CN212622497U - 一种网格化空气质量在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种网格化空气质量在线监测装置，包括监测模块和终端显示模块；所述监测模块包括信号终端单元和多个均匀分布在监测区域内的信息采集节点单元；所述信号终端单元设置于监测区域的中心位置；所述信息采集节点单元包括采集子单元和处理子单元；所述采集子单元和处理子单元建立有线连接，所述信号终端单元分别与处理子单元和终端显示模块建立通信连接。本实用新型通过网格化部署大规模的廉价传感器阵列，使空气质量数据的汇集和观察更加灵活方便，实现了低成本、智能化的空气质量监测，能够方便直观的查看所监测到的空气质量数据，同时还能够对每个信息采集节点单元的工作状态进行实时查看，从根本上节约了传感器的能量消耗。

Description

一种网格化空气质量在线监测装置

技术领域

本实用新型属于空气质量监测领域，具体涉及一种网格化空气质量在线监测装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

空气质量监测是指通过特定的空气质量传感器收集数据，经过后台汇总和计算数据，判断分析空气中质量状况的装置。当前的空气质量监测，大多依赖的是定点多时段检测，这种检测***的设计方式一般设备昂贵,并且由于能耗较高所带来的设备维护成本也比较高。

目前传统空气质量监测装置存在以下问题：

1.高精度传感器依赖进口，价格昂贵，不利于大规模检测空气环境；

2.多个传感器之间联动性差，汇集并分析数据的平台不完善；

3.传感器网格化部署后，大规模的数据推演算法和节能算法不够优化。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种网格化空气质量在线监测装置，本实用新型通过网格化部署大规模的廉价传感器阵列，改善了传统空气质量监测的范围小、成本高的问题，通过信号终端单元收集空气质量数据，实现了低成本、智能化的空气质量监测。

根据一些实施例，本实用新型的方案提供了一种网格化空气质量在线监测装置，采用如下技术方案：

一种网格化空气质量在线监测装置，包括监测模块和终端显示模块；

所述监测模块用于采集并处理空气质量数据，包括信号终端单元和多个均匀分布在监测区域内的信息采集节点单元；

所述信号终端单元设置于监测区域的中心位置，便于与其他部件之间的通信连接；

所述信息采集节点单元包括用于采集空气质量数据的采集子单元和用于处理所检测到空气质量数据的处理子单元；所述采集子单元和处理子单元建立有线连接，所述信号终端单元分别与处理子单元和终端显示模块建立通信连接；

所述终端显示模块用于显示空气质量数据的综合分析。

进一步的，所述采集子单元采用气体检测传感器和粉尘检测传感器；所述处理子单元中设置有控制器，所述控制器采用单片机、PLC、DSP或FPGA。

进一步的，所述采集子单元和处理子单元之间的有线连接采用串行接口。

进一步的，所述信息采集节点单元还包括用于显示采集到的空气质量数据的显示子单元和用于提供能量的电源子单元；

进一步的，所述显示子单元采用液晶显示屏；

进一步的，所述电源子单元包括设置在信息采集节点单元内部的锂电池和设置在信息采集节点单元外部的太阳能板，通过设置在信息采集节点单元上的电源切换键实现两种供电模式的自由切换。

进一步的，所述处理子单元内部均设置有通信子单元，用于实现处理子单元和信号终端单元的通信连接。

进一步的，所述信号终端单元采用4G基站天线。

进一步的，所述终端显示模块采用固定设备或便携式移动设备。

进一步的，所述固定设备采用液晶显示屏或电脑，所述便携式移动设备采用手机或平板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过网格化部署大规模的廉价传感器阵列，使空气质量数据的汇集和观察更加灵活方便，改善了传统空气质量监测的范围小、成本高的问题；通过信号终端单元收集空气质量数据，实现了低成本、智能化的空气质量监测；结合终端显示模块对空气质量数据的汇总，能够方便直观的查看所监测到的空气质量数据，同时还能够对每个信息采集节点单元的工作状态进行实时查看，从根本上节约了传感器的能量消耗。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型一种实施例的结构原理图；

图2是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的信号采集节点单元的结构示意图；

其中，1、监测模块，11、信息采集节点单元，12、信号终端单元，2、终端显示模块，101、固定孔，102、固定支架，103、液晶显示屏，104、开关，105、气体检测传感器，106、粉尘检测传感器，107、状态显示栏，108、机壳，109、信号线，110、太阳能板，111、电源切换键。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

网格化空气质量在线监测装置的设计构架是通过网格化部署轻量级的空气质量监测传感器，通过窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,简称NB-IoT)云平台调度各个节点的工作状态，对大气环境质量检测和分析的设备,可在空气质量分析监测领域广泛投入使用,由于装置内部的能耗调控设计和网格化部署的设计，使得经济效益更加明显。

