室内环境监测系统 【技术领域】
本发明涉及环境监测系统， 具体是涉及大型建筑物和普通家庭的一种室内环境监测系统。 背景技术 建筑物， 比如楼宇、 居民房， 其内部环境直接对人们的身心健康产生直接、 重要的 影响， 我国颁布的室内空气质量标准 (GB/T188883-2002) 对室内环境作了比较严格的规 定。人们在室内的时间约为 85％以上， 室内环境质量的好坏对人的身心健康十分重要。目 前室内环境的监测主要依赖于技术人员对特定环境在一定时间内的环境指标的监测， 实时 性差。 而现有的监测仪所能监测的内容单一， 自动化程度不高， 不能对有害事件进行预测和 报警， 也不可以显示当前环境舒适度， 更不能根据所测数据自动执行相关操作， 无法满足当 前的要求。
发明内容
针对上述背景技术中监测的不足， 本发明的目的是提供一种室内环境监测系统， 能够同时监测八种环境污染相关参数， 能够智能的分析各项参数对人体的影响， 显示当前 的舒适度值， 根据数据结果自动执行相关操作， 预测多种有害事件的室内环境监测系统。
本发明采用的技术方案是 ：
本发明它包括 CO 传感器电路、 SO2 传感器电路、 CH2O 传感器电路、 CO2 传感器电路、 噪声传感器电路、 电磁辐射传感器电路、 温湿度传感器电路、 可吸入颗粒物传感器电路、 传 感器多路选通电路、 模数转换电路、 单片机电路、 电源电路、 预留接口电路、 声光报警电路、 液晶显示电路、 预留扩展 I/O 口电路和按键电路 ； CO 传感器电路、 SO2 传感器电路、 CH2O 传感 器电路、 CO2 传感器电路、 噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接传感器多路选 通电路的输入， 传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入， 模数转换电路、 温湿 度传感器电路、 可吸入颗粒物传感器电路、 预留接口电路和按键电路的输出分别连接单片 机的输入， 单片机的输出分别连接声光报警电路、 液晶显示电路和预留扩展 I/O 口电路， 电 源电路对整个系统供电。
所述的传感器多路选通电路 U101 采用 CD4051B 芯片， U101 的 13、 15、 14、 12、 2和 5 脚分别 CO 传感器电路、 SO2 传感器电路、 CH2O 传感器电路、 CO2 传感器电路、 噪声传感器电 路、 电磁辐射传感器电路连接 ； U101 的 9、 10 和 11 脚分别与单片机电路的 59、 60 和 61 脚连 接。
所述的单片机电路 U102 采用 ATMEGA128 芯片， U102 的 18 和 19 脚分别与预留接口 电路 J111 的 5 和 2 脚连接 ； U102 的 44 脚与声光报警电路的 WARN 口连接 ； U102 的 51、 50、 49、 48、 47、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41 和 42 脚分别与液晶显示电路 J109 的 4、 5、 6、 15、 16、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13 和 14 脚连接 ； U102 的 46、 42、 41、 40、 39、 38、 37、 36 和 35 脚分别与预留扩展 I/O 口电路 U106 的 11、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8 和 9 脚连接 ； U102 的 20 和 22 脚接按键电路的输出 ；U102 的 23、 24、 33 和 34 脚分别接温湿度传感器电路的 X2、 X1 和 J112 的 4 和 1 脚 ； U102 的 9 脚接可吸入颗粒物传感器电路 J101 的 2 脚。
所述的模数转换电路 U104 采用 ADS7841 芯片， U104 的 2 脚与传感器多路选通电 路 U101 的 3 脚连接， U104 的 12、 13、 14、 15 和 16 脚与单片机电路 U102 的 31、 26、 30、 45 和 32 脚连接。
本发明具有的有效果是 ：
