CN209447300U - 空气监控*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气监控***，包括了主控模块、温湿度传感模块、烟雾监测模块、空气质量监测模块、GSM通信模块、显示模块、声光报警模块和按键模块。本***能够实时监测环境中温湿度、空气监测，PM2.5含量，烟雾及煤气浓度监测等，不仅具备报警功能，还有日常的家居室内或监测区域环境空气监测功能，且能够让用户时刻了解室内空气质量，温湿度等，从而良好应对存在问题进行应对，预防不安全因素。

Description

空气监控***

技术领域

本实用新型涉及一种空气监控***，特别是涉及到一种基于GSM短信功能的家居空气监控***。

背景技术

随着人们生活水平和防火意识的提高，家居安全越来越受到重视。越来越多的人开始关注居住环境的质量，室内温湿度，烟雾煤气浓度，PM2.5等一系列环境质量参数正成为人们的关注点，如何了解室内居住环境空气质量，以及根据对应具体参数做出应对办法已成为当代社会发展下，改善生活质量的重要问题。

目前国内监控报警装置的发展趋势主要有两个方面，一种是远程报警装置设计，另一种是多种种类探测器及探测技术，不同的探测器能够发出不同的报警信号以达到安全防范需要。中国实用新型专利说明书CN206773870U公开了一种家居安全报警***，***包括防盗报警单元、火灾报警单元和煤气泄漏报警单元，运用了多个探测器，不同探测器发出不同报警，该***只具备报警功能，不具备日常的家居室内环境空气监测功能，用户无法时刻了解室内空气质量、温湿度等，且此***实现成本相对更高。

发明内容

发明目的：本实用新型要解决的技术问题是提供一种空气监控***，能够实时监测环境中温湿度、空气监测、PM2.5含量、烟雾及煤气浓度，当某一项具体参数指标超过阈值发生声光报警声，并向用户发送报警短信，在未达到阈值的正常状态下，该***时刻检测着室内空气各项指数包括温湿度等，并定时将检测数据以及对应的参考解决办法以短信的形式发送到住户手机，如：湿度80％，湿度过高，建议使用空调的除湿功能等信息。该实用新型通过使用无线GSM通讯和传感器技术，将家庭中或者某个监测区域中的异常情况及时发送短信以提醒用户，以此做出正确的防范措施，避免不及时应对而造成的可控损失。

技术方案：本实用新型所述的空气监控***，***包括：

主控模块，整体控制所述的***，并与***其他模块进行数据的传输和处理；

温湿度传感模块，与主控模块连接，用于采集温度和湿度参数，并将参数传输给主控模块；

烟雾监测模块，与主控模块连接，用于采集空气中烟雾和可燃气体的浓度，并将数据传输给主控模块；

空气质量监测模块，与主控模块连接，用于采集空气中PM2.5的含量，将数据传输给主控模块；

GSM通信模块，与主控模块连接，受主控模块控制进行短信息传输；

显示模块，与主控模块连接，用于显示***各模块的工作情况；

声光报警模块，与主控模块连接，包括了LED灯和蜂鸣器，用于在出现异常情况时用灯光和声音提醒用户；

按键模块，与主控模块连接，用户通过按键控制所述的温湿度传感模块、烟雾监测模块、空气质量监测模块和GSM通信模块的工作状态。

进一步的，所述的主控模块为STC89C52芯片。

进一步的，所述的温湿度传感模块为DHT11数字温湿度传感器。

进一步的，所述的烟雾监测模块包括了MQ-2烟雾浓度传感器和ADC0832模数转换芯片。

进一步的，所述的空气质量监测模块包括了GP2Y1010AU0F粉尘传感器和ADC0832模数转换芯片。

进一步的，所述的GSM通信模块为TC35i通信模块。

进一步的，所述的显示模块为LCD12864液晶显示模块。

进一步的，所述的按键模块包括4个按键。

有益效果：本***能够实时监测环境中温湿度、空气监测，PM2.5含量，烟雾及煤气浓度监测等不仅具备报警功能，还有日常的家居室内或监测区域环境空气监测功能，且能够让用户时刻了解室内空气质量，温湿度等，本***对比现有技术的其他优点还有：

