一种室外空气质量监测装置

本申请属于空气质量监测技术领域，特别是涉及一种室外空气质量监测装置。

背景技术：

近年来，国内汽车的保有量大幅增加，由于汽车尾气导致的空气污染问题日渐严重。传统的室外空气质量监测装置，成本高，数量少，只能在城市中部署少量的监测点，用于提供城市内区域级的空气质量数据。对城市各区域的高密度和全方位覆盖，可以快速发现污染源，对于突发的污染事件才可以达到快速响应和应急排险。

通过室外空气质量监测装置可以绘制整个城市的空气质量监测图，通过对比以往数据，供人们分析空气质量参数的变化来采取相应措施，而现有的室外空气质量监测装置只能用于实时监测，不能实现对历史数据的存储。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

基于通过室外空气质量监测装置可以绘制整个城市的空气质量监测图，通过对比以往数据，供人们分析空气质量参数的变化来采取相应措施，而现有的室外空气质量监测装置只能用于实时监测，不能实现对历史数据的存储的问题，本申请提供了一种室外空气质量监测装置。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种室外空气质量监测装置，包括依次连接的空气质量监测单元、数据传输单元和数据存储单元，所述空气质量监测单元与供电单元相连接，所述数据传输单元与所述供电单元相连接；

所述空气质量监测单元，用于对室外的空气质量进行监测；

所述数据传输单元，用于连接数据存储单元，并将采集的数据传送至数据存储单元；

所述数据存储单元，用于存储数据；

所述供电单元，用于为整个装置提供电能。

可选地，所述供电单元包括太阳能电池，所述空气质量监测单元与所述数据传输单元设置于述太阳能电池上。

可选地，所述数据存储单元设置于后台，所述数据传输单元包括基于蜂窝的窄带物联网模块，所述基于蜂窝的窄带物联网模块将采集到的数据传输至数据存储单元。

可选地，所述空气质量监测单元包括tvoc传感器、pm2.5传感器、二氧化氮传感器和臭氧传感器。

可选地，所述tvoc传感器的监测范围是0～5mg/m³，所述pm2.5传感器的监测范围是0～1000μg/m³，所述二氧化氮传感器的监测范围是0.05～5ppm，所述臭氧传感器的监测范围是10～1000ppb。

可选地，所述数据传输单元包括cpu，所述cpu为stm32处理器。

可选地，还包括usb接口和开关按键。

可选地，所述室外空气质量监测装置长度小于200mm，宽度小于100mm，高度小于30mm。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的一种室外空气质量监测装置的有益效果在于：

本申请提供的室外空气质量监测装置，通过设置数据存储单元保存采集到的空气质量数据，满足使用者调取历史数据进行对比，采取相应的空气治理措施。同时本申请采用太阳能电池进行供电，采用太阳能模块在白天进行充电，实现了昼夜24小时不间断的空气质量监测，具备野外无供电条件下长期运行的能力；所有的电路和传感器都采用低功耗设计，保证电池的消耗和太阳能的补充能够达到动态的平衡；数据通过nb-iot模块传输到后台数据库，保证历史数据的留存；二氧化氮和臭氧作为室外重要的污染物，在此进行了全面监测，获得了更完整的数据，达到了专业设备的监测水平。本申请中的装置成本低，功耗小，满足更多的布点数量，提高空气监测覆盖率，提高数据的连续性，从而获得更加有用的数据，污染溯源更加容易。

附图说明

图1是本申请的室外空气质量监测装置原理示意图；

图2是本申请的室外空气质量监测装置结构示意图；

图中：1-空气质量监测单元、2-数据传输单元、3-数据存储单元、4-供电单元、5-太阳能电池、6-基于蜂窝的窄带物联网模块、7-tvoc传感器、8-pm2.5传感器、9-二氧化氮传感器、10-臭氧传感器、11-cpu、12-usb接口、13-开关按键、14-晶振、15-稳压器芯片、16-闪存芯片。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

rtc就是real-timeclock，原理上说就是主板需要一个电池给南桥里的计时器和cmos部分供电。同时也会给晶振供电使其发出实时时钟为时间提供基准计时。

室内空气品质的研究人员通常把他们采样分析的所有室内有机气态物质称为tvoc，它是volatileorganiccompound三个词第一个字母的缩写，各种被测量的voc被总称为总挥发性有机物tvoc(totalvolatileorganiccompounds)。

tvoc是三种影响室内空气品质污染中影响较为严重的一种。tvoc是指室温下饱和蒸气压超过了133.32pa的有机物，其沸点在50℃至250℃，在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。世界卫生组织(who)、美国国家科学院/国家研究理事会(nas/nrc)等机构一直强调tvoc是一类重要的空气污染物。美国环境署(epa)对voc的定义是:除了一氧化碳，二氧化碳，碳酸，金属碳化物，碳酸盐以及碳酸铵外，任何参与大气中光化学反应的含碳化合物。

