[发明专利]一种节能环保型的智能室内环境监测装置

摘要

本发明的一种节能环保型的智能室内环境监测装置，属于通信技术领域，其结构有主控模块(1)、甲醛气体监测模块(2)、温湿度监测模块(3)、通信模块(4)、显示模块(5)和无线能量收集电源模块(6)。本发明能够有效测量当前室内环境并当环境质量不达标时进行及时提醒。本发明促进了室内环境检测技术的进步，从而直接积极地影响环境检测行业的发展，推动该行业的电子市场的发展。

主权项

一种节能环保型的智能室内环境监测装置，其结构有主控模块(1)、显示模块(5)、环境检测装置和供电装置，其特征在于，结构还有通信模块(4)，所述的环境检测装置由甲醛气体监测模块(2)和温湿度监测模块(3)构成，所述的供电装置是无线能量收集电源模块(6)；其中甲醛气体监测模块(2)、温湿度监测模块(3)、通信模块(4)、显示模块(5)均与主控模块(1)相连，无线能量收集电源模块(6)为各模块提供电源；所述的主控模块(1)的结构为：ARM芯片STM32F103ZET6的8脚和9脚之间接频率为32.768KHz的晶振Y1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1和电容C2接地，24脚连接频率为8MHz的晶振Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电阻R1的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地，STM32F103ZET6的30脚接地，33脚通过电阻R2接电源VDD，同时33脚还通过两个并联的电容C5和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地，17脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VDD；所述的甲醛气体监测模块(2)的结构为：MQ‑138传感器的1脚接电源VDD，4脚接地，2脚、3脚分别接运放U1A的同相输入端和反相输入端，运放U1A的4脚同时接电阻R3的一端、电容C7的一端和场效应管J1的漏极，电阻R3和电容C7的另一端接到运放U1A的1脚，运放U1A的2脚接地、5脚接电源VDD，3脚接场效应管J1的源极并接地，场效应管J1的栅极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电源VDD，运放U1A的1脚与主控模块(1)中的ARM芯片STM32103ZET6的69脚相连接；所述的温湿度监测模块(3)的结构为：传感器芯片SHT11的GND端接地，VDD端接电源VDD，DATA端接主控模块(1)中ARM芯片STM32F103ZET6的34脚，DATA端还通过电阻R5接电源VDD，SCK端接主控模块(1)中的ARM芯片STM32F103ZET6的137脚；所述的通信模块(4)的结构为，芯片ENC28J60的管脚2、11、22、25、26接地，1脚通过电容C8接地，14脚通过电阻R6接地，19、23、24、29、32脚接电源VDD，3脚接主控模块(1)中的ARM芯片STM32F103ZET6的45脚，4脚接主控模块(1)中的ARM芯片STM32F103ZET6的96脚，6，7，8分别接主控模块(1)中的ARM芯片STM32F103ZET6的111,112,113脚，27、28脚与频率为25MHz的晶振Y3的两端相连，并且分别通过电容C9、电容C10接地，30脚接LED灯A，31脚接LED灯B；所述的无线能量收集电源模块(6)由接收天线(61)、RF‑DC整流升压模块(62)、能量存储模块(63)、电源管理模块(64)和充电电池(65)构成；所述的接收天线(61)的结构为平面对数周期天线，天线整体由6节振子组成，顶面振子与底面振子交叉排列，馈电点左侧振子与右侧振子呈中心对称结构，中间介质层为FR‑4板材，介质层的正面是铜片正面振子，反面是铜片反面振子；所述的RF‑DC整流升压模块(62)的结构为，电容C11的一端作为RF‑DC整流升压模块的输入端，记为M1_IN，并与接收天线(61)的输出端相连，电容C11的另一端与电感L1的一端以及电容C12～电容C17的一端相连，电感L1的另一端接地，电容C11和电感L1共同组成该模块的匹配网络，电容C12～电容C17的另一端依次分别接二极管D1、二极管D3、二极管D5、二极管D7、二极管D9、二极管D11的阴极，二极管D1的阳极接地，阴极接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接二极管D5的阳极，二极管D5的阴极接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极接二极管D7的阳极，二极管D7的阴极接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极作为RF‑DC整流升压模块的输出端，记为M1_OUT，二极管D3、二极管D5、二极管D7、二极管D9、二极管D11的阳极依次分别通过电容C18～电容C22接地；所述的能量存储模块(63)是由一个超级电容C构成，超级电容C的正极同时作为能量存储模块(63)的输入端和输出端，负极接地；所述的电源管理模块(64)的结构为，电容C23的一端接芯片LM317L的引脚2，并作为电源管理模块的输入端，记为M4_IN，并与能量存储模块(63)的输出端相连，电容C23的另一端接地，电阻R8的一端接芯片LM317L的引脚3，并作为电源管理模块(64)的输出端，记为M2_OUT，接充电电池(65)的输入端，充电电池为整个系统供电，电阻R8的另一端接芯片LM317L的1引脚并通过可变电阻R9接地，电容C24的一端接地，另一端接端口M2_OUT。