基于GD32的公共环境监测在线直播系统技术方案

本实用新型专利技术涉及物联网技术领域，具体地说，涉及基于GD32的公共环境监测在线直播系统。其包括数据采集终端、数据传输单元和云服务器单元，所述数据采集终端用于对前端数据进行采集，所述数据传输单元用于基于NB‑IoT网络实现采集的数据无线传输，所述云服务器单元用于将数据储存至云端服务器的数据库内。本实用新型专利技术设计能够对多种空气环境数据进行采集，并通过NB‑IoT窄带物联网上传至阿里云服务器，能够为不同用户提供不同权限的公共场所空气质量监控数据。

【技术实现步骤摘要】
基于GD32的公共环境监测在线直播系统
本技术涉及物联网
，具体地说，涉及基于GD32的公共环境监测在线直播系统。
技术介绍
随着民众生活水平的不断提高和健康意识的不断提升，新建或新装修的幼儿园、小学和车站等公众场所因公众担心空气质量问题而易引发的群体事件屡见不鲜。另外，目前大部分商品房已经采用交房时精装修的方式，大部分业主在入住前都持怀疑态度，认为开发商交付的房子有极大的安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于提供基于GD32的公共环境监测在线直播系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供基于GD32的公共环境监测在线直播系统，包括数据采集终端、数据传输单元和云服务器单元，所述数据采集终端用于对前端数据进行采集，所述数据传输单元用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输，所述云服务器单元用于将数据储存至云端服务器的数据库内。本系统硬件结构基于GD32主控电路板设计，主控芯片GD32F103RCT6基于CortexM3内核，采用意法半导体公司的32位微控制器，工作频率最高可达108MHz，能够进行单周期乘法和硬件除法，可以满足本作品的开发使用。作为本技术方案的进一步改进，所述数据采集终端包括甲醛传感器模组，用于对空气中甲醛含量进行检测；烟雾传感器，用于对空气中烟雾含量进行检测；PM2.5传感器，用于对空气中PM2.5含量进行检测；气压传感器，用于对空气中气压含量进行检测；光照传感器，用于对光照强度进行检查；温湿度传感器，用于对空气中温湿度进行检测；二氧化碳传感器，用于对空气中二氧化碳含量进行检测。所述甲醛传感器模组优选为ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组，ZE08-CH2O型电化学甲醛传感器模组是一个通用型、小型化模组，利用电化学原理对空气中存在的CH2O进行探测，具有良好的选择性，稳定性，内置温度传感器，可进行温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。广泛应用于便携式仪表、空气质量监测设备、空气净化机、新风换气系统、空调、智能家居设备等场所。它具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、使用寿命长的特点，满足了设备对传感器的要求。并且提供UART、模拟电压信号、PWM波形等多种输出方式。所述烟雾传感器优选为MQ-2烟雾传感器，MQ-2烟雾传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时，烟雾传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该烟雾传感器气体浓度相对应的输出信号；该模块具有信号输出指示，双路信号输出、TTL输出有效信号为低电平、对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性快速的响应恢复特性。本实施例中选取该款模块可以有效的检测多种可燃性气体，在家用环境中，需要防范的可燃性气体主要是天然气中的甲烷。该模块主要用来监测环境中的烟雾，及时报警，极大的减少生命财产的损失，MQ-2烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度，对液化气、丙烷、氢气的灵敏度较高，当家中烟雾浓度超标时，用户将会受到报警短信。所述PM2.5传感器选用PMS5003ST系列传感器，PMS5003ST系列是一款可以同时监测空气中颗粒物浓度和甲醛浓度的二合一传感器。其中颗粒物浓度的监测基于激光散射原理，可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，即颗粒物浓度分布，进而换算成为质量浓度，甲醛浓度的监测基于电化学原理，具有高精度、高稳定性的特点。颗粒物浓度数值和甲醛浓度数值合并以通用数字接口形式输出。传感器可嵌入各种与空气质量监测和改善相关的仪器设备，为其提供及时准确的浓度数据，传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射，同时在某一特定角度收集散射光，得到散射光强随时间变化的曲线。进而微处理器利用基于米氏理论的算法，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。作为本技术方案的进一步改进，所述甲醛传感器模组通过串口发送询问指令，接受传感器的应答数据。所述甲醛传感器模组的通用设置为波特率为9600，数据位为8位，停止位为1位。所述甲醛传感器模组的通信分为主动上传式和问答式，出厂默认主动上传，每间隔1S发送一次浓度值，命令行格式如下表：上传模式表气体浓度值＝气体浓度高位*256+气体浓度低位切换到问答式，命令行格式如下表所示：上传模式表012345678起始位保留切换命令问答保留保留保留保留校验值0xFF0x010x780x410x000x000x000x000x46切换到主动上传模式，命令行格式如下表所示：主动上传表012345678起始位保留切换命令主动上传保留保留保留保留校验值0xFF0x010x780x400x000x000x000x000x47气体浓度格式如下表所示：气体浓度表传感器返回值格式如下表所示：传感器返回表作为本技术方案的进一步改进，所述数据传输单元基于NB-IoT网络设计，所述数据传输单元包括NB-IoT基站、NB-IoT分组核心网、IoT连接管理平台和行业应用服务器，所述NB-IoT基站用于支持NB-IoT连接管理平台业务；所述NB-IoT分组核心网用于建立分组网络；所述IoT连接管理平台用于部署NB-IoT连接管理平台业务专用的EPC；所述行业应用服务器用于支持第三方应用系统。IoT连接管理平台的功能包括提供对各种传感器、SIM卡的数据采集、管理功能，同时可以把数据开放给第三方应用系统，让各种应用能快速构建自己的物联网业务。NB-IoT是一种革新性的技术，是由华为主导，由3GPP定义的基于蜂窝网络的窄带物联网技术，它支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低等优点，本实施例中选择上海移远公司生产的BC95作为NB-IoT无线通信模块，其高性能，低功耗，小尺寸的特点能够很好地满足本系统的需求，有效的减小系统规模并优化了整体成本，具体来讲，它具有超强覆盖，相对于原来GPRS系统，增加20dB的信号增益；超低功耗，终端节点要能达到10年的电池寿命；超低成本，终端芯片的目标定价为1美元，模块定价为2美元；超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于GD32的公共环境监测在线直播系统，包括数据采集终端(100)、数据传输单元(200)和云服务器单元(300)，其特征在于：所述数据采集终端(100)用于对前端数据进行采集，所述数据传输单元(200)用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输，所述云服务器单元(300)用于将数据储存至云端服务器的数据库内。/n