本发明能够同时监测八种环境污染相关参数， 能够智能的分析各项参数对人体的 影响， 显示当前的舒适度值， 根据数据结果自动执行相关操作， 预测多种有害事件的室内环 境监测系统， 且操作方便、 自动化程度高、 准确度高和安全性好。 附图说明
图 1 是本发明实施例的结构框图。
图 2 是噪声与可吸入颗粒物传感器电路原理图。
图 3 是 CO、 SO2、 CH2O 传感器电路原理图。
图 4 是电磁辐射传感器电路原理图。
图 5 是单片机电路、 温湿度传感器电路和按键电路原理图。 图 6 是传感器多路选通电路原理图。 图 7 是模数转换电路原理图。 图 8 是预留接口电路原理图。 图 9 是预留扩展 I/O 口电路和 CO2 传感器电路原理图。 图 10 是液晶显示电路原理图。 图 11 是声光报警电路原理图。 图 12 是电源电路原理图。具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图 1 所示， 本发明它包括 CO 传感器电路、 SO2 传感器电路、 CH2O 传感器电路、 CO2 传感器电路、 噪声传感器电路、 电磁辐射传感器电路、 温湿度传感器电路、 可吸入颗粒物传 感器电路、 传感器多路选通电路、 模数转换电路、 单片机电路、 电源电路、 预留接口电路、 声 光报警电路、 液晶显示电路、 预留扩展 I/O 口电路和按键电路 ； CO 传感器电路、 SO2 传感器电 路、 CH2O 传感器电路、 CO2 传感器电路、 噪声传感器电路和电磁辐射传感器电路的输出连接 传感器多路选通电路的输入， 传感器多路选通电路的输出连接模数转换电路的输入， 模数 转换电路、 温湿度传感器电路、 可吸入颗粒物传感器电路、 预留接口电路和按键电路的输出 分别连接单片机的输入， 单片机的输出分别连接声光报警电路、 液晶显示电路和预留扩展 I/O 口电路， 电源电路对整个系统供电。
如图 2 所示， 是噪声与可吸入颗粒物传感器电路原理图， 噪声传感器的型号为 AWA5661， 可吸入颗粒物传感器的型号为 DSM-501。
如图 3 所示， 是 CO、 SO2、 CH2O 传感器电路原理图， CO 传感器的型号为 ME3-CO， SO2 传感器的型号为 ME3-SO2， CH2O 传感器的型号为 ME3-CH2O。如图 4 所示， 是电磁辐射传感器电路原理图， 电磁辐射传感器的型号为 QX-5， 通 过型号为 CD4051B 的芯片对电磁辐射传感器收集到的信号按频率从高到低的次序， 循环选 通， 然后通过 AD8572 对信号进行放大。
如图 5 所示， 所述的单片机电路 U102 采用 ATMEGA128 芯片， U102 的 18 和 19 脚分别 与预留接口电路 J111 的 5 和 2 脚连接 ； U102 的 44 脚与声光报警电路的 WARN 口连接 ； U102 的 51、 50、 49、 48、 47、 35、 36、 37、 38、 39、 40、 41 和 42 脚分别与液晶显示电路 J109 的 4、 5、 6、 15、 16、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13 和 14 脚连接 ； U102 的 46、 42、 41、 40、 39、 38、 37、 36 和 35 脚分别 与预留扩展 I/O 口电路 U106 的 11、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8 和 9 脚连接 ； U102 的 20 和 22 脚接按键 电路的输出 ； U102 的 23、 24、 33 和 34 脚分别接温湿度传感器电路的 X2、 X1 和 J112 的 4 和 1脚； U102 的 9 脚接可吸入颗粒物传感器电路 J101 的 2 脚， 温湿度传感器的型号为 DHT90。
如图 6 所示， 所述的传感器多路选通电路 U101 采用 CD4051B 芯片， U101 的 13、 15、 14、 12、 2 和 5 脚分别 CO 传感器电路、 SO2 传感器电路、 CH2O 传感器电路、 CO2 传感器电路、 噪 声传感器电路、 电磁辐射传感器电路连接 ； U101 的 9、 10 和 11 脚分别与单片机电路的 59、 60 和 61 脚连接， 对传感器输出的信号循环选通， 使一个时刻只有一路信号被通过。
