CN108614081A - 一种分割式空气检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分割式空气检测方法，将待检测区域分割为若干个检测子区域，每个子区域的体积大小可视分割空间的大小和要分割的子区域数目而定，一般每个子区域体积不超过1立方米为宜。每个子区域在空气中静置几分钟后，盖上密封盖，使得每个检测子区域内的气体成分与分割前空气中气体成分一致；在每个检测子区域内布置有气体传感器、温度传感器、湿度传感器、单片机、无线发送模块与锂电池，将传感器获得的数据通过无线发送模块发送给主控制模块，主控制模块将接收到的数据通过无线网卡上传到服务器，终端登录服务器即可查看传感器采集到的数据。本发明不仅提高了整个区域的气体检测精度，还可以反映空间中不同位置的气体浓度差异。
Description
技术领域
本发明属于空气检测技术领域，具体涉及一种分割式空气检测方法。
背景技术
空气污染通常是指:由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。尤其是在矿井下、堆煤场以及装修场所，容易产生大量有害气体、粉尘等有害物质，比如在采煤机截割产尘占综采面截割产尘的55％左右，而且呼吸性粉尘占全部粉尘的50％以上，对人体造成极大伤害。并且随着人们生活水平的逐步提高，人们对室内空气质量要求也越来越高，但是目前的空气检测领域都是用一个设备去检查不同位置的气体浓度，而且测量精度不高。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种分割式空气检测方法，不仅能够应用于多种场所进行空气检测，拓展其应用领域，还能提高测量结果的精度。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种分割式空气检测方法，其包括以下步骤：
A、将待检测区域分割为若干个检测子区域，每个子区域的体积大小可视分割空间的大小和要分割的子区域数目而定，一般每个子区域体积不超过1立方米为宜。每个子区域在空气中静置几分钟后，盖上密封盖，使得每个检测子区域内的气体成分与分割前空气中气体成分一致；
B、在每个检测子区域内布置有气体传感器、温度传感器、湿度传感器、单片机、无线发送模块与锂电池，将气体传感器、温度传感器与湿度传感器获得的对应数据通过单片机控制的无线发送模块发送给主控制模块，主控制模块将接收到的数据通过无线网卡上传到服务器，终端登录服务器即可查看传感器采集到的数据。
所述的分割式空气检测方法，包括子区域气体浓度检测、主控制和云端服务器三个部分。其中，子区域气体浓度检测部分由传感器1、无线发送模块2及单片机3组成；主控制部分由无线接收模块4、主控制模块5及无线网卡6组成；云端服务器部分由服务器7和终端8组成；子区域中的单片机3控制无线发送模块2将传感器采集到的数据发送出去，进而主控制部分的主控模块5通过控制无线接收模块4接收到传感器采集的数据；主控模块5通过无线网卡上传数据到服务器7，终端8通过登录服务器查看数据。
所述的分割式空气检测方法，传感器1包括5个传感器，分别为SO2、NO2、CO气体传感器、温度传感器与湿度传感器。单片机3给传感器模块发送控制信号，控制传感器进行数据采集，传感器采集到的信息通过无线发送模块4发送给主控制模块。主控模块会根据每个传感器采集的不同数据信息自动为每个传感器设置不同的设备ID，以便区别不同传感器发来的数据，最后将数据上传到服务器。
所述的分割式空气检测方法，采用黑金AX545作为主控模块，该主控模块资源丰富，功能强大，采用的是Xilinx的Spartan6系列XC6SLX45-2CSG324 FPGA作为核心处理器，具有丰富的硬件资源和***接口，外部有40pin的接口，可实现IIC、SPI、AD、串口等接入，完全符合各类传感器的接口。较传统气体检测采用ARM作为主控，本发明中的分割式气体检测方法采用FPGA作为主控芯片有着数据处理快，数据并行处理的优势，主控模块同时接收到每个子区域发送过来的信息，这样使得每个子区域的气体浓度值在时间保持一致，更加便于后期的数据比对与处理。
进一步地，所述的终端8为智能手机或电脑。智能手机或电脑登录云服务器便可查看传感器采集到的数据结果。
与传统方法相比，本发明具有如下优点：
本发明提供了一种分割式空气检测方法，将待检测区域进行分割，每个子区域的体积大小可视分割空间的大小和要分割的子区域数目而定，一般每个子区域体积不超过1立方米为宜，待分割完毕后，对每个子区域的气体浓度值进行实时测量，不仅提高了整个区域的气体检测精度，还可以反映空间中不同位置的气体浓度差异，也可以使用户根据具体检测环境进行灵活应用。采用无线网卡与服务器通信方式进行数据传输，不仅数据传输、存储方便，还可通过智能手机和电脑登录服务器随时查看数据，增加了数据查看的实时性。
附图说明
图1为本发明的一种分割式空气检测方法的***框图；
图2为本发明的一种分割式空气检测方法的单个子区域结构图；
图3为本发明的一种分割式空气检测方法的子区域分割示例图；