(1)成本低，稳定性好，装置体积小，功能可拓展性高，可根据客户需要添加不同功能模块；

(2)采用TC35i作为短信发送端，抗干扰能力强的同时也具有较远的传输距离；

(3)数据采集使用MQ-2烟雾浓度传感器、DHT11温湿度传感器、GP2Y1010AU0F粉尘传感器，实时准确性较高；

(4)通过短信实时反映居住环境情况和具体应对解决办法，有利于引导用户对自身居住环境的维护，更具有现实的社会价值。

附图说明

图1是本***的整体结构图；

图2是主控模块电路连接图；

图3是MQ-2烟雾浓度传感器电路连接图；

图4是DHT11数字温湿度传感器电路连接图；

图5是GP2Y1010AU0F粉尘传感器电路连接图；

图6是LCD12864液晶显示模块电路连接图；

图7是模数转换模块ADC0832芯片电路连接图；

图8是声光报警模块工作电路连接图；

图9是按键模块工作电路连接图；

图10是GSM通信模块TC35i电路连接图。

具体实施方式

如图1所示，本***主要包括主控模块、温湿度传感模块、烟雾监测模块、空气质量监测模块、GSM通信模块、显示模块、声光报警模块和按键模块，实施例中采用的具体器件有STC89C52单片机、DHT11数字温湿度传感器、MQ-2烟雾浓度传感器、GP2Y1010AU0F灰尘传感器、LCD12864显示模块、ADC0832数模转换模块、LED灯、蜂鸣器以及TC35I通讯模块等。***中主要实现的功能有火灾监测、可燃气体的监测及家居生活环境的空气质量、温湿度监测，以无线通信数据模块TC35i作为通讯电路主要器件构建GSM短信报警模块，将单片机STC89C52芯片、LCD12864液晶显示屏、DHT11温湿度传感器、MQ-2烟雾传感器、PM2.5监测模块相结合，实现实时监测家庭中温湿度和空气质量，以及烟雾和煤气浓度等。各器件具体的连接方式如下：

本***采用STC89C52芯片作为主控模块，此芯片使用经典的MCS-51内核，具有低功耗、高性能的优点，芯片有40个外部的引脚。电路连接图如图2所示，其中单片机最小***包括三部分，分别是电源电路、时钟电路、复位电路。单片机的40引脚、31引脚在工作中接+5V电源，20引脚接电源地。单片机工作时需要时钟电路产生时钟信号，19引脚和18引脚分别接在晶振的两个引脚上，然后每个引脚再各自接一个微调电容，另一端共同接地。9引脚是RST复位输入脚，当单片机开始工作后，时钟电路也开始工作，当RST引脚出现2个机器周期以上的高电平时，***就会自动复位。此芯片的复位方式还有按键手动复位方式，具体连接方式也在上图中有所体现，当按下按键，RST端出现高电平从而使单片机复位。

MQ-2烟雾传感器是模拟量输出传感器，它的工作原理是利用传感器监测待测环境中气体的浓度，通过将监测到的空气中烟雾和可燃气体的浓度转换化成电压信号，这个电压信号就是传感器直接产生的模拟量，而后将生成的模拟量传输给A/D转换电路，从而将模拟量转换成数字量后再传输给单片机，然后单片机负责实现数据处理等工作。MQ-2烟雾传感器正是凭借其能检测环境中烟雾浓度这个功能，从而可以实现火灾防范。其工作连接电路如图3所示，MQ-2烟雾传感器共有4个引脚，在接入工作电路时，分别将传感器的引脚接5V电源正极、电源负极、模拟量电压输出端。由于所选器件是模拟量输出，内部不带ADC模块，所以外部还需外接ADC模块进行模数转换。将AO模拟电压输出端连接到ADC0832的第3引脚CH1，实现工作时的模数转换。

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，该模块应用了专用的数字模块温湿度采集技术和温湿度传感器技术，因此模块可以实现同时采集温度和湿度两个环境参数，从而确保模块可靠性极高，长期稳定性能优越的优点。其工作连接电路如图4所示，DHT11传感器共有4个引脚，引脚1为VDD电源引脚，连接3-5.5V电源；第2引脚为DATA引脚，也是模块的单总线，负责串行数据，连接到单片机的24引脚；第3引脚为NC空脚和第4引脚为GND脚共同接地。

