本發(fā)明涉及空氣監(jiān)測領域，特別涉及一種空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

空氣質(zhì)量日益惡劣，污染空氣對人們的健康形成威脅。尤其是大氣顆粒物相比對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。大氣中的顆粒物粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。對于復雜的空氣成分，可以針對多種氣體濃度和顆粒物濃度的測量也變得尤為重要。目前，常用的空氣監(jiān)測系統(tǒng)多數(shù)安裝在固定位置有效監(jiān)測空氣中主要污染物氣體的濃度通過WIFI、ZIGBEE、3G、2G等無線通信方式傳送給中央處理器。此類空氣監(jiān)測系統(tǒng)的體積大、功耗大、重量大、無線通信距離近。目前市場上的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可測量的氣體種類少、精度低、通訊距離近、功耗大、需要有線電源不便于安防。

LoRa技術(shù)是基于1GHz以下的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(簡稱LoRa)的芯片。LoRa融合了數(shù)字擴頻、數(shù)字信號處理和前向糾錯編碼技術(shù)。新型的擴頻技術(shù)，大大的改善了接收的靈敏度，其接收靈敏度達到了-148dbm。高達157db的鏈路預算使其通信距離可達15公里(與環(huán)境有關)。由于使用一種特殊的擴頻技術(shù)，這使得不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發(fā)送也不會相互干擾。在此基礎上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關(Concentrator/Gateway)能夠并行接收并處理多個節(jié)點的數(shù)據(jù)，大大擴展了系統(tǒng)容量。采用配置AngelBlocks的方式，LoRa可解調(diào)一個信號，其信噪比為-20dB，GFSK方式與這一結(jié)果差距為28dB，這相當于范圍和距離擴大了很多。在戶外環(huán)境下，6dB的差距就可以實現(xiàn)兩倍于原來的傳輸距離。密集的城市環(huán)境可以覆蓋2公里左右，而在密度較低的郊區(qū)，覆蓋范圍可達10公里。

LoRa技術(shù)是一種有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力的無線通信技術(shù)。適用于遠距離通信控制系統(tǒng)，可嵌入任何系統(tǒng)中。由于其可以為用戶提供無線遠距離數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)領域具有非常強的可應用性。在空氣監(jiān)測系統(tǒng)中可以很好的發(fā)揮遠距離低功耗的優(yōu)勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于LORA通信技術(shù)的空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力的特點，且本裝置監(jiān)測氣體種類多，監(jiān)測結(jié)果可根據(jù)實時溫度、濕度、光線等條件進行修正，精準度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，由架設于監(jiān)測點的監(jiān)測機和安裝在監(jiān)測中心的基站組成，所述監(jiān)測機包含機架、傳感器、太陽能電池系統(tǒng)、傳感器信號處理器、微控制器、數(shù)據(jù)采集和存儲模塊、LORA通信模塊，所述太陽電池系統(tǒng)由太陽能電池板、蓄電池、以及充電控制電路板組成，所述太陽能電池板和傳感器設置于機架上，機架的立柱上設有機箱，所述傳感器信號處理器、微控制器、數(shù)據(jù)采集和存儲模塊、充電控制電路板、以及LORA通信模塊設置于機箱內(nèi)并且與蓄電池電路連接，傳感器與傳感器信號處理器相連接，傳感器信號處理器與數(shù)據(jù)采集和存儲模塊相連接，LORA通信模塊與微控制器的UART端口相連接，傳感器信號處理器與微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器端口相連接，所述基站包含LORA信號交換機和運算顯示裝置組成，LORA通信模塊通過無線信號與LORA信號交換機相連接，所述傳感器包含SO2、NO2、O3、CO氣體傳感器、PM1、PM2.5、PM10顆粒傳感器其中的一種或幾種。

進一步地，所述傳感器還包含溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、風速傳感器、氣壓傳感器中的一種或幾種。

進一步地，所述傳感器為四電極傳感器。

進一步地，所述機架的底部設置有底座箱，蓄電池設置于底座箱內(nèi)。

進一步地，所述太陽能電池板與地面的夾角為30-60°之間。

進一步地，所述運算顯示裝置為計算機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的監(jiān)測裝置由架設于監(jiān)測點的監(jiān)測機和安裝在監(jiān)測中心的基站組成，二者之間的信號傳輸淘汰了傳統(tǒng)的WIFI、ZIGBEE、3G、2G等無線通信方式，采用LORA技術(shù)進行信號傳輸，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力等特點，能耗低且無通信費，可以在待測區(qū)域大面積多監(jiān)測點的進行布點監(jiān)測，另外本發(fā)明自帶太陽能供電系統(tǒng)，監(jiān)測機靈活方便，小巧實用，裝配有多種氣體和顆粒物的傳感器，監(jiān)測種類多，而且設置有溫度、濕度、光照傳感器，可以根據(jù)實時外界條件對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行修正，數(shù)據(jù)準確度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1：