如图1所示的一种网格化空气质量在线监测装置，包括监测模块和终端显示模块；监测模块包括信号终端单元和多个均匀分布在监测区域内的信息采集节点单元；信号终端单元设置于监测区域的中心位置，便于与其他部件之间的通信连接；信息采集节点单元包括用于采集空气质量数据的采集子单元、用于处理所检测到空气质量数据的处理子单元、用于显示采集到的空气质量数据的显示子单元、用于提供能量的电源子单元和用于实现处理子单元和信号终端单元的通信连接的通信子单元；采集子单元和处理子单元建立有线连接，信号终端单元分别与处理子单元和终端显示模块建立通信连接；终端显示模块用于显示空气质量数据的综合分析。

终端显示模块采用固定设备或便携式移动设备所述固定设备采用液晶显示屏或电脑，所述便携式移动设备采用手机或平板。

显示子单元采用液晶显示屏；电源子单元包括设置在信息采集节点单元内部的锂电池和设置在信息采集节点单元外部的太阳能板，通过设置在信息采集节点单元上的电源切换键实现两种供电模式的自由切换。

在本实施例中，采集子单元采用VOC气体检测传感器和GP2Y1051AU0F粉尘检测传感器；处理子单元中的控制器采用单片机；采集子单元和处理子单元之间的有线连接采用串行接口；信号终端单元采用4G基站天线。

具体的，如图2、图3所示，本实用新型主要包括监测模块1和终端显示模块2，监测模块由信号监测单元12和信息采集节点单元11组成。

具体的，信息采集节点单元11包括固定孔101、固定支架102、液晶显示屏103、开关104、气体检测传感器105、粉尘检测传感器106、状态显示栏107、机壳108、信号线109、太阳能板110、和电源切换键111。开关104设置在机壳108的左侧；固定支架102设置在机壳108的上侧，固定支架102中间设置有固定孔101；液晶显示屏103设置在机壳108的上端；气体检测传感器105和粉尘检测传感器106设置在机壳108的中间位置；状态指示栏107设置在机壳108的下端；在信息采集节点单元11的内部设置有电源子单元(说明书附图中没有进行标注)，电源子单元中内置锂电池(说明书附图中没有进行标注)，太阳能板110通过信号线109与内部电源子单元进行连接，机壳108的右侧还设置有用于实现两种供电模式的自由切换的电源切换键111。

本实用新型的具体工作过程为：

所述信息采集节点单元11通过自身的传感器探头(即气体检测传感器105和粉尘检测传感器106)采集所处环境中的PM2.5、PM10、VOC、eCO2、甲醛浓度三维数据；液晶显示屏103显示经过处理器处理后的检测数据的数值和走势、***的状态以及实时时钟。

经过处理器处理后的检测数据通过信息采集节点单元11内部的通信子单元传输给信号终端单元12，经滤波处理去除干扰数据之后,通过智能化算法评估监测值的信息；监测数据经过信号终端单元12处理分析后，以服务的方式推送至终端显示模块2，经后台管理***或微信小程序，用户可以通过信息推送终端2在线登陆软件平台，查看每一台设备的工作状态和所监测的数值。

本实用新型通过网格化部署大规模的廉价传感器阵列，使空气质量数据的汇集和观察更加灵活方便，改善了传统空气质量监测的范围小、成本高的问题；通过信号终端单元收集空气质量数据，实现了低成本、智能化的空气质量监测；结合终端显示模块对空气质量数据的汇总，能够方便直观的查看所监测到的空气质量数据，同时还能够对每个信息采集节点单元的工作状态进行实时查看，从根本上节约了传感器的能量消耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，包括监测模块和终端显示模块；

所述监测模块包括信号终端单元和多个均匀分布在监测区域内的信息采集节点单元；

所述信号终端单元设置于监测区域的中心位置；

所述信息采集节点单元包括采集子单元和处理子单元；所述采集子单元和处理子单元建立有线连接，所述信号终端单元分别与处理子单元和终端显示模块建立通信连接。

2.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述采集子单元采用气体检测传感器和粉尘检测传感器；所述处理子单元中设置有控制器，所述控制器采用单片机、PLC、DSP或FPGA。

3.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述采集子单元和处理子单元之间的有线连接采用串行接口。

4.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述信息采集节点单元还包括显示子单元和电源子单元。

5.如权利要求4中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述显示子单元采用液晶显示屏。

6.如权利要求4中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述电源子单元包括设置在信息采集节点单元内部的锂电池和设置在信息采集节点单元外部的太阳能板，通过设置在信息采集节点单元上的电源切换键实现两种供电模式的自由切换。

7.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述处理子单元内部均设置有通信子单元。

8.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述信号终端单元采用4G基站天线。

9.如权利要求1中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述终端显示模块采用固定设备或便携式移动设备。

10.如权利要求9中所述的一种网格化空气质量在线监测装置，其特征是，所述固定设备采用液晶显示屏或电脑，所述便携式移动设备采用手机或平板。

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