空气质量监测模块采用了GP2Y1010AU0F粉尘传感器，其工作连接电路如图5所示，粉尘传感器工作时需要外接一个150欧姆的电阻、220uF的电容和三极管。S-GND、LED-GND和VCC分别连接GND和5V电源，V-LED接150欧姆的电阻再接到5V电源上，V-LED和LED-GND分别接到220uF的电容正负极，VO是数据输出端，连接到数模转换ADC0832模块的第2引脚CH0，单片机35引脚接个1K欧姆的电阻再接到三极管基极，三极管集电极连接LED端。电路工作时，单片机通过三极管放大驱动传感器内部的LED。

本***的显示模块主要用来显示各个传感器和TC35I的工作情况，采用LCD12864。其自带中文字库，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块。模块显示分辨率为128×64，其内部内置8192个16*16点汉字和128个16*8点ASCII字符集。LCD12864工作连接电路如图6所示。

模数转换模块采用ADC0832，它是一种8位逐次比较型芯片，有8位分辨率、双通道A/D转换芯片。可以直接与单片机数据线相连，ADC0832芯片工作连接电路如图7所示。

声光报警模块的电路图如图8所示，为了能够达到醒目的作用，包括了LED灯和蜂鸣器两部分组成，蜂鸣器采用了无源蜂鸣器。当传感器监测到的值达到设置好的阈值时，单片机发出报警指令，实现LED灯闪烁、蜂鸣器报警以提醒用户室内异常，异常情况包括火灾、可燃气体泄露、湿度过高等。

按键模块的电路图如图9所示，按键电路模块有4个按键，每个按键分别与单片机主控电路的第P10，P11，P12，P13引脚相连，分别实现控制温湿度传感器模块，MQ-2烟雾传感器模块，粉尘传感器模块，GSM短信模块的工作状态，实现对应模块的工作与不工作两种状态的切换。

通信模块采用TC35i通信模块，该模块是一种工业级GSM模块，共有40个引脚，引脚连接器ZIF(零阻力插座)将这40个引脚全部引出。在通常情况下，40个引脚划共分为五个部分，分别是：电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。其中SIM卡部分引脚在此模块中是比较重要的，TC35i模块通过使用外接SIM卡来实现短信息的传输。如图10所示，TC35i的引脚1，2分别接单片机的P30和P31，3引脚接地。

本***涉及的软件部分，可以使用C语言进行编写，针对不同的用户需求，可对各模块及***功能进行详细开发。***运行主程序第一步是对硬件进行***初始化，各个传感器的开始进行数据的采集和处理，并且控制TC35i通讯模块、显示模块及声光报警。该***程序主要以循环为主，一直不间断的监测并判断周围环境的烟雾浓度、温湿度、可燃气体浓度。

该***具体实用时能够实时监测环境中温湿度、空气监测、PM2.5含量、烟雾及煤气浓度，当某一项具体参数指标超过阈值发生声光报警声，并向用户发送报警短信，在未达到阈值的正常状态下，该***时刻检测着室内空气各项指数包括温湿度等，并定时将检测数据以及对应的参考解决办法以短信的形式发送到住户手机，如：湿度80％，湿度过高，建议使用空调的除湿功能等信息。

Claims (8)

1.一种空气监控***，其特征在于，***包括：

主控模块，整体控制所述的***，并与***其他模块进行数据的传输和处理；

温湿度传感模块，与主控模块连接，用于采集温度和湿度参数，并将参数传输给主控模块；

烟雾监测模块，与主控模块连接，用于采集空气中烟雾和可燃气体的浓度，并将数据传输给主控模块；

空气质量监测模块，与主控模块连接，用于采集空气中PM2.5的含量，将数据传输给主控模块；

GSM通信模块，与主控模块连接，受主控模块控制进行短信息传输；

显示模块，与主控模块连接，用于显示***各模块的工作情况；

声光报警模块，与主控模块连接，包括了LED灯和蜂鸣器，用于在出现异常情况时用灯光和声音提醒用户；

按键模块，与主控模块连接，用户通过按键控制所述的温湿度传感模块、烟雾监测模块、空气质量监测模块和GSM通信模块的工作状态。

2.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的主控模块为STC89C52芯片。

3.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的温湿度传感模块为DHT11数字温湿度传感器。

4.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的烟雾监测模块包括了MQ-2烟雾浓度传感器和ADC0832模数转换芯片。

5.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的空气质量监测模块包括了GP2Y1010AU0F粉尘传感器和ADC0832模数转换芯片。

6.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的GSM通信模块为TC35i通信模块。

7.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的显示模块为LCD12864液晶显示模块。

8.根据权利要求1所述的空气监控***，其特征在于：所述的按键模块包括4个按键。