【技术特征摘要】
1.基于GD32的公共环境监测在线直播系统，包括数据采集终端(100)、数据传输单元(200)和云服务器单元(300)，其特征在于：所述数据采集终端(100)用于对前端数据进行采集，所述数据传输单元(200)用于基于NB-IoT网络实现采集的数据无线传输，所述云服务器单元(300)用于将数据储存至云端服务器的数据库内。


2.根据权利要求1所述的基于GD32的公共环境监测在线直播系统，其特征在于：所述数据采集终端(100)包括甲醛传感器模组(110)，用于对空气中甲醛含量进行检测；烟雾传感器(120)，用于对空气中烟雾含量进行检测；PM2.5传感器(130)，用于对空气中PM2.5含量进行检测；气压传感器(140)，用于对空气中气压含量进行检测；光照传感器(150)，用于对光照强度进行检查；温湿度传感器(160)，用于对空气中温湿度进行检测；二氧化碳传感器(170)，用于对空气中二氧化碳含量进行检测。


3.根据权利要求2所述的基于GD32的公共环境监测在线直播系统，其特征在于：所述甲醛传感器模组(110)通过串口发送询问指令，接受传感器的应答数据。


4.根据权利要求1所述的基于GD32的公共环境监测在线直播系统，其特征在于：所述数据传输单元(200)基于NB-IoT网络设计，所述数据传输单元(200)包括NB-IoT基站(210)、NB-IoT分组核心网(220)、IoT连接管理平台(230)和行业应用服务器(240)，所述NB-IoT基站(210)用于支持NB-IoT连接管理平台业务；所述NB-IoT分组核心网(220)用于建立分组网络；所述IoT连接管理平台(230)用于部署NB-IoT连接管理平台业...

【专利技术属性】
技术研发人员：林哲，陈锡爱，
申请(专利权)人：浙江捷峰电子有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33