目前，传统的高精度空气质量监测设备，主要应用在工业领域和科研领域，数值精准，但是价格昂贵且操作复杂，不适合普通的消费者在家中对于室内的空气质量进行长期连续监测。市场上几十元的手持式监测设备，价格便宜，功能简单，但是数据不全面不稳定不准确，容易对用户产生误导，影响室内人员的生命健康。市场上还有一些个人diy的监测模块，电路裸露在外，没有有效的保护措施，容易导致电路故障，甚至威胁到人身安全。

基于蜂窝的窄带物联网(narrowbandinternetofthings，nb-iot)成为万物互联网络的一个重要分支。nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。nb-iot是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwa)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

参见图1～2，本申请提供一种室外空气质量监测装置，包括依次连接的空气质量监测单元1、数据传输单元2和数据存储单元3，所述空气质量监测单元1与供电单元4相连接，所述数据传输单元2与所述供电单元4相连接；

所述空气质量监测单元1，用于对室外的空气质量进行监测；

所述数据传输单元2，用于连接数据存储单元3，并将采集的数据传送至数据存储单元3；

所述数据存储单元3，用于存储数据；

所述供电单元4，用于为整个装置提供电能。

本申请中通过空气质量监测单元1对空气质量参数数据进行采集后听过数据传输单元2传输至数据存储单元3，使用者可以查看实时数据，同时还可以调取历史数据进行查看比对。这里的数据存储单元3可以设置在装置上，也可以设置在使用者方便查看的位置。

可选地，所述供电单元4包括太阳能电池5，所述空气质量监测单元1与所述数据传输单元2设置于所述太阳能电池5上。

本申请中的空气质量监测装置采用太阳能电池5进行供电，白天进行充电，实现了昼夜24小时不间断的空气质量监测。

可选地，所述数据存储单元3设置于后台，所述数据传输单元2包括基于蜂窝的窄带物联网模块6，所述基于蜂窝的窄带物联网模块6将采集到的数据传输至数据存储单元3。

可选地，所述空气质量监测单元1包括tvoc传感器7、pm2.5传感器8、二氧化氮传感器9和臭氧传感器10。

当然这里的传感器类型可以根据各个区域主要的一些污染物进行选择。

可选地，所述tvoc传感器7的监测范围是0～5mg/m³，所述pm2.5传感器8的监测范围是0～1000μg/m³，所述二氧化氮传感器9的监测范围是0.05～5ppm，所述臭氧传感器10的监测范围是10～1000ppb。

本申请中的各传感器的监测范围在满足室外各参数的监测的同时，功耗最低，成本也比现有的空气质量监测装置低，利于布点数量的增加，可以有针对性地对各个小区域的空气质量进行监测，使用者可以根据数据有目的性地进行空气治理，提高使用者工作效率。

可选地，所述数据传输单元2包括cpu11，所述cpu11为stm32处理器。

可选地，还包括usb接口12和开关按键13。

这里的usb接口12可以外接无线传输模块，usb接口12也可以和数据传输单元2进行连接，通过usb接口12可以将采集的数据传输至其他设备。开关按键13可启动或关闭设备。

可选地，所述室外空气质量监测装置长度小于200mm，宽度小于100mm，高度小于30mm。

本申请涉及的装置尺寸小巧，占用较小的空间，可以在城市区域进行高密度布点。在正常使用条件下，数据采集稳定可靠，可以做到昼夜不停机连续工作。

本申请涉及的装置还包括晶振14、稳压器芯片15和闪存芯片16。

本申请提供的室外空气质量监测装置，通过设置数据存储单元3保存采集到的空气质量数据，满足使用者调取历史数据进行对比，采取相应的空气治理措施。同时本申请采用太阳能电池5进行供电，采用太阳能模块在白天进行充电，实现了昼夜24小时不间断的空气质量监测，具备野外无供电条件下长期运行的能力；所有的电路和传感器都采用低功耗设计，保证电池的消耗和太阳能的补充能够达到动态的平衡；数据通过nb-iot模块传输到后台数据库，保证历史数据的留存；二氧化氮和臭氧作为室外重要的污染物，在此进行了全面监测，获得了更完整的数据，达到了专业设备的监测水平。本申请中的装置成本低，功耗小，满足更多的布点数量，提高空气监测覆盖率，提高数据的连续性，从而获得更加有用的数据，污染溯源更加容易。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。