如图 7 所示， 所述的模数转换电路 U104 采用 ADS7841 芯片， U104 的 2 脚与传感器 多路选通电路 U101 的 3 脚连接， U104 的 12、 13、 14、 15 和 16 脚与单片机电路 U102 的 31、 26、 30、 45 和 32 脚连接， 将模拟信号转变为数字信号。
如图 8 所示， 是预留接口电路原理图。
如图 9 所示， 是预留扩展 I/O 口电路和 CO2 传感器电路原理图， CO2 传感器的型号 为 MHZ-12。寄存器 U106 的型号是 74HC573， 它把从单片机出来的数据进行存储 ； CO2 传感器 的 1、 2 和 5 脚接单片机 U102d 的 3、 2 和 29 脚， 预留扩展 I/O 口电路会根据单片机的指示自 动的执行改善环境的相关操作。
如图 10 所示， 是液晶显示电路原理图。
如图 11 所示， 是声光报警电路原理图， ， 当从 WARN 出来的信号使三极管 Q301 导通 时， 发光报警装置工作 ； 当从 WARN 出来的信号不使三极管 Q301 导通时， 发光报警装置不工 作。
如图 12 所示， 是电源电路原理图， 系统采用 24V 的直流电池进行供电， 通过电路可 将 24V 转换成 5V、 +3V 和 -3V， 以满足不同电路对电压的要求。
如图 2、 图 3、 图 4、 图 5、 图 9 所示， 将噪声传感器 AWA5661、 电磁辐射传感器的型号 为 QX-5， 温湿度传感器的型号为 DHT90 和可吸入颗粒物传感器 DSM-501 分别插入到插座 J102、 J105、 J112 和 J101 上， 接通电源开始工作。
如图 2、 图 3、 图 4、 图 9 所示， CO 传感器、 SO2 传感器、 CH2O 传感器、 CO2 传感器、 噪声 传感器和电磁辐射传感器将检测到的信号传送到传感器电路进行比较和放大， 然后分别接 入到图 6 中 U101 的 13、 15、 14、 12、 2 和 5 管脚上， 经过传感器多路选通电路， 将信号循环选 通， 是一个时刻只能有一个信号从 U101 的 3 管脚输出， 从图 7 模数转换电路中的 U104 的 2 管脚中输入， 将模拟信号转化为数字信号， 然后从 U104 的 12 管脚输出， 从图 5 的 31 管脚输 入到单片机电路。电磁辐射信号在到达传感器多路选通电路之前通过 CD4051B 对电磁辐射 从高到低的波段进行循环信号采集， 使检测范围大大提升。
如图 2 和图 5 所示， 温湿度传感器和可吸入颗粒物传感器输出的信号均为数字信号， 所以不用通过模数转换即可直接到单片机上。
如图 8 所示， 预留接口电路的 2 管脚和 5 管脚分别与单片机上的 19 管脚和 18 管 脚相连接， 为了以后增加设备功能留下空间。
如图 6 和图 9 所示， 图 6 单片机上的管脚分别与图 74HC573 上的管脚相连接， 从单 片机出来的数据经过 74HC573 的保持， 再连接到外部的一些设备， 如加湿器、 空调、 除尘器 等， 使其根据单片机放出的命令进行工作。
如图 6 和图 10 所示， 按键电路与单片机电路连接， 通过按键来控制液晶显示器的 显示界面， 按键 2 的作用是返回上一页， 按键 3 的作用是模式切换， 按键 4 的作用是进去当 前选定的项目， 按键 5 的作用是让光标选定到下一行， 从而在液晶显示器上看到当前所测 得的各类数据值， 并进行观察比较， 显示出当前环境的总体舒适度值。
如图 6 和图 11 所示， 将带有发光二极管的蜂鸣器插到 J302 上， 当单片机传出的数 据使三极管导通时， 声光报警装置工作， 一边鸣叫一边闪烁。
如图 12 所示， 电路可完成 24V-5V、 5V-3V 和 3V--3V 之间的电压转变， 以满足整体 电路中不同电压值的需求。
上述具体实施方案用来解释说明本发明， 而不是对本发明进行限制， 在本发明的 精神和权利要求保护范围内， 对本发明作出的任何修改和改变， 都落入本发明的保护范围。