一种室内环境监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种室内环境监测装置，包括环境检测模块、控制模块和用于监控室内环境的手机，所述环境检测模块包括无线微控制器，所述无线微控制器的输入端接有温湿度传感器、粉尘传感器和A/D转换电路，所述A/D转换电路的输入端接有甲醛检测单元和电磁辐射检测单元，所述控制模块包括单片机、液晶触摸屏、无线通信模块和Ethernet扩展板模块，所述单片机的输入端接有红外人体感应模块，所述单片机的输出端接有继电器模块和语音模块，所述继电器模块包括隔离模块和继电器组，所述语音模块包括语音电路和扬声器。本实用新型设计结构简单、成本低、操作方便，保持室内环境的适宜性和舒适性，节约能源，实用性强。
【专利说明】
一种室内环境监测装置
技术领域
[0001 ]本实用新型属于室内环境监测技术领域，具体涉及一种室内环境监测装置。【背景技术】
[0002]随着国家经济的迅速发展，民众的生活水平也在逐渐地提高，城市建设水平的不断增长，各种高楼大厦拔地而起，民众对城市里的房子需求也是逐渐增加，由于空气环境的污染，民众在居住舒适的同时，也开始将目光投向住房内的环境质量。环境质量的好坏与民众的身体健康息息相关，根据中国疾病预防控制中心统计，近年来因室内空气污染引发的肺癌、白血病、不孕、胎儿畸形、皮肤癌、鼻癌、咽喉癌等病症屡见不鲜。而且儿童比成年人更容易受到室内空气污染的危害，室内环境的污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”，也成为了全世界各国共同关注的问题，加上全国各地雾霾的笼罩，开窗户来改善室内环境更是一种不切实际的做法，因此，有效对室内环境进行监测并对环境进行改善成了各大业主关注的重中之重。如果能够实现对室内环境的实时检测，并且能够将结果在手机上显示出来， 根据结果远程来手动或者自动地开启相应的家用电器，实现对某个室内环境质量的监测与改善。这样，业主回家就能享受到洁净、舒适的环境，而不是回到家就遭受不理想的室内环境所带来的折磨与煎熬。目前现有的检测设备虽然能检测并且显示出室内环境的相关参数值，但是需要人近距离的查看，并且根据检测出的相关参数值人为地打开相应的家用电器， 实现起来繁琐，不太人性化，并且也不太符合节能环保的目的；再者，室内环境的监测往往是某一个区域，不能做到全面整体的监测，所以监测数据具有片面性，另外，随着家用电器数量的增多，电器均产生不同的辐射、静电等结合尘埃粒子霉菌、病毒等随空气流动而污染室内环境，进一步危害人们的身体健康。因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、安装方便、成本低、设计合理的室内环境监测装置，该装置控制简单，操作方便，既能保持室内环境的适宜性和舒适性，又能节约能源。【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种室内环境监测装置，其设计新颖合理，结构简单、成本低、操作方便，既能保持室内环境的适宜性和舒适性，又能节约能源，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种室内环境监测装置，其特征在于:包括设置在室内的环境检测模块、用于调节室内环境的控制模块和用于监控室内环境的手机，所述环境检测模块包括无线微控制器，所述无线微控制器的输入端接有温湿度传感器、粉尘传感器和A/D转换电路，所述A/D转换电路的输入端接有甲醛检测单元和电磁辐射检测单元，所述甲醛检测单元包括甲醛传感器和与甲醛传感器输出端相接的甲醛信号调理电路，所述电磁辐射检测单元包括电磁传感器和与电磁传感器输出端相接的电磁信号调理电路，所述甲醛信号调理电路和电磁信号调理电路的输出端均与A/D转换电路的输入端相接;所述控制模块包括单片机以及与单片机相接的液晶触摸屏、无线通信模块和用于与手机进行无线通信的Ethernet扩展板模块，所述单片机的输入端接有红外人体感应模块，所述单片机的输出端接有继电器模块和语音模块，所述继电器模块包括隔离模块和与隔离模块输出端相接的继电器组，所述语音模块包括语音电路和与语音电路输出端相接的扬声器，所述隔离模块和语音电路的输入端均与单片机的输出端相接，所述无线微控制器与无线通信模块进行无线数据传输，所述环境检测模块的数量为一个或两个以上。
[0005]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:还包括布设在室内且用于调节室内环境的执行模块，所述执行模块包括空调、加湿器和空气净化器，所述空调、加湿器和空气净化器均与继电器组连接。
