一种基于GPRS的远程空气测量装置的制作方法

本实用新型涉及远程空气质量监测技术领域，尤其是指一种基于GPRS的远程空气测量装置。

背景技术：

随着人们生活质量的提高，人们希望生活在好的空气质量环境中，所以需要对城市的空气质量进行采集和控制。随着智慧城市在我国的推广，其中空气质量监测是一个重要的开发内容，通过在相关的监测点安装空气质量监测传感器实现对空气PM2.5的测量从而对空气质量进行评价，最后通过网络发送测量的数据到城市服务中心，城市服务中心借助各个节点传回来的空气质量数据对整个城市的空气质量进行评估。由于GPRS通信借助移动互联网进行网络通信，而移动信号覆盖城市的各个角落，所以利用GPRS通信不用专门建立自己的通信网络，直接借助移动网络可以较为方便的获取各个节点的信息。本设计开发出一款基于GPRS的远程空气测量装置，设计了空气质量传感器采集电路，实现对空气PM2.5的测量，并可通过GPRS通信模块传送数据到服务中心。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种基于GPRS的远程空气测量装置，具有互联性好，可靠性高、造价低和制造维护方便等优点。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种基于GPRS的远程空气测量装置，包括：

直流电源模块，用于提供稳定直流电压；

主控制芯片模块，用于接收传感器数据，并进行处理和发送；

空气检测模块，用于对空气质量进行采集；

GPRS通信模块，用于发送空气质量数据到服务中心；

按钮输入模块，用来控制启动和停止；

LED灯输出显示模块，用于对装置的状态进行显示；

其中，所述直流电源模块的输入电源采用2电芯锂电池供电:7.2～8.4V,2200mAh，利用稳压LM1117-3.3V芯片和LM1117-5V芯片为主控制芯片模块、GPRS通信模块和传感器提供电源；所述主控制芯片模块采用STM32F101C8T6芯片，该芯片具有串行通信接口，能够连接GPRS通信模块，同时STM32F101C8T6芯片具有ADC模拟数字接口，能够实现对空气传感器数据的读取；所述空气检测模块采用光学空气质量GP2Y1010AU0F传感器，该传感器输出的模拟电压正比于所测得的粉尘浓度，实现对PM2.5的实时监测；所述GPRS通信模块连接到STM32F101C8T6芯片的串口，从而实现远程网络通信；所述按钮输入模块设计有1路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时能够产生出高低电平；所述LED灯输出显示模块设计有1路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭；所述直流电源模块、空气检测模块、GPRS通信模块、按钮输入模块、LED灯输出显示模块分别与主控制芯片模块一一对应相接。

所述GP2Y1010AU0F传感器的VCC管脚连接电源5V，其VLED管脚经过电阻R2连接电源5V，其VLED管脚经过滤波电容C1连接GND，其LED-GND管脚和S-GND管脚连接GND；所述STM32F101C8T6芯片的PA4管脚经过电阻R1连接三极管8050芯片Q1的基极，该三极管8050芯片Q1的发射极连接GND，其集电极连接GP2Y1010AU0F传感器的LED管脚，以实现对传感器内部LED开关控制；所述GP2Y1010AU0F传感器的Vo管脚经过串联电阻R4和R3连接GND，该电阻R4和R3的公共端实现对Vo管脚输出分压，并连接STM32F101C8T6芯片的PA1/ADC_IN1管脚。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

通过设计空气质量传感器采集电路实现对空气PM2.5的测量，并可通过GPRS通信模块传送数据到服务中心。本实用新型采用高可靠性和低成本的嵌入式芯片作为主控芯片，具有互联性好，可靠性高、造价低和制造维护方便等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

图2为本实用新型的芯片连接图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的基于GPRS的远程空气测量装置，包括：

直流电源模块1，用于提供稳定直流电压；

主控制芯片模块2，用于接收传感器数据，并进行处理和发送；

空气检测模块3，用于对空气质量进行采集；

GPRS通信模块4，用于发送空气质量数据到服务中心；

按钮输入模块5，用来控制启动和停止；

LED灯输出显示模块6，用于对装置的状态进行显示。

其中，所述直流电源模块1的输入电源采用2电芯锂电池供电:7.2～8.4V,2200mAh，利用稳压芯片LM1117-3.3V和LM1117-5V芯片为主控制芯片模块2、GPRS通信模块4和传感器提供电源；所述主控制芯片模块2采用ST公司的STM32F101C8T6芯片，该芯片具有串行通信接口，可以连接GPRS通信模块4，同时STM32F101C8T6芯片具有ADC模拟数字接口，实现对空气传感器数据的读取；所述空气检测模块3采用光学空气质量GP2Y1010AU0F传感器，该传感器具有极低的电流消耗，输出的模拟电压正比于所测得的粉尘浓度，实现对PM2.5的实时监测；所述GPRS通信模块4连接到STM32F101C8T6芯片的串口，从而实现远程网络通信；所述按钮输入模块5设计有1路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，当改变按钮状态时从而产生出高低电平；所述LED灯输出显示模块6设计有1路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。所述直流电源模块1、空气检测模块3、GPRS通信模块4、按钮输入模块5、LED灯输出显示模块6分别与主控制芯片模块2一一对应相接。

如图2所示，GP2Y1010AU0F传感器的VCC(6号管脚)连接电源5V，VLED(1号管脚)经过电阻R2连接电源5V，VLED(1号管脚)经过滤波电容C1连接GND，LED-GND(2号管脚)和S-GND(4号管脚)连接GND；STM32F101C8T6芯片的PA4(14号管脚)经过电阻R1连接三极管8050芯片Q1基极，Q1发射极连接GND，Q1集电极连接GP2Y1010AU0F传感器的LED(3号管脚)实现对传感器内部LED开关控制；GP2Y1010AU0F传感器的Vo(5号管脚)经过串联电阻R4和R3连接GND，电阻R4和R3的公共端实现对Vo(5号管脚)输出分压，并连接STM32F101C8T6芯片的PA1/ADC_IN1(11号管脚)。GPRS通信模块的VDD连接电源3.3V，其GND连接GND，其RXD和TXD分别连接STM32F101C8T6芯片的PA9/USART1_TX(30号管脚)和PA10/USART1_RX(31号管脚)。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。