一种多功能模块化空气质量监测仪.pdf

一种多功能模块化空气质量监测仪，包括检测主体模块、净化模块和检测拓展模块，各部分可独立运行，也可组合连接后由控制系统控制实现反馈式运行；控制系统集成于检测主体模块的主板上，同时主板上设置了若干控制系统的外置接口，用于连接检测拓展模块。当连接净化模块时，将检测主体模块与检测拓展模块的实际监测数值传至控制系统，控制系统根据预设的数值对净化模块进行反馈控制。本发明装置检测功能丰富，能够根据检测结果实现智能化反馈式净化，并可拓展检测项目，模块化的设计让检测功能相对独立，用户可根据自身需求定制功能。本发明装置具有大小灵活可变、便于携带、成本低廉、人机交互更强的特点。

权利要求书
1.  一种多功能模块化空气质量监测仪，包括检测主体模块(1)和净化模块(2)，所述检测主体模块(1)包括主壳体(5)和壳内的主板(6)，以及固定在主板(6)上的传感器与信息交互单元；所述净化模块(2)包括净化模块壳体(16)和壳内的净化单元；其特征在于：
所述净化模块(2)与检测主体模块(1)可单独开启运行；所述检测主体模块(1)的主板(6)上集成了控制系统(4)，所述控制系统(4)与检测主体模块(1)和净化模块(2)信号连接并控制二者运行，所述主板(6)上还设置了控制系统(4)的若干外置接口(15)。

2.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述检测主体模块(1)的传感器包括激光PM2.5传感器(7)和温湿度传感器(8)。

3.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述检测主体模块(1)的信息交互单元包括与主板(6)连接的语音模块(9)、蓝牙模块(10)和触摸显示屏(11)。

4.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述主壳体(5)内设置锂电池(12)和氛围灯带(13)，所述锂电池(12)连接主板(6)供电，所述氛围灯带(13)接收控制系统(4)信号发出不同颜色灯光。

5.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述主壳体外固定有便携带(14)。

6.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述净化模块(2)的净化单元为负离子发生器(17)；净化开关(18)和净化工作指示灯(21)固定于所述净化模块壳体(16)上并均与所述负离子发生器(17)连接，净化开关(18)控制所述负离子发生器(17)独立运行。

7.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述净化模块(2)自带充电接口。

8.  根据权利要求1所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述，所述净化模块壳体(16)通过阻尼转轴(19)与支架(20)连接。

9.  根据权利要求1至8任一项所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：还包括检测拓展模块(3)，所述检测拓展模块(3)包含一个或多个拓展检测单元(23)，每个拓展检测单元(23)固定在拓展单元壳体(22)内，所述拓展检测单元(23)通过外置接口(15)连接检测主体模块(1)，由控制系统(4)控制运行。

10.  根据权利要求9所述的多功能模块化空气质量监测仪，其特征在于：所述检测拓展模块(3)包含的拓展检测单元(23)为二氧化碳浓度检测单元、甲醛浓度检测单元、总挥发性有机物检测单元、过敏源检测单元、噪音检测单元和照度检测单元任一种或任意组合。