[0006]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述温湿度传感器为SHT11温湿度传感器，所述粉尘传感器为GP2Y1010F35粉尘传感器。
[0007]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述A/D转换电路包括芯片ICL7106。 [〇〇〇8] 上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述甲醛传感器为CH20/C-10甲醛传感器，所述甲醛信号调理电路包括运放AD620。
[0009]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述电磁传感器包括EP330电磁探头，所述电磁信号调理电路包括运放0P07。
[0010]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述红外人体感应模块包括RE200B 传感器和芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引脚与RE200B传感器的S引脚相接，所述芯片BISS0001的第15引脚分三路，一路与电容C14的一端相接，另一路与电阻R22的一端相接，第三路经串联的电阻R20和电容C17接地;所述芯片BISS0001的第16引脚分三路，一路与电阻R22的另一端相接，另一路与电容C14的另一端相接，第三路与电容C36的一端相接;所述芯片BISS0001的第13引脚分三路，一路与电阻R21的一端相接，另一路与电容C15的一端相接，第三路经电阻R23与电容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第12引脚分两路，一路与电阻R21的另一端相接，另一路与电容C15的另一端相接;所述芯片BISS0001的第2引脚经电阻R6与单片机相接。
[0011]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述隔离模块包括光电耦合器。
[0012]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述语音电路包括芯片ISD4004，所述扬声器为扬声器LSI，所述芯片ISD4004的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第24引脚、第25引脚和第28引脚均与单片机相接，芯片ISD4004的第13引脚经电容C37与扬声器LSI的一端相接，所述扬声器LSI的另一端接地。
[0013]上述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述单片机为Arduino Uno单片机， 所述无线微控制器包括芯片CC2530,所述无线通信模块为Zigbee无线通信模块。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:[〇〇15]1、本实用新型通过设置Ethernet扩展板模块，实现与业主手机的无线通信，即可实时监控室内的环境状态，又可远程操作调节室内环境，减少人工操作，简单方便。
[0016]2、本实用新型通过设置温湿度传感器、粉尘传感器、甲醛检测单元和电磁辐射检测单元，分别对室内的温湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度进行实时检测，并将检测的环境数据发送给无线微控制器，无线微控制器经过无线通信模块发送至单片机，实现环境数据的无线传输，解决了有线连线的复杂性和人工布设的繁杂度，使用效果好。
[0017]3、本实用新型通过设置控制模块，单片机通过液晶触摸屏实现对检测数据的实时显示，方便查看，当室内的温湿度值、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度大于预先设定的温湿度阈值、粉尘浓度阈值、甲醛浓度阈值和电磁强度阈值时，单片机通过隔离模块控制继电器组的常开触点闭合，继电器组常开触点的闭合启动执行模块的工作，实现自动调节室内环境，同时通过语音模块报警提示;业主还通过手机可以发送对执行模块的控制命令，实现远程手动调节室内环境的，确保业主生活环境适宜，电路简单，便于推广使用。
[0018]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单、成本低、操作方便，既能保持室内环境的适宜性和舒适性，又能节约能源，实用性强，便于推广使用。
