康；同時(shí)檢測數(shù)據(jù)也可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心或云端，通過智能終端遠(yuǎn)程連接監(jiān)控中心或云端，即可遠(yuǎn)程掌握室內(nèi)環(huán)境狀況，通過物聯(lián)網(wǎng)啟動新風(fēng)空調(diào)、智能照明系統(tǒng)等設(shè)備改善室內(nèi)環(huán)境，從而確保室內(nèi)環(huán)境處于良好狀態(tài)。