一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路技术方案

本技术提供一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，包括：控制单元、采集传感单元、执行单元、ESP8266通信模块、电源模块和稳压模块；所述采集传感单元与控制单元连接；所述电源模块与稳压模块连接后，与控制单元连接；所述ESP8266通信模块与控制单元连接；所述执行单元与控制单元连接；所述采集传感单元包括：温湿度传感器、空气质量传感器、硫化氢浓度传感器、氨气浓度传感器；所述执行单元包括：风扇电机驱动控制模块、灯光控制继电器、屏幕显示控制模块。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境监测，具体为一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路。

技术介绍

1、在我国的北方地区尤其是东北地区，冬天农村家家户户都会使用地窖来储存蔬菜，从而使蔬菜保持新鲜，可以满足冬天一家人的食物需求，但这些食物储存在地窖中，蔬菜进行自身的呼吸作用，不断消耗氧气分解有机物产生二氧化碳和水，由于地窖环境密闭，将会导致地窖中的氧气含量不断降低、二氧化碳含量不断增加，同时地窖处于偏湿的环境，可能会导致瓜果蔬菜的腐烂，腐烂的蔬菜容易产生有毒的硫化氢气体，人们进入地窖后将会导致中毒窒息晕倒，乃至死亡的情况发生。

2、目前，传统的方法主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备和传感器设备，依靠人力监测环境的变化，不能实时、准确的获取环境的相关信息。并且市面上的一些监测产品价格昂贵，比较耗电，能用的功能也比较单一

3、现有技术的地窖设备技术落后，地窖频繁发生事故成为一大隐患，不仅造成财产损失，甚至伤害人身安全。

4、因此在地窖中安装一套低成本、低功耗、便捷的智能监测系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本技术提供了一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，包括：控制单元、采集传感单元、执行单元、esp8266通信模块、电源模块和稳压模块；</p>

5、所述采集传感单元与控制单元连接；

6、所述电源模块与稳压模块连接后，与控制单元连接；

7、所述esp8266通信模块与控制单元连接；

8、所述执行单元与控制单元连接；

9、所述采集传感单元包括：温湿度传感器、空气质量传感器、硫化氢浓度传感器、氨气浓度传感器；

10、所述执行单元包括：风扇电机驱动控制模块、灯光控制继电器、屏幕显示控制模块。

11、优选地，所述控制单元，选用stm32控制芯片，此控制芯片内置ad转换器。

12、优选地，所述温湿度传感器，选用htmrs03温湿度芯片，其sda引脚与所述控制单元的pa6引脚连接，通过总线协议将采集到温湿度数据传输至控制单元的stm32。

13、优选地，所述空气质量传感器，用于检测地窖内气体中二氧化碳和甲醛浓度，选用sgp30多气体传感器芯片，其sda引脚连接stm32的pb7连接，scl引脚连接stm32的pb6引脚；sgp30通过iic协议将采集到的二氧化碳含量浓度传输至控制单元的stm32。

14、优选地，所述硫化氢浓度传感器选用mq136硫化氢气体传感器、氨气浓度传感器选用mq137特殊气体传感器；

15、所述硫化氢浓度传感器、氨气浓度传感器采集地窖内硫化氢、氨气浓度，采集数据信号为模拟信号；

16、所述硫化氢浓度传感器连接stm32的pco引脚；

17、所述氨气浓度传感器连接stm32的pc1引脚；

18、stm32内置ad转换器，采集到的模拟信号转换成数字信号，进行数据处理。

19、优选地，所述电源模块和稳压模块，所述电源模块为usb供电模块，提供5v电压，所述稳压模块，将电源模块提供的5v电压转换为3.3v。

20、优选地，所述esp8266通信模块，mqtt协议将多传感器数据传输至云服务器并远程控制单片机。

21、优选地，所述执行单元包括：风扇电机驱动控制模块、灯光控制继电器、屏幕显示控制模块；

22、所述风扇电机驱动控制模块的1引脚连接stm32的pc8引脚，2引脚连接stm32的pb13引脚，获取pwm控制信号,3引脚连接stm32的pc9引脚,控制驱动风扇的电机正反转，2引脚连接stm32的pb13引脚，获取pwm控制信号，控制驱动风扇电机转动；

23、所述灯光控制继电器的2引脚连接stm32的pc7引脚，控制照明灯的开闭；

24、所述屏幕显示控制模块连接stm32，实时显示所述传感单元获取的数据。

25、(三)有益效果

26、本技术提供了一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路。具备以下有益效果：

27、本技术提供的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，通过传感单元的传感器配置，可以实现温度、湿度、二氧化碳浓度、甲醛浓度、硫化氢浓度、氨气浓度数据的监测获取；硬件电路中的esp8266通信模块与控制单元连接，并与云服务器进行数据通信，将地窖的监测情况发送至服务器，人员可以通过手机实时观测地窖内温度、湿度、二氧化碳、硫化氢等各项指标的含量浓度以及控制风扇进行通风处理，大大降低了安全风险并且本硬件电路低成本、低功耗、便捷的智能监测。

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【技术保护点】

1.一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，包括：控制单元、采集传感单元、执行单元、ESP8266通信模块、电源模块和稳压模块；

2.根据权利要求1所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述控制单元，选用STM32控制芯片，此控制芯片内置AD转换器。

3.根据权利要求2所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述温湿度传感器，选用HTMRS03温湿度芯片，其SDA引脚与所述控制单元的PA6引脚连接，通过总线协议将采集到温湿度数据传输至控制单元的STM32。

4.根据权利要求3所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述空气质量传感器，用于检测地窖内气体中二氧化碳和甲醛浓度，选用SGP30多气体传感器芯片，其SDA引脚连接STM32的PB7连接，SCL引脚连接STM32的PB6引脚；SGP30通过IIC协议将采集到的二氧化碳含量浓度传输至控制单元的STM32。

5.根据权利要求4所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述硫化氢浓度传感器选用MQ136硫化氢气体传感器、氨气浓度传感器选用MQ137特殊气体传感器；

6.根据权利要求5所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述电源模块和稳压模块，所述电源模块为USB供电模块，提供5V电压，所述稳压模块，将电源模块提供的5V电压转换为3.3V。

7.根据权利要求6所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述ESP8266通信模块，MQTT协议将多传感器数据传输至云服务器并远程控制单片机。

8.根据权利要求6所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，

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【技术特征摘要】

1.一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，包括：控制单元、采集传感单元、执行单元、esp8266通信模块、电源模块和稳压模块；

2.根据权利要求1所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述控制单元，选用stm32控制芯片，此控制芯片内置ad转换器。

3.根据权利要求2所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述温湿度传感器，选用htmrs03温湿度芯片，其sda引脚与所述控制单元的pa6引脚连接，通过总线协议将采集到温湿度数据传输至控制单元的stm32。

4.根据权利要求3所述的一种地窖内气体环境安全监测系统硬件电路，其特征在于，所述空气质量传感器，用于检测地窖内气体中二氧化碳和甲醛浓度，选用sgp30多气体传感器芯片，其sda引脚连接stm32的pb7连接，scl引脚连...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩鸣，王文杰，袁铭键，刘海霞，赵思，阙卉，
申请(专利权)人：浙江理工大学科技与艺术学院，
类型：新型
国别省市：