说明书一种多功能模块化空气质量监测仪
技术领域
本发明涉及环境检测技术领域，特别是一种多功能模块化空气质量监测仪，可在检测空气质量的同时进行空气净化，并可实现模块化功能扩展。
背景技术
随着社会工业化的迅速发展和人们生活水平的提高，空气污染问题日益凸显。空气污染物主要来源于燃料燃烧、工地扬尘、汽车尾气、工厂废气等，特别是在一些工业污染比较严重的地区，经常会出现雾霾天气，而室内空气污染物还包括装修带来的甲醛等有害物质，它们均会诱发各类疾病，严重威胁着人们的健康和生活。因而，人们越来越重视生活和工作环境的空气质量状况，各类空气质量检测设备应运而生。
目前市场上的空气质量检测设备存在如下问题或不足：部分设备功能单一，即使检测到污染物也无法进行及时、有效地处理；即使检测设备中嵌入了空气净化功能，但是一般体积大而笨重，功耗高，成本高，不便于携带，远远不能满足人们的需求；且空气检测功能与空气净化功能大多独立运行，空气质量检测结果无法用于指导空气净化工作；另外，现有空气质量检测设备与用户的交互性普遍不强，很多设备只是简单的显示空气质量检测结果，缺乏与用户的交互过程。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种检测功能丰富、具有智能净化功能、体积小巧便于携带、成本低廉、强化人机交互的空气质量检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种多功能模块化空气质量监测仪，包括检测主体模块和净化模块，所述检测主体模块包括主壳体和壳内的主板，以及固定在主板上的传感器与信息交互单元；所述净化模块包括净化模块壳体和壳内的净化单元；所述净化模块与检测主体模块可单独开启运行，所述净化模块可独立运行，也可与检测主体模块联动；所述检测主体模块的主板上集成了控制系统，所述控制系统与检测主体模块和净化模块信号连接并控制二者运行，所述主板上还设置了控制系统的若干外置接口，这些外置接口可用于连接检测拓展模块，实现空气质量检测功能的拓展。
优选的，所述检测主体模块的传感器包括激光PM2.5传感器和温湿度传感器，可以实现检测空气中PM2.5浓度、温度、湿度的功能。
优选的，所述检测主体模块的信息交互单元包括与主板连接的语音模块、蓝牙模块和触摸显示屏，通过触摸显示屏显示或语音播报的方式告知用户当前空气质量情况，当蓝牙模块与手机连接时，通过手机客户端可查看检测数据和历史数据，并可与其他用户进行分享互动。
优选的，所述主壳体内设置锂电池和氛围灯带，所述锂电池连接主板供电，所述氛围灯带接收控制系统信号发出不同颜色灯光。氛围灯带可根据控制系统根据空气质量情况传输的信号变化颜色，用不同颜色的灯光提示用户当前周围空气质量状况。
优选的，所述主壳体外固定有便携带，可方便用户外出使用。
优选的，所述净化模块的净化单元为负离子发生器，开启可净化空气；净化开关和净化工作指示灯固定于所述净化模块壳体上并均与所述负离子发生器连接，所述净化工作指示灯用以指示负离子发生器工作状态，所述净化开关独立控制负离子发生器开关，当净化模块不与检测主体模块连接时，可通过净化开关控制净化模块独立运行。
优选的，所述净化模块自带充电接口，既可在独立运行时供电，亦可在连接检测主体模块时为整个装置供电。
优选的，所述净化模块壳体通过阻尼转轴与支架连接。
优选的，本发明监测仪还包括检测拓展模块，所述检测拓展模块包含一个或多个拓展检测单元，每个拓展检测单元固定在拓展单元壳体内，所述拓展检测单元通过外置接口连接检测主体模块，由控制系统控制运行。
进一步优选的，所述检测拓展模块包含的拓展检测单元为二氧化碳浓度检测单元、甲醛浓度检测单元、总挥发性有机物（TotalVolatileOrganicCompound，TVOC）检测单元、过敏源检测单元、噪音检测单元和照度检测单元任一种或任意组合。检测拓展模块内的各个拓展检测单元具有相对独立的检测功能，用户可根据需要更换不同的检测功能模块。
本发明监测仪为模块化设计，包括检测主体模块、净化模块和检测拓展模块，各部分可独立运行，也可组合连接后实现反馈式运行。当检测主体模块和检测拓展模块连接净化模块时，检测主体模块与检测拓展模块的实际监测数值传至控制系统，控制系统根据预设的数值对净化模块进行反馈控制。本发明的有益效果是：
1．检测功能丰富，能检测空气中PM2.5浓度、温度、湿度，并可拓展检测二氧化碳浓度、甲醛浓度、TVOC、过敏源、噪音、照度等，模块化的设计让检测功能相对独立，用户可根据自身需求进行组合配置拓展，可满足用户功能定制的需求，且检测模式可切换成自动检测和手动检测，满足不同场合下的使用需求；根据实际选择拓展检测单元的多少调节装置大小，装置具有体积灵活可变、便于携带、成本低廉的特点；
2．能够实现净化功能，且检测主体模块和净化模块相对独立，可分开单独使用，也可连接通过控制系统对空气质量的判断进行智能化反馈式净化，连接状态净化模块的支架可旋转收纳，节约空间；
