一種環境監測系統的制作方法

文檔序號：12560916閱讀：729來源：國知局

本實用新型涉及一種環境監測系統，屬于監測技術領域。

背景技術：

隨著我國經濟的快速發展和工業化、城市化水平的不斷提高，人們在享受現代文明和社會繁榮的同時，建筑、裝修、家具和現代化的家電、辦公器材等造成的室內環境污染相伴而生，并成為影響人們健康的一大殺手。據監測，室內空氣污染是室外的5～10倍，在特殊情況下可達到100倍。室內空氣中可檢出五百多種揮發性有機物，某些有害氣體濃度可高出戶外十倍乃至幾十倍，其中二十多種是致癌物。我國由室內空氣污染引起的超額死亡數可達11.1萬人/年，超額門診數可達22萬人次/年，超額急診數可達430萬人次/年。嚴重的室內環境污染在給人們健康造成損失的同時，也造成了巨大的經濟損失。同時，我們賴以生活的室外環境也不容樂觀，特別是2013年初，霧霾天氣連續不斷污染我國大部分地區，嚴重程度越演越烈，同時大氣環境污染又直接影響室內環境，進而影響了人們的身體健康和工作以及生活。

隨著人們室內環境意識的不斷增強和國家對室內環境質量的相關知識的大力普及，環境監測和治理受到人們的廣泛關注。目前，市場上已出現一批環境監測機構及環境污染治理公司，人們也逐漸認識和關注環境監測行業。我國的環境凈化治理行業始于20世紀80年代，在東部沿海的一些省市(主要集中在北京、上海、浙江、廣東、福建、江蘇)出現了數十家從事凈化治理產品生產或代理的企業。1987年，國內第一家專業從事優化室內空氣品質的高新技術企業成立。2003年初，“非典”極大地推動了人們室內環境質量意識的提高，帶動室內環境監測行業進入了新一輪快速發展階段。目前我國從事室內凈化治理產品的生產和代理企業已達到200余家。從行業的生命周期來看，我國的室內空氣凈化治理行業經過了十幾年的導入期，現在已步入成長期，并有望在未來幾年內保持快速的發展態勢。根據調查結果，70％以上的業內人士認為環境監測行業有非常好的發展前景，隨著人們生活水平的提高，健康意識逐漸增強，我國環境監測行業正面臨著良好的發展機遇，幾乎所有被訪問的廠家的業務都在不斷增長，預計未來幾年將逐漸進入行業發展成熟期。但是由于環境監測行業是一個新興產業，我國的相關管理部門對于環境監測的監測標準以及監測機構資質認證的規定尚未健全，同時對于環境污染治理的標準和機構資質的認定方案尚不完善，因此環境監測行業在發展過程中仍存在一定的問題。

根據市場調研，目前市面上存在的環境監測系統最普遍的就是類似于氣象站的大型的氣象儀，室內檢測儀器也是監測機構高成本購買，這樣的系統不僅需要專業人士來操作，而且使用費用較高。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提出一種把通過傳感器信息采集模塊采集到標定環境質量的信息傳送給控制器進行顯示，便于人們隨時了解自己所處的環境情況進而做出有利于自身健康發展的措施，提高生活環境質量，減少環境污染對人體的傷害促進身心健康的環境監測系統。

本實用新型為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種環境監測系統，其特征在于:包括安卓智能終端、信息采集模塊和數據庫管理模塊，所述信息采集模塊與所述安卓智能終端相連接，所述安卓智能終端與數據庫管理模塊相連接，所述的安卓智能終端作為主控器，處于核心地位負責從所述信息采集模塊以無線方式獲得環境相關信息，并將相關信息與數據庫管理模塊進行交互，交互方式采用WLAN無線通信形式，所述的數據庫管理模塊用來存儲各個傳感器采集到的數據，供安卓智能終端調用處理和進行數據分析。

優選的，所述的信息采集模塊將ZigBee無線傳感網用于采集實時的環境信息，ZigBee無線傳感網由1個ZigBee協調者和多個ZigBee節點構成，本網絡中的節點包括，室內兩個節點，室外一個節點，室內節點上接有甲醛、溫度、濕度、煙霧和光照傳感器，室外節點上接有PM2.5、溫度、濕度和光照傳感器，各個節點將采集到的數據發送給協調者，協調者將收到的數據通過串口發送給安卓智能終端，由安卓智能終端將數據傳給數據庫管理模塊。

優選的，所述的安卓智能終端通過WLAN調用數據庫，查詢數據庫中監測的空氣中溫度、濕度、甲醛、煙霧、PM2.5和光照的信息。

優選的，所述的安卓智能終端選用Smart210作為核心開發平臺。

優選的，所述系統數據庫管理模塊采用MySQL。

有益效果：

本實用新型的環境監測系統成本低，操作簡單，方便移動，同時所有環節采用無線通信形式，實現信息的及時高效反饋，用戶能夠實時了解家庭環境狀況。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的作進一步說明。