图4为本发明的一种分割式空气检测方法的多个子区域通过服务器传输数据结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种分割式空气检测方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明中的一种分割式空气检测方法，其包括以下步骤：
A、将待检测区域分割为若干个检测子区域，每个子区域的体积大小可视分割空间的大小和要分割的子区域数目而定，一般每个子区域体积不超过1立方米为宜。每个子区域在空气中静置几分钟后，盖上密封盖，使得每个检测子区域内的气体成分与分割前空气中气体成分一致；
B、在每个检测子区域内布置有气体传感器、温度传感器、湿度传感器、单片机、无线发送模块与锂电池，将气体传感器、温度传感器与湿度传感器获得的对应数据通过单片机控制的无线发送模块发送给主控制模块，主控制模块将接收到的数据通过无线网卡上传到服务器，终端登录服务器即可查看传感器采集到的数据。
所述的分割式空气检测方法，包括子区域气体浓度检测、主控制和云端服务器三个部分。图1展现了该***的具体组成部分，子区域气体浓度检测部分由传感器1、无线发送模块2及单片机3组成；主控制部分由无线接收模块4、主控制模块5及无线网卡6组成；云端服务器部分由服务器7和终端8组成；子区域中的单片机3控制无线发送模块2将传感器采集到的数据发送出去，进而主控制部分的主控模块5通过控制无线接收模块4接收到传感器采集的数据；主控模块5通过无线网卡上传数据到服务器7，终端8通过登录服务器查看数据。
所述的分割式空气检测方法，传感器1包括5个传感器，分别为SO2、NO2、CO气体传感器、温度传感器与湿度传感器。单片机3可采用STC89C52，无线发送模块2和无线接收模块4可采用nRF905无线收发模块，这样，单片机给传感器模块发送控制信号，控制传感器进行数据采集，传感器采集到的信息通过无线发送模块发送给主控制模块。主控模块会根据每个传感器采集的不同数据信息自动为每个传感器设置不同的设备ID，以便区别不同传感器发来的数据，最后将数据上传到服务器。
主控模块可以通过多路AD采集到多个子区域的传感器数据，并将多路数据实时发送到服务器，智能手机和电脑终端可以时刻监视该区域不同位置的气体浓度信息以及变化情况。本发明中每个子区域测量***工作独立，组建随意性较大，可以根据需求增加或者减少子区域的数目，并不会影响其他子区域的工作，测得的每个子区域的数据统一上传到服务器，方便了数据的比对。
每个子区域采用5V锂电池为单片机，传感器，无线发送模块供电；主控制部分直接采用12V电源为主控模块供电，无线接收模块和无线网卡通过主控模块的5V电源输出端进行供电。
采用黑金AX545作为主控模块，该主控模块资源丰富，功能强大，采用的是Xilinx的Spartan6系列XC6SLX45-2CSG324 FPGA作为核心处理器，具有丰富的硬件资源和***接口，外部有40pin的接口，可实现IIC、SPI、AD、串口等接入，完全符合各类传感器的接口。该模块配备有8通道16bit AD采集模块AN706实现多路数据采集和模数转换的功能。该模块主控芯片FPGA有着数据处理快，数据并行处理的优势，主控模块同时接收到每个子区域发送过来的信息，这样使得每个子区域的气体浓度值在时间保持一致，更加便于后期的数据比对与处理。
最终得到的每个子区域的气体浓度信息可以求其平均值来精确估算整个空间的气体浓度，也可以将每个子区域的气体浓度值逐个分析来得到整个空间的气体浓度分布。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (6)
1.一种分割式空气检测方法，其步骤如下：
A、将待检测区域分割为若干个检测子区域，每个子区域的体积大小可视分割空间的大小和要分割的子区域数目而定，一般每个子区域体积不超过1立方米为宜；每个子区域在空气中静置几分钟后，盖上密封盖，使得每个检测子区域内的气体成分与分割前空气中气体成分一致；
B、在每个检测子区域内布置有气体传感器、温度传感器、湿度传感器、单片机、无线发送模块与锂电池，将气体传感器、温度传感器与湿度传感器获得的对应数据通过单片机控制的无线发送模块发送给主控制模块，主控制模块将接收到的数据通过无线网卡上传到服务器，终端登录服务器即可查看传感器采集到的数据。
2.根据权利要求1所述的一种分割式空气检测方法，其特征在于，上述步骤B中的气体传感器为SO2气体传感器、NO2气体传感器与CO气体传感器。
3.根据权利要求1所述的一种分割式空气检测方法，其特征在于，上述步骤B中的主控制模块为黑金AX545。
4.根据权利要求1所述的一种分割式空气检测方法，其特征在于，上述步骤B中的终端为电脑或智能手机。
5.根据权利要求1所述的一种分割式空气检测方法，其特征在于，上述步骤B中的单片机为STC89C52。
6.根据权利要求1所述的一种分割式空气检测方法，其特征在于，上述步骤B中的无线发送模块为nRF905。
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