3．增强了人机交互功能且操作简单，物理按键与触摸显示屏相结合，通过触摸显示屏显示和语音播报两种方式告知用户当前空气质量情况，可通过氛围灯带不同的颜色区分空气质量状况，并可通过蓝牙模块与手机共享检测数据和历史数据，改善了用户体验。
附图说明
图1为本发明多功能模块化空气质量监测仪的结构示意图；
图2为本发明监测仪的控制系统工作原理示意图。
其中：
1：检测主体模块；2：净化模块；3：检测拓展模块；4：控制系统；5：主壳体；6：主板；7：激光PM2.5传感器；8：温湿度传感器；9：语音模块；10：蓝牙模块；11：触摸显示屏；12：锂电池；13：氛围灯带；14：便携带；15：外置接口；16：净化模块壳体；17：负离子发生器；18：净化开关；19：阻尼转轴；20：支架；21：净化工作指示灯；22：拓展单元壳体；23：拓展检测单元。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明做进一步说明，以便更好地理解本发明。
如图1和图2所示，本发明多功能模块化空气质量监测仪，包括检测主体模块1、净化模块2、检测拓展模块3和控制系统4，其中控制系统4统一控制其它模块的运行。
检测主体模块1可脱离净化模块2独立运行及充电，也可与净化模块2连接使用，通过控制系统4对空气质量检测数据的判断，智能的控制净化模块2的运行；净化模块2也可单独使用，操作简单、携带方便；
检测主体模块1包括主壳体5、主板6、激光PM2.5传感器7、温湿度传感器8、语音模块9、蓝牙模块10、触摸显示屏11、锂电池12、氛围灯带13、便携带14和若干外置接口15。其中，主板6固定在主壳体5内，激光PM2.5传感器7、温湿度传感器8、语音模块9、蓝牙模块10和触摸显示屏11依次固定在主板6上并与主板6连接，能够实时检测空气中PM2.5浓度、温度和湿度，提供手动检测和自动检测的切换功能，并通过触摸显示屏11或语音模块9告知用户当前空气质量情况；蓝牙模块10可与手机连接，通过手机客户端可查看当前检测数据和历史数据，也可与其他用户进行分享互动。锂电池12和氛围灯带13固定在主壳体5内；锂电池12连接主板6为检测主体模块1整体供电，控制系统4根据空气质量数值向氛围灯带13发送控制信号，氛围灯带13根据控制系统4的信号而改变颜色，用以提示用户当前空气质量情况，用户可根据需要在触摸显示屏11上开启或关闭氛围灯带13。主壳体5外固定便携带14，用户可通过便携带14提起或悬挂检测主体模块1，便于外出携带及使用。外置接口15有若干个，用于连接检测拓展模块3。
净化模块2包括净化模块壳体16、负离子发生器17、净化开关18、阻尼转轴19、支架20和净化工作指示灯21；其中，净化模块壳体16与支架20通过阻尼转轴19相连接，用户可以旋转收纳净化模块2，节约空间。负离子发生器17安装与净化模块壳体16内部，产生的负离子，用于吸附空气中漂浮的颗粒物，并使之沉降，从而降低空气中颗粒物浓度以达到净化的效果。净化工作指示灯21用以指示负离子发生器17的工作状态，净化开关18具有一定的独立性，可用于控制净化模块2的独立运行。
检测拓展模块3包括拓展检测单元23、拓展单元壳体22；其中，拓展检测单元23固定在拓展单元壳体22内部，检测拓展模块3具有独立的检测功能，若干个拓展检测单元23可同时通过若干个外置接口15相连接到检测主体模块1中的主板6上，实现空气质量检测功能的拓展，便于满足用户定制功能的需求。
控制系统4集成于检测主体模块1的主板6上，主要用于控制检测主体模块1与检测拓展模块3的工作，同时控制触摸显示屏11显示检测结果，还可以控制氛围灯带13的灯光颜色，并对检测主体模块1与检测拓展模块3监测的空气质量数据进行判断，从而实现对净化模块2的反馈式控制。预先为控制系统4设定设定检测主体模块1与检测拓展模块3的开启和关闭阈值，当空气质量监测数值到达设定开启阈值时，控制系统控制净化模块2开启空气净化，当经过净化的空气监测数值到达关闭阈值时停止净化工作，实现净化模块的反馈式控制。
本发明多功能模块化空气质量监测仪的具体工作过程为：启动开机键，检测主体模块进入工作界面，处于待机状态；按下检测键之后，控制系统4的控制器控制各检测模块进入运行状态，同时各检测模块通过串口通信方式将检测结果传送给控制器，控制器将检测结果通过串口连接的触摸显示屏11显示出来，同时可启动语音模块9和蓝牙模块10通知用户监测结果。同时，控制器判断当前PM2.5检测值是否高于设定开启阈值，如是，则通知净化模块工作；当空气质量数据，如PM2.5检测值低于关闭阈值时，净化模块2即停止工作。
应理解，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本发明的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。