一种空气质量检测系统技术方案

一种空气质量检测系统，包括电源模块、微控制器、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块和LoRa通信模块，电源模块为系统供电；颗粒物检测模块实时采集空气中PM 2.5和PM10浓度数据，将数据信号传送至微控制器；气体污染物检测模块实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2浓度数据，将数据信号传送至微控制器；北斗定位模块实时采集污染源的坐标及时间数据，将数据信号传送至微控制器；LoRa通信模块实现通信；微控制器用于接收各数据信号，对接收到的数据信号分析处理后通过LoRa通信模块将数据上传至控制终端。该系统能实时监测污染易发区域的空气质量，同时对污染源准确定位。同时对污染源准确定位。同时对污染源准确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种空气质量检测系统


[0001]本专利技术涉及一种空气质量检测系统。

技术介绍

[0002]现阶段大气污染主要来自于交通车辆排放的尾气、工业排放的污染气体、生活取暖和餐饮排放的气体，这些排放一般都有显著的区域特征，例如车辆的尾气污染一般都集中在车辆繁忙地段，工业排放污染气体一般集中在工业园区或者重点污染企业，生活餐饮污染一般集中在居民区或者餐饮集中区。
[0003]但是，环境的开放性及污染的扩散性和时效性，为污染源的定位带来了一定的困难，现有技术无法实时监测该区域的空气质量，也无法实现对污染源的准确定位。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种空气质量检测系统，该系统能够实现实时监测污染易发区域的空气质量，同时实现对污染源的准确定位。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种空气质量检测系统，包括电源模块、微控制器、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块和LoRa通信模块，所述电源模块为颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块、LoRa通信模块以及微控制器供电；
[0006]所述颗粒物检测模块用于实时采集空气中PM 2.5和PM10的浓度数据，并将采集到的PM 2.5和PM10的浓度数据信号实时传送至微控制器；
[0007]所述气体污染物检测模块用于实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2的浓度数据，并将采集到的CO、SO2、O3和NO2的浓度数据信号实时传送至微控制器；
[0008]所述北斗定位模块用于实时采集污染源的坐标数据以及时间数据，并将采集到的坐标和时间数据信号实时传送至微控制器；
[0009]所述LoRa通信模块为微控制器内部集成的LoRa射频收发器，外接LoRa射频通信电路，实现LoRa通信；
[0010]所述微控制器用于接收分别经颗粒物检测模块、气体污染物检测模块和北斗定位模块传送的PM 2.5和PM10浓度数据信号、CO、SO2、O3和NO2浓度数据信号、坐标和时间数据信号，并对接收到的数据信号进行分析处理后通过LoRa通信模块将数据上传至控制终端。
[0011]优选地，所述的微控制器采用Air101芯片；所述的颗粒物检测模块采用PMSX003模块；所述的气体污染物检测模块采用多合一模组ZEHS04；所述的北斗定位模块采用AIR530Z芯片；所述的LoRa通信模块采用E28
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2G4M27SX模块；所述的电源模块转换芯片选用集成芯片TPS54360。
[0012]进一步地，所述的微控制器芯片的接口电路包括电源电路、复位电路、时钟电路、应用接口电路，微控制器芯片的引脚7、17、24、31并联1uF滤波器电容，引脚9并联1nF电容，引脚10、11并联47uF滤波电容，引脚25外接4.7uF滤波电容，微控制器芯片的引脚28外接按
键复位电路，电源上电或者按下SW复位按键时，微控制器芯片复位；微控制器芯片引脚3接入按键唤醒电路，用于微控制器芯片休眠时，拉高唤醒；时钟电路是由微控制器芯片的引脚5、引脚6外接的40M晶振电路；
[0013]应用接口电路外接北斗定位模块、LoRa通信模块、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块，其中微控制器芯片的引脚1、引脚2分别与北斗定位模块的引脚8、引脚9相连，收发经纬度和时间数据；
[0014]微控制器芯片的引脚21、引脚23、引脚20、引脚22与LoRa通信模块的E28
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2G4M27SX的SPI接口相连，实现对SPI数据的发送和接收；微控制器芯片的引脚32、引脚30与LoRa通信模块的引脚8、引脚9相连，控制LoRa收发信号的放大；微控制器芯片的引脚28与LoRa通信模块的引脚11相连，控制LoRa通信模块的复位；微控制器芯片的引脚29接LoRa通信模块的引脚12，监测LoRa通信模块的通信状态；
[0015]微控制器芯片的引脚18、引脚19分别与颗粒物检测模块的引脚4、引脚5相连，实现串口的通信；微控制器芯片的引脚15接颗粒物检测模块的引脚3，实现模块的工作状态设置，微控制器芯片的引脚16接颗粒物检测模块的引脚6，实现颗粒物检测模块的复位；