[0019]下面经附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0021]图2为本实用新型环境检测模块的电路原理框图。[〇〇22]图3为本实用新型红外人体感应模块的电路原理图。
[0023]图4为本实用新型语音电路和扬声器的电路连接关系示意图。[〇〇24]附图标记说明:[0〇25] 1 一单片机；2—环境检测模块；2-1 —温湿度传感器；[〇〇26] 2-2—粉尘传感器；2-3 —甲醛传感器；2-4 —甲醛信号调理电路；[〇〇27] 2-5—电磁传感器；2-6—电磁信号调理电路；[〇〇28] 2-7—A/D转换电路；2-8—无线微控制器；3—无线通信模块；[〇〇29]4 一红外人体感应模块；5—Ethernet扩展板模块；[0〇3〇]6 一手机；7—液晶触摸屏；8 一隔尚模块；
[0031]9—继电器组；10—空调；11 一加湿器；[〇〇32]12—空气净化器；13-1—语音电路；13-2—扬声器。【具体实施方式】
[0033]如图1和图2所示，本实用新型包括设置在室内的环境检测模块2、用于调节室内环境的控制模块和用于监控室内环境的手机6,所述环境检测模块2包括无线微控制器2-8,所述无线微控制器2-8的输入端接有温湿度传感器2-1、粉尘传感器2-2和A/D转换电路2-7,所述A/D转换电路2-7的输入端接有甲醛检测单元和电磁辐射检测单元，所述甲醛检测单元包括甲醛传感器2-3和与甲醛传感器2-3输出端相接的甲醛信号调理电路2-4,所述电磁辐射检测单元包括电磁传感器2-5和与电磁传感器2-5输出端相接的电磁信号调理电路2-6,所述甲醛信号调理电路2-4和电磁信号调理电路2-6的输出端均与A/D转换电路2-7的输入端相接;所述控制模块包括单片机1以及与单片机1相接的液晶触摸屏7、无线通信模块3和用于与手机6进行无线通信的Ethernet扩展板模块5,所述单片机1的输入端接有红外人体感应模块4,所述单片机1的输出端接有继电器模块和语音模块，所述继电器模块包括隔离模块8和与隔离模块8输出端相接的继电器组9,所述语音模块包括语音电路13-1和与语音电路13-1输出端相接的扬声器13-2,所述隔离模块8和语音电路13-1的输入端均与单片机1的输出端相接，所述无线微控制器2-8与无线通信模块3进行无线数据传输，所述环境检测模块2的数量为一个或两个以上。
[0034]如图1所示，本实施例中，还包括布设在室内且用于调节室内环境的执行模块，所述执行模块包括空调10、加湿器11和空气净化器12,所述空调10、加湿器11和空气净化器12 均与继电器组9连接。[〇〇35] 本实施例中，所述温湿度传感器2-1为SHT11温湿度传感器，所述粉尘传感器2-2为 GP2Y1010F35粉尘传感器。[〇〇36] 本实施例中，所述A/D转换电路2-7包括芯片ICL7106。[〇〇37] 本实施例中，所述甲醛传感器2-3为CH20/C-10甲醛传感器，所述甲醛信号调理电路2-4包括运放AD620。[〇〇38] 本实施例中，所述电磁传感器2-5包括EP330电磁探头，所述电磁信号调理电路2-6 包括运放0P07。[〇〇39] 如图3所示，本实施例中，所述红外人体感应模块4包括RE200B传感器和芯片 BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引脚与RE200B传感器的S引脚相接，所述芯片BISS0001 的第15引脚分三路，一路与电容C14的一端相接，另一路与电阻R22的一端相接，第三路经串联的电阻R20和电容C17接地;所述芯片BISS0001的第16引脚分三路，一路与电阻R22的另一端相接，另一路与电容C14的另一端相接，第三路与电容C36的一端相接;所述芯片BISS0001 的第13引脚分三路，一路与电阻R21的一端相接，另一路与电容C15的一端相接，第三路经电阻R23与电容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第12引脚分两路，一路与电阻R21的另一端相接，另一路与电容C15的另一端相接;所述芯片BISS0001的第2引脚经电阻R6与单片机1相接。
[0040]实际接线中，所述芯片BISS0001的第3引脚与电阻R5的一端相接，所述芯片 BISS0001的第4引脚分两路，一路与电阻R5的另一端相接，另一路经电容C2接地;所述芯片 BISS0001的第6引脚与电阻R4的一端相接，所述芯片BISS0001的第5引脚分两路，一路与电阻R4的另一端相接，另一路经电容C1接地。
[0041]本实施例中，所述隔离模块8包括光电親合器。
