[实用新型]一种森林环境下空气质量数据采集与无线传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量与监测技术领域，特别涉及一种森林环境下空气质量数据的采集与无线传输装置。

背景技术

现如今，大气污染已经成为城市居民无法逃避的问题，空气环境指标的监测为生态系统的健康评价与管理提供便捷，实时、准确的环境数据获取与分析为环保部门制定政策、采取措施以减轻污染,保护人民身体健康提供科学依据。然而，由于大多数生态环境监测站点建设在郊区、森林和公园，给空气质量检测数据的实时传输带来困难，使相关工作人员不得不定期到生态站点进行现场数据采集，这不仅消耗了大量人力、物力和时间，而且所采集的数据不具有实时性，且异构分散，难以进行统一管理和后续的处理分析。另一方面，生态站点的自动化检测设备在遇到故障或突发状况(如停电)停止工作时，站点管理人员难以及时发现并解决问题，这可能导致长时间的数据丢失。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于森林生态环境参数监测领域，集数据采集、设备状态监测、和数据无线传输等功能于一体的终端装置。为准确、便捷和实时获取森林生态空气质量参数，以及可靠、及时监控检测设备的工作状态提供方法，给生态环境监测及科研人员提供便利。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种森林空气质量检测数据的采集与无线传输装置，包括CPU模块，模数AD转换，RS232数据采集模块，GPRS无线数据传输模块，flash数据存储模块，日历时间产生模块，温度采集模块，电源管理模块。所述CPU模块采用NI公司生产的型号为MSP430F149的单片机，具有低功耗高可靠性的特点；所述RS232数据采集模块与CPU的UART模块相连，所述终端装置通过所述RS232数据采集模块与森林环境空气质量检测设备相连，用于交互命令与数据，一方面采集检测设备的测量数据，一方面监控检测设备的工作状态；所述温度采集模块与CPU的I/O模块相连，用于监测生态站点的室内温度；所述终端装置还可通过AD转换模块采集其它模拟信号输出的环境数据，并将采集的数据附上上时间戳，保存在所述的flash数据存储芯片中；所述GPRS模块通过排针与主板相连，所述CPU通过串口与GPRS模块交互数据，用于将采集的数据和检测设备的工作状态信息无线上传至网络服务器。

可选地，所述森林环境空气质量检测设备是指生态环境空气质量监测领域的常用设备，包括：美国Thermo Scientific公司生产的42i型NO-NO₂-NO_x分析仪，43i型SO₂分析仪，48i型CO分析仪，49i型O₃分析仪，410i型CO₂分析仪，以及国产蓝盾光电子有限公司生产的大气颗粒物PM2.5分析仪和大气颗粒物PM10分析仪。

可选地，所述终端装置可采集和传输的环境空气质量参数包括：NO、NO₂、NO_x、SO₂、CO、O₃、CO₂、PM2.5以及PM10等在空气中的含量。

可选地，所述单片机的控制功能包括：

数据采集功能，通过所述RS232功能模块和所述森林空气质量检测设备通信，一方面发送指令以获取检测设备的测量数据，另一方面，当3次发送指令而没有收到检测设备应答时，判定检测设备故障，生成检测设备故障的工作状态数据。

数据无线传输功能，通过所述单片机的UART0功能模块和所述GPRS模块通信，控制所述GPRS模块无线传输采集到的空气质量参数数据和检测设备的工作状态数据。

传输装置自身状态报告功能，所述数据采集与传输装置定时向服务器发送自身工作状态信息，方便远端监控人员在不能正确接收测量数据的情况下判断故障源。

可选地，所述GPRS模块采用独立的功能模块，用排针和主板相连，便于替换和错误调试。

可选地，所述GPRS模块采用紧凑型、高可靠性的双频GSM/GPRS无线模块SIM900a作为主芯片。

可选地，所述温度采集模块采用型号为DS18B20的数字温度传感器，具有体积小，成本低，精度高的特点。

所述温度采集模块用于采集野外生态站室内温度，起到监测生态站室内空调工作状态，保障检测设备工作在适宜的环境温度，避免因温度过高而导致检测设备损坏。

可选地，所述模数AD转换模块可采集8路模拟信号输出的生态环境参数。

可选地，所述日历时间产生模块为采集的生态环境参数打上时间戳。