一種空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，如圖1所示，由架設于監(jiān)測點的監(jiān)測機1和安裝在監(jiān)測中心的基站2組成，所述監(jiān)測機1包含機架11、傳感器12、太陽能電池系統(tǒng)13、傳感器信號處理器14、微控制器15、數(shù)據(jù)采集和存儲模塊16、LORA通信模塊17，所述太陽電池系統(tǒng)13由太陽能電池板131、蓄電池132、以及充電控制電路板133組成，所述太陽能電池板131和傳感器12設置于機架11上，機架11的立柱111上設有機箱112，所述傳感器信號處理器14、微控制器15、數(shù)據(jù)采集和存儲模塊16、充電控制電路板133、以及LORA通信模塊17設置于機箱112內(nèi)并且與蓄電池132電路連接，傳感器12與傳感器信號處理器14相連接，傳感器信號處理器14與數(shù)據(jù)采集和存儲模塊16相連接，LORA通信模塊17與微控制器15的UART端口相連接，傳感器信號處理器14與微控制器15的模數(shù)轉(zhuǎn)換器端口相連接，所述基站2包含LORA信號交換機21和運算顯示裝置22組成，LORA通信模塊17通過無線信號與LORA信號交換機21相連接，所述傳感器12包含SO2、NO2、O3、CO氣體傳感器、PM1、PM2.5、PM10顆粒傳感器其中的一種或幾種。

進一步地，所述傳感器12還包含溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、風速傳感器、氣壓傳感器中的一種或幾種，實時實地采集各監(jiān)測機所處位置的溫度、濕度、氣壓、風力等數(shù)據(jù)，對此監(jiān)測機所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行修正，使結(jié)構(gòu)更加精準。

進一步地，所述傳感器12為四電極傳感器。

進一步地，所述機架11的底部設置有底座箱113，蓄電池132設置于底座箱113內(nèi)，合理設置蓄電池的位置，降低檢測機的重心高度，使監(jiān)測機更加平穩(wěn)。

進一步地，所述太陽能電池板131與地面的夾角為45°，最大限度的保證光照和風阻的平衡。

進一步地，所述運算顯示裝置22為計算機。

傳感器收集實時的溫度、濕度、光照強度、風速、SO2、NO2、O3、CO、PM1、PM2.5、PM10等的信息傳遞到傳感器信號處理器，傳感器信號處理器將信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)采集儲存板上，傳感器信號處理器通孔微控制器將數(shù)據(jù)使用LORA通信模塊將無線信號傳輸給基站的LORA信號交換機，再由LORA信號交換機將數(shù)據(jù)傳送到計算機上，計算機通過軟件根據(jù)溫度、濕度、光照強度、氣壓、風速等條件，對得到的污染物氣體和顆粒的數(shù)據(jù)進行修正，再通過計算機顯示出來，計算機可以切換顯示與之相連的多個監(jiān)測機中的任意一臺的數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)所有監(jiān)測機反饋的數(shù)據(jù)進行綜合分析得出其覆蓋區(qū)域內(nèi)的空氣的整體質(zhì)量。

本發(fā)明的監(jiān)測裝置由架設于監(jiān)測點的監(jiān)測機和安裝在監(jiān)測中心的基站組成，二者之間的信號傳輸淘汰了傳統(tǒng)的WIFI、ZIGBEE、3G、2G等無線通信方式，采用LORA技術(shù)進行信號傳輸，具有低功耗、遠距離、高靈敏度、高抗干擾能力等特點，能耗低且無通信費，可以在待測區(qū)域大面積多監(jiān)測點的進行布點監(jiān)測，另外本發(fā)明自帶太陽能供電系統(tǒng)，監(jiān)測機靈活方便，小巧實用，裝配有多種氣體和顆粒物的傳感器，監(jiān)測種類多，而且設置有溫度、濕度、光照、風速傳感器，可以根據(jù)實時外界條件對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行修正，數(shù)據(jù)準確度高。