[0016]微控制器芯片的引脚26、引脚27分别与气体污染物检测模块的引脚6、引脚5相连，实现串口数据的通信；
[0017]电源模块的电路转换通过PWM控制MOS管的通断来实现，通过电感、二极管形成稳定的电流回路；在电源模块芯片的引脚1和引脚8端子之间连接陶瓷电容器，引脚2和引脚3之间以及引脚3和GND之间分别设有电阻RT1和RT2，以产生启动和停止电压；引脚4接电阻RT3，设置开关频率；引脚8端子和GND之间接有捕获二极管DT1。
[0018]本专利技术通过颗粒物检测模块用于实时采集空气中PM 2.5和PM10的浓度数据，并将采集到的PM 2.5和PM10的浓度数据信号实时传送至微控制器，通过气体污染物检测模块用于实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2的浓度数据，并将采集到的CO、SO2、O3和NO2的浓度数据信号实时传送至微控制器，通过北斗定位模块用于实时采集污染源的坐标数据以及时间数据，并将采集到的坐标和时间数据信号实时传送至微控制器，微控制器用于接收分别经颗粒物检测模块、气体污染物检测模块和北斗定位模块传送的PM 2.5和PM10浓度数据信号、CO、SO2、O3和NO2浓度数据信号、坐标和时间数据信号，并对接收到的数据信号进行分析处理后通过LoRa通信模块将数据上传至控制终端，实现了对污染易发区域的空气质量的实时监测，同时实现了对污染源的准确定位；另外，LoRa通信基于线性调频扩频调制，它保持了像FSK调制相同的低功耗特性，同时又明显地增加了通信距离，本专利技术应用LoRa技术将监测点的大气质量数据进行汇聚，数据传输可靠稳定，同时也大大降低了成本。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的电路原理框图；
[0020]图2是微控制器的电路图；
[0021]图3是北斗定位模块的电路图；
[0022]图4是LoRa通信模块的电路图；
[0023]图5是颗粒物检测模块电路的电路图；
[0024]图6是气体污染物检测模块的电路图；
[0025]图7是电源模块的转换电路图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0027]如图1所示，一种空气质量检测系统，包括电源模块、微控制器、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块和LoRa通信模块，所述电源模块为颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块、LoRa通信模块以及微控制器供电；
[0028]所述颗粒物检测模块用于实时采集空气中PM 2.5和PM10的浓度数据，并将采集到的PM 2.5和PM10的浓度数据信号实时传送至微控制器；
[0029]所述气体污染物检测模块用于实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2的浓度数据，并将采集到的CO、SO2、O3和NO2的浓度数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气质量检测系统，其特征在于，包括电源模块、微控制器、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块和LoRa通信模块，所述电源模块为颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块、LoRa通信模块以及微控制器供电；所述颗粒物检测模块用于实时采集空气中PM 2.5和PM10的浓度数据，并将采集到的PM 2.5和PM10的浓度数据信号实时传送至微控制器；所述气体污染物检测模块用于实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2的浓度数据，并将采集到的CO、SO2、O3和NO2的浓度数据信号实时传送至微控制器；所述北斗定位模块用于实时采集污染源的坐标数据以及时间数据，并将采集到的坐标和时间数据信号实时传送至微控制器；所述LoRa通信模块为微控制器内部集成的LoRa射频收发器，外接LoRa射频通信电路，实现LoRa通信；所述微控制器用于接收分别经颗粒物检测模块、气体污染物检测模块和北斗定位模块传送的PM 2.5和PM10浓度数据信号、CO、SO2、O3和NO2浓度数据信号、坐标和时间数据信号，并对接收到的数据信号进行分析处理后通过LoRa通信模块将数据上传至控制终端。2.根据权利要求1所述的一种空气质量检测系统，其特征在于，所述的微控制器采用Air101芯片；所述的颗粒物检测模块采用PMSX003模块；所述的气体污染物检测模块采用多合一模组ZEHS04；所述的北斗定位模块采用AIR530Z芯片；所述的LoRa通信模块采用E28
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2G4M27SX模块；所述的电源模块转换芯片选用集成芯片TPS54360。3.根据权利要求1或2所述的一种空气质量检测系统，其特征在于，所述的微控制器芯片的接口电路包括电源电路、复位电路、时钟电路、应用接口电路，微控制器芯片的引脚7、17、24、31并联1uF滤波器电容，引脚9并联1nF电容，引脚1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌启东，王青青，宋世林，谢东训，胡浩然，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：