一种远程低功耗吸顶式实时甲醛监测装置的制作方法

本实用新型涉及智能家居、物联网领域，特别是一种远程低功耗吸顶式实时甲醛监测装置。

背景技术：

室内空气污染是当前人们生活与工作密切相关的问题，人们每日平均有16h在居室内生活与工作，当居室内空气中含有大量的有害物质时会对人体健康产生巨大的影响，尤其是装修材料及家具等释放的甲醛更是具有严重威胁。目前市面上已经有较多的甲醛检测方法：例如手持式甲醛检测仪、甲醛检测试纸等，其存在共同的缺点是人都要每次去现场进行测试且只能测试单次或者某一个时段的甲醛值，无法实现长时间的远程监控。

随着物联网及互联网的高速发展，人们更倾向与远程方便的懒人甲醛监测方法，通过移动终端就能随时随地实时监测甲醛含量，了解居住环境指数。物联网的低功耗技术也为本实用新型的实现提供了条件。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种远程低功耗吸顶式实时甲醛监测装置，具有甲醛环境监测及数据远程传输的功能，可远程实时监控远程监控新装修的家庭、办公场所以及橱柜的甲醛含量变化，以确定可入住时间。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种远程低功耗吸顶式实时甲醛监测装置，包括低功耗处理器单元（1）、甲醛检测单元（2）、温湿度监测单元（3）、低功耗无线网络通信模块（4）、低功耗电源控制及管理模块（5）、聚合物锂电池（6）、锂电池充放电管理单元（7）、充电及数据接口（8）、板载通信天线（9），所述低功耗处理器单元（1）分别与甲醛检测单元（2）、温湿度监测单元（3）、低功耗无线网络通信模块（4）、低功耗电源控制及管理模块（5）、充电及数据接口（8）连接，所述充电及数据接口（8）还经锂电池充放电管理单元（7）、聚合物锂电池（6）与低功耗电源控制及管理模块（5），所述板载通信天线（9）与低功耗无线网络通信模块（4）连接。

在本实用新型一实施例中，所述低功耗处理器单元（1）通过uart接口连接甲醛检测单元（2）和低功耗无线网络通信模块（4）；所述低功耗处理器单元（1）通过i²c接口连接温湿度监测单元（3）。

在本实用新型一实施例中，所述低功耗电源控制及管理模块（5）为低功耗处理器单元（1）、温湿度监测单元（3）、低功耗无线网络通信模块（4）提供dc3.3v电源；所述低功耗电源控制及管理模块（5）为甲醛检测单元（2）提供dc5v电源。

在本实用新型一实施例中，所述低功耗无线网络通信模块（4）为nb-iot模块或者低功耗wifi模块。

在本实用新型一实施例中，所述板载通信天线（9）为板载pcb微带天线或者板载贴片陶瓷天线。

在本实用新型一实施例中，所述低功耗电源控制及管理模块（5）包括自主电源控制单元和电源管理单元，所述自主电源控制单元通过超低功耗定时器独立控制mosfet通断与聚合物锂电池（6）的连接；所述电源管理单元为dc-dc及ldo电源管理模块。

在本实用新型一实施例中，该装置采用吸附式固定方式固定于墙壁、橱壁上。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型具有甲醛环境监测及数据远程传输的功能，可远程实时监控远程监控新装修的家庭、办公场所以及橱柜的甲醛含量变化，以确定可入住时间；且本实用新型同时采用低功耗电源控制技术保证设备的工作待机功耗低于10ua，在电池容量有限情况下有效增加装置的续航时间。

附图说明

图1是本实用新型的内部功能框图。

图2是本实用新型的实施例应用框图。

图3是本实用新型参考安装示意图。

图4是本实用新型实施例低功耗处理器单元电路原理图。

图5是本实用新型实施例甲醛检测单元电路原理图。

图6是本实用新型实施例温湿度监测单元电路原理图。

图7是本实用新型实施例低功耗无线网络通信模块电路原理图。

图8是本实用新型实施例低功耗电源控制及管理模块电路原理图。

图9是本实用新型实施例锂电池充放电管理单元电路原理图。

具体实施方式

为了让本领域一般技术人员更好的理解本实用新型的系统结构，以下结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。

本实用新型的的内部功能框图如图1所示。所述的一种远程低功耗吸附式实时甲醛监测装置包括低功耗处理器单元（1）、甲醛检测单元（2）、温湿度监测单元（3）、低功耗无线网络通信模块（4）、低功耗电源控制及管理模块（5）、聚合物锂电池（6）、锂电池充放电管理单元（7）、充电及数据接口（8）、板载通信天线（9）。

本实用新型的的实施例应用框图如图2所示。如图4所示，本实施例中，所述低功耗处理器器采用32位的cortex-m0+arm处理器efm32hg210f64，采用贴片qfn32封装，具备3个uart串口资源及1个i²c接口资源，uart分别连接甲醛检测单元、低功耗网络通信模块和数据接口单元。

如图3所示，本实用新型装置1可采用3m胶布+磁铁2的方式吸附于天花板、墙壁、壁橱、柜子内壁等3位置。

如图5-7所示，本实施例中，所述的甲醛检测单元采用ze08-ch2o型甲醛检测模组；所述的温湿度检测单元采用ath110；所述的低功耗网络通信模块采用bc26小型化低功耗nb-iot模组；所述的板载通信天线采用贴片陶瓷天线md1506。

图8是本实用新型实施例低功耗电源控制及管理模块电路原理图。

本实施例中，选择3v贴片微型蜂鸣器和1个led灯（分别为红色和绿色）作为声光提醒单元；如图9所示，所述的锂电池充放电管理单元基于tp4056低成本充放电管理芯片实现；所述的充电及数据接口基于串口转usb电路基于ch340芯片实现；所述的聚合物锂电池采用可充电的3000mah锂聚合物电池。

本实用新型的具体工作原理如下：装置开机后，会有1个滴声的声音提醒，随后开机设备第一次开机会进行约3分钟的初始化预热，预热后甲醛检测单元和温湿度检测单元分别进行甲醛检测值和温湿度参数采集，采集数据后传输给低功耗处理器，处理器通过adc接口进行电池电压的采集换成成电池电量信息，随后将甲醛检测值、温湿度值、电池电量值及时间信息按照特殊的数据协议封装发送给nb-iot模组发到云端服务器；用户通过app或者小程序远程查看甲醛及环境参数变化。由于环境参数及甲醛变化是较为缓慢的过程，为降低功耗及延长装置使用时间，第一次预热结束后装置每2分钟进行一次数据采集，定时10分钟上报一次含有时间信息的甲醛检测值、温湿度值和电池电量值；通过低功耗电源控制来控制装置工作时间。若装置没电需充电时：通过5v适配器接usb转micro-usb数据线给设备充电，充电时led灯亮红色，充满电led变为绿色。若装置需要导出数据信息：通过usb转micro-usb数据线连接pc进行数据导出及软件版本的更新。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。