[0042]如图4所示，本实施例中，所述语音电路13-1包括芯片ISD4004,所述扬声器13-2为扬声器LSI，所述芯片ISD4004的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第24引脚、第25引脚和第28引脚均与单片机1相接，芯片ISD4004的第13引脚经电容C37与扬声器LSI的一端相接，所述扬声器LSI的另一端接地。[0〇43]本实施例中，所述单片机1为Arduino Uno单片机，所述无线微控制器2-8包括芯片 CC2530,所述无线通信模块3为Zigbee无线通信模块。
[0044]本实用新型使用时，通过液晶触摸屏7预先设定温度阈值、湿度阈值、粉尘浓度阈值、甲醛浓度阈值和电磁强度阈值，温湿度传感器2-1实时检测室内的温湿度并将采集到的温湿度发送至无线微控制器2-8，粉尘传感器2-2实时检测室内的粉尘浓度并将采集到的粉尘浓度发送至无线微控制器2-8，甲醛传感器2-3实时检测室内的甲醛浓度并将采集到的甲醛信号通过甲醛信号调理电路2-4处理，之后将甲醛信号发送给A/D转换电路2-7进行模数转换传输至无线微控制器2-8,电磁传感器2-5实时检测室内的电磁信号并将采集到的电磁信号通过电磁信号调理电路2-6进行处理，之后将电磁信号发送给A/D转换电路2-7进行模数转换传输至无线微控制器2-8,无线微控制器2-8将接收到的温湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度等室内的环境数据通过无线通信模块3发送至单片机1，单片机1将接收到的温湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度等室内的环境数据分别与预先设定的温度阈值、湿度阈值、粉尘浓度阈值、甲醛浓度阈值和电磁强度阈值进行比较，当温湿度传感器2-1采集到的温度大于预先设定的温度阈值时，单片机1通过隔离模块8控制继电器组9的常开触点闭合，继电器组9常开触点闭合接通空调10的工作电源，空调10开始工作为室内进行降温；当温湿度传感器2-1采集到的湿度小于湿度阈值，单片机1通过隔离模块8控制继电器组9的常开触点闭合，继电器组9常开触点闭合接通加湿器11的工作电源，加湿器11开始工作为室内加湿，让业主处于适宜的湿度抑制病菌的产生和传播，提高人体的免疫力；当粉尘传感器2-2检测到的粉尘浓度大于预先设定的粉尘浓度阈值或单片机1接收到的甲醛浓度大于预先设定的甲醛浓度阈值时，单片机1通过隔离模块8控制继电器组9的常开触点闭合，继电器组 9常开触点闭合接通空气净化器12的工作电源，空气净化器12开始工作将室内的粉尘和甲醛进行吸附或分解，保持室内的清洁度；当单片机1接收到的电磁强度大于预先设定的电磁强度阈值时，单片机1控制语音电路13-1工作，通过扬声器13-2进行语音提示，提醒业主远离电磁辐射强度较大的区域，保护自身的安全;红外人体感应模块4实时检测人体红外信号并将采集到的人体红外信号发送给单片机1，当红外人体感应模块4未采集到的人体红外信号(即室内无人时)，单片机1通过隔离模块8控制继电器组9的常开触点断开，切断空调10、 加湿器11和空气净化器12的工作电源，降低待机消耗的电能。
[0045]另外，单片机1控制语音电路13-1对语音信号进行处理后至扬声器13-2,通过扬声器13-2能够对温度、湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度进行语音播报，液晶触摸屏7能够对温度、湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度进行实时显示，并且单片机1通过Ethernet扩展板模块5将所采集到的温度、湿度、粉尘浓度、甲醛浓度和电磁强度发送给业主随身携带的手机6,使业主能随时监控室内状态，便于业主通过手机6远程手动操作调节室内的环境， 使业主外出回家继续可享受到洁净和舒适的环境。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种室内环境监测装置，其特征在于:包括设置在室内的环境检测模块(2)、用于调 节室内环境的控制模块和用于监控室内环境的手机(6)，所述环境检测模块(2)包括无线微 控制器(2-8)，所述无线微控制器(2-8)的输入端接有温湿度传感器(2-1)、粉尘传感器(2-2)和A/D转换电路(2-7 )，所述A/D转换电路(2-7)的输入端接有甲醛检测单元和电磁辐射检 测单元，所述甲醛检测单元包括甲醛传感器(2-3)和与甲醛传感器(2-3)输出端相接的甲醛 信号调理电路(2-4)，所述电磁辐射检测单元包括电磁传感器(2-5)和与电磁传感器(2-5) 