圖1系統總體應用架構圖

圖2系統功能框圖

圖3安卓智能終端功能框圖

圖4信息采集模塊架構框

圖5智能終端開發板實物圖

圖6 zigbee節點硬件電路

圖7傳感器布局圖

具體實施方式

實施例1

整個環境監測系統包含三個模塊：安卓智能終端、信息采集模塊和數據庫管理模塊。

安卓智能終端作為主控器，處于核心地位負責從信息采集模塊以無線方式獲得環境相關信息，并將相關信息與數據庫管理模塊進行交互，而且交互方式也采用WLAN無線通信形式。系統總體應用結構如圖1所示，系統功能劃分如圖2所示。

1、各模塊功能分析

①安卓智能終端

用戶可以通過安卓移動終端查詢家庭生活環境的實時狀況，根據查詢到的信息，和適宜人居住的環境進行比較，及時采取應對措施。安卓智能終端功能如圖3所示。

1)查詢空氣中影響人體健康的物質具體含量

終端用戶通過WLAN調用數據庫，查詢數據庫中監測的空氣中影響人體舒適程度物質的含量的信息，包括：溫度、濕度、甲醛、煙霧、PM2.5等信息，后期可擴展采集PM10、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、光照、臭氧等信息。節點信息采集模塊可以擴展，方便用戶對自己的生活環境進一步的了解，及時作出相應的調整，提高生活的舒適度。

2)環境質量走勢

用戶可以在安卓終端上查詢監測物質的近期走勢，了解其近期的發展趨勢。

3)歷史數據檢索

用戶可以在安卓終端上檢索歷史的監測物質的具體含量。

②信息采集模塊

將ZigBee無線傳感網用于采集實時的環境信息，ZigBee無線傳感網由1個ZigBee協調者和多個ZigBee節點構成，本網絡中的節點包括，室內兩個節點，室外一個節點。室內節點上接有甲醛、溫度、濕度、煙霧、光照等傳感器，室外節點上接有PM2.5、溫度、濕度、光照等傳感器。各個節點將采集到的數據發送給協調者，協調者將收到的數據通過串口發送給安卓智能終端，由安卓智能終端將數據傳給數據庫。此模塊構成如圖4所示。

③數據庫管理模塊

數據庫主要用來存儲各個傳感器采集到的數據，供安卓終端調用處理，數據分析等。本系統數據庫采用MySQL。

實施例2

1、安卓智能終端

①硬件平臺

智能終端選用Smart210作為核心開發平臺。Smart210是高性能的Cortex-A8核心板，采用三星S5PV210作為主處理器，運行主頻可高達1GHz，S5PV210內部集成了PowerVR SGX540高性能圖形引擎，支持3D圖形流暢運行，并可播放1080P大尺寸高清視頻，流暢運行Android,Linux和WinCE6等高級操作系統，非常適合開發高端物聯網終端，廣告多媒體終端，智能家居，高端監控系統，游戲機控制板等設備。Smart210核心板采用了2.0mm間距的雙排針(P1,P2,P3,P4)，它的集成度更高一些，板上集成了網卡和聲卡芯片，并引出了更多的CPU功能引腳，因此尺寸更大些(74x55mm)。其中P1和P2排針為標配焊接，它們已經包含了大部分常用的功能；P3和P4空焊，方便用戶擴展開發使用。如圖5所示為Smart210開發板的實物照片以及各部分說明。平臺采用安卓4.0.4操作系統。

②軟件設計

安卓智能終端軟件主要有三大功能：監測室內外各項空氣質量數據信息、查詢各項空氣質量數據信息，檢索這些物質的歷史數據。

監測室內外信息

可以通過安卓終端查詢當前室內環境空氣中影響人體舒適的光照、甲醛、煙霧、溫濕度等信息，也可以查詢室外的PM2.5、光照等參數。

查詢變化趨勢

通過調用數據庫中的數據，對已有的各項參數繪制相應的折線圖，用戶能直觀的了解各項參數的走勢。

檢索歷史數據

用來查詢前一周的監測物質含量。

2、信息采集模塊

①ZigBee無線傳感網

1)ZigBee無線網

本實施例選擇的節點共有兩種，一種是協調器，一種是節點。采用的是網蜂ZigBee CC2530模塊作為協調器和節點。網絡拓撲形式選擇的是星形拓撲。所有ZigBee節點采集到的信息都通過，ZigBee協調器轉發給ARM終端主控器。ZigBee硬件電路如圖6所示，組網后無線傳感網系統結構如圖4所示。