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专利号: 2023220459698
申请人: 徐州工业职业技术学院
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于北斗定位和LoRa通信的空气质量检测系统,其特征在于,包括电源模块、微控制器、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块和LoRa通信模块,所述电源模块为颗粒物检测模块、气体污染物检测模块、北斗定位模块、LoRa通信模块以及微控制器供电;

所述颗粒物检测模块用于实时采集空气中PM 2.5和PM10的浓度数据,并将采集到的PM 

2.5和PM10的浓度数据信号实时传送至微控制器;

所述气体污染物检测模块用于实时采集空气中CO、SO2、O3和NO2的浓度数据,并将采集到的CO、SO2、O3和NO2的浓度数据信号实时传送至微控制器;

所述北斗定位模块用于实时采集污染源的坐标数据以及时间数据,并将采集到的坐标和时间数据信号实时传送至微控制器;

所述LoRa通信模块为微控制器内部集成的LoRa射频收发器,外接LoRa射频通信电路,实现LoRa通信;

所述微控制器用于接收分别经颗粒物检测模块、气体污染物检测模块和北斗定位模块传送的PM 2.5和PM10浓度数据信号、CO、SO2、O3和NO2浓度数据信号、坐标和时间数据信号,并对接收到的数据信号进行分析处理后通过LoRa通信模块将数据上传至控制终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位和LoRa通信的空气质量检测系统,其特征在于,所述的微控制器采用Air101芯片;所述的颗粒物检测模块采用PMSX003模块;所述的气体污染物检测模块采用多合一模组ZEHS04;所述的北斗定位模块采用AIR530Z芯片;所述的LoRa通信模块采用E28‑2G4M27SX模块;所述的电源模块转换芯片选用集成芯片TPS54360。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于北斗定位和LoRa通信的空气质量检测系统,其特征在于,所述的微控制器芯片的接口电路包括电源电路、复位电路、时钟电路、应用接口电路,微控制器芯片的引脚7、17、24、31并联1uF滤波器电容,引脚9并联1nF电容,引脚10、11并联47uF滤波电容,引脚25外接4.7uF滤波电容,微控制器芯片的引脚4外接按键复位电路,电源上电或者按下SW复位按键时,微控制器芯片复位;微控制器芯片引脚3接入按键唤醒电路,用于微控制器芯片休眠时,拉高唤醒;时钟电路是由微控制器芯片的引脚5、引脚6外接的40M晶振电路;

应用接口电路外接北斗定位模块、LoRa通信模块、颗粒物检测模块、气体污染物检测模块,其中微控制器芯片的引脚1、引脚2分别与北斗定位模块的引脚8、引脚9相连,收发经纬度和时间数据;

微控制器芯片的引脚21、引脚23、引脚20、引脚22与LoRa通信模块的E28‑2G4M27SX的SPI接口相连,实现对SPI数据的发送和接收;微控制器芯片的引脚32、引脚30与LoRa通信模块的引脚8、引脚9相连,控制LoRa收发信号的放大;微控制器芯片的引脚28与LoRa通信模块的引脚11相连,控制LoRa通信模块的复位;微控制器芯片的引脚29接LoRa通信模块的引脚

12,监测LoRa通信模块的通信状态;

微控制器芯片的引脚18、引脚19分别与颗粒物检测模块的引脚4、引脚5相连,实现串口的通信;微控制器芯片的引脚15接颗粒物检测模块的引脚3,实现模块的工作状态设置,微控制器芯片的引脚16接颗粒物检测模块的引脚6,实现颗粒物检测模块的复位;

微控制器芯片的引脚26、引脚27分别与气体污染物检测模块的引脚6、引脚5相连,实现串口数据的通信;

电源模块的电路转换通过PWM控制MOS管的通断来实现,通过电感、二极管形成稳定的电流回路;在电源模块芯片的引脚1和引脚8端子之间连接陶瓷电容器,引脚2和引脚3之间以及引脚3和GND之间分别设有电阻RT1和RT2,以产生启动和停止电压;引脚4接电阻RT3,设置开关频率;引脚8端子和GND之间接有捕获二极管DT1。