输出端相接的电磁信号调理电路(2-6)，所述甲醛信号调理电路(2-4)和电磁信号调理电路 (2-6)的输出端均与A/D转换电路(2-7)的输入端相接;所述控制模块包括单片机(1)以及与 单片机(1)相接的液晶触摸屏(7)、无线通信模块(3)和用于与手机(6)进行无线通信的 Ethernet扩展板模块(5)，所述单片机(1)的输入端接有红外人体感应模块(4)，所述单片机 (1)的输出端接有继电器模块和语音模块，所述继电器模块包括隔离模块(8)和与隔离模块 (8)输出端相接的继电器组(9)，所述语音模块包括语音电路(13-1)和与语音电路(13-1)输 出端相接的扬声器(13-2)，所述隔离模块(8)和语音电路(13-1)的输入端均与单片机(1)的 输出端相接，所述无线微控制器(2-8)与无线通信模块(3)进行无线数据传输，所述环境检 测模块(2)的数量为一个或两个以上。2.按照权利要求1所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:还包括布设在室内且用 于调节室内环境的执行模块，所述执行模块包括空调(10)、加湿器(11)和空气净化器(12)， 所述空调(10)、加湿器(11)和空气净化器(12)均与继电器组(9)连接。3.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述温湿度传感器 (2-1)为SHT11温湿度传感器，所述粉尘传感器(2-2)为GP2Y1010F35粉尘传感器。4.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述A/D转换电路 (2-7)包括芯片 ICL7106。5.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述甲醛传感器(2-3)为CH20/C-10甲醛传感器，所述甲醛信号调理电路(2-4)包括运放AD620。6.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述电磁传感器(2-5)包括EP330电磁探头，所述电磁信号调理电路(2-6)包括运放0P07。7.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述红外人体感应 模块(4)包括RE200B传感器和芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第14引脚与RE200B传感 器的S引脚相接，所述芯片BISS0001的第15引脚分三路，一路与电容C14的一端相接，另一路 与电阻R22的一端相接，第三路经串联的电阻R20和电容C17接地;所述芯片BISS0001的第16 引脚分三路，一路与电阻R22的另一端相接，另一路与电容C14的另一端相接，第三路与电容 C36的一端相接;所述芯片BISS0001的第13引脚分三路，一路与电阻R21的一端相接，另一路 与电容C15的一端相接，第三路经电阻R23与电容C36的另一端相接;所述芯片BISS0001的第 12引脚分两路，一路与电阻R21的另一端相接，另一路与电容C15的另一端相接;所述芯片 BISS0001的第2引脚经电阻R6与单片机(1)相接。8.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述隔离模块(8)包 括光电親合器。9.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述语音电路(13-1)包括芯片ISD4004,所述扬声器(13-2)为扬声器LS1，所述芯片ISD4004的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第24引脚、第25引脚和第28引脚均与单片机(1)相接，芯片ISD4004的第13引脚 经电容C37与扬声器LSI的一端相接，所述扬声器LSI的另一端接地。10.按照权利要求1或2所述的一种室内环境监测装置，其特征在于:所述单片机(1)为 Arduino Uno单片机，所述无线微控制器(2-8)包括芯片CC2530,所述无线通信模块(3)为 Zigbee无线通信模块。
【文档编号】G08C17/02GK205580520SQ201620354204
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】黄梦涛, 胡永才, 韩冰清, 徐妮, 姚帅领, 李钦尧, 张帅, 赵佳美
【申请人】西安科技大学