雾霾在线监测装置

摘要

本发明公开了一种雾霾在线监测装置由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，信号采集模块和显示模块组成。信号采集模块中的粉尘传感器采用GP2Y1010AU0F模块，该模块能将采集的粉尘浓度以标准电压信号的形式发送到控制器模块；二氧化硫传感器将采集的信息转换为电流信号，电流信号通过IV电路转换为标准电压信号后发送到控制器模块，控制器模块通过内部集成的AD转换器将两种监测参数的电压信号转换为数字信号，并将这些信号经过处理运算后将浓度信息显示在液晶屏LCD19264上。该装置能实时在线的完成雾霾监测任务。

主权项

雾霾在线监测装置由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，信号采集模块和显示模块组成；控制器模块以STM32F101V3为核心；电源管理模块由5V电源转换电路和3.3V电源转换电路组成；外部存储模块以存储芯片AT45DB041D为核心；信号采集模块包括二氧化硫传感器和粉尘传感器GP2Y1010AU0F电路；显示模块采用LCD19264液晶；信号采集模块自动采集空气中二氧化硫和粉尘的浓度，粉尘传感器采用GP2Y1010AU0F模块，该模块能将采集的粉尘浓度以标准电压信号的形式发送到控制器模块；二氧化硫传感器将采集的信息转换为电流信号，电流信号通过IV电路转换为标准电压信号后发送到控制器模块，控制器模块通过内部集成的AD转换器将两种监测参数的电压信号转换为数字信号，并将这些信号经过处理运算后将浓度信息显示在液晶屏LCD19264上，同时通过存储模块将这些信息保存，以便需要时调用；所述的控制器模块电路由控制器U1 STM32F101V3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第一晶振Y1和第二晶振Y2组成；控制器U1 STM32F101V3的22引脚、50引脚、75引脚、100引脚、28引脚、11引脚与VDD3.3相连；控制器U1 STM32F101V3的49引脚、74引脚、99引脚、27引脚、10引脚相连并接地；控制器U1 STM32F101V3的12引脚、第一晶振Y1的一端与第一滤波电容C1的一端相连；控制器U1 STM32F101V3的13引脚、第一晶振Y1的另一端与第二滤波电容C2的一端相连；第一滤波电容C1的另一端与第二滤波电容C2的另一端相连并接地；控制器U1 STM32F101V3的9引脚、第二晶振Y2的一端与第三滤波电容C3的一端相连；控制器U1 STM32F101V3的8引脚、第二晶振Y2的另一端与第四滤波电容C4的一端相连；第三滤波电容C3的另一端与第四滤波电容C4的另一端相连并接地；所述的5V电压转换电路由12V锂电池、5V电压转换芯片U2 7805、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第一极性电容C7、第二极性电容C8和电源指示灯DS1组成；12V锂电池与VDD12相连；电压转换芯片U2 7805的1引脚、第一极性电容C7的阳极、第五滤波电容C5的一端与VDD12相连；电压转换芯片U2 7805的2引脚、第一极性电容C7的阴极、第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的一端、第二极性电容C8的阴极与电源指示灯DS1的2引脚相连并接地；电压转换芯片U2 7805的3引脚、第六滤波电容C6的另一端、第二极性电容C8的阳极、电源指示灯DS1的1引脚与VDD5.0相连；所述的3.3V电压转换电路由3.3V电压转换芯片U3 LM1117、第九滤波电容C9、第十一滤波电容C11、第三极性电容C10和第四极性电容C12组成；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的3引脚、第九滤波电容C9的一端、第三极性电容C10的阳极与VDD5.0相连；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的1引脚、第九滤波电容C9的另一端、第三极性电容C10的阴极、第四极性电容C12的阴极与第十一滤波电容C11的一端相连并接地；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的2引脚、第四极性电容C12的阳极、第十一滤波电容C11的另一端与VDD3.3相连；所述的外部存储器模块电路由存储芯片U4 AT45DB041D、第一电阻R1、第二电阻R2组成；存储芯片U4 AT45DB041D的4引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_SS引脚相连；存储芯片U4 AT45DB041D的8引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_MISO引脚相连；存储芯片U4 AT45DB041D的1引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_MOSI引脚相连；存储芯片U4 AT45DB041D的2引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_SCK引脚相连；存储芯片U4 AT45DB041D的6引脚、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端与VDD3.3相连；存储芯片U4 AT45DB041D的3引脚与第一电阻R1的另一端相连；存储芯片U4 AT45DB041D的5引脚、第二电阻R2的另一端与控制器U1 STM32F101V3的PB0引脚相连；存储芯片U4 AT45DB041D的7引脚接地；所述的信号采集模块包括灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F、二氧化硫传感器插口JP1、芯片U5A LM358、第三电阻R3、第四电阻R4和第十三滤波电容C13；灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F的1引脚、3引脚与VDD5.0相连；灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F的2引脚接地；灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F的4引脚接地；灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F的5引脚与控制器U1 STM32F101V3的ADC0引脚相连；灰尘传感器插口JP2 GP2Y1010AU0F的6引脚与VDD5.0相连；二氧化硫传感器插口JP1的1引脚接地；二氧化硫传感器插口JP1的2引脚架空；二氧化硫传感器插口JP1的4引脚与VDD5.0相连；二氧化硫传感器插口JP1的3引脚、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端与第十三滤波电容C13的一端相连；第四电阻R4的另一端与第十三滤波电容C13的另一端相连并接地；第三电阻R3的另一端与芯片U5A LM358的2引脚相连；芯片U5A LM358的4引脚与VDD5.0相连；芯片U5A LM358的8引脚接地；芯片U5A LM358的3引脚、1引脚与控制器U1 STM32F101V3的ADC1引脚相连；所述的显示模块包括液晶屏插口J1 LCD19264、第五电阻R5和第六电阻R6；液晶屏插口J1 LCD19264的1引脚与第五电阻R5的一端相连并接地；液晶屏插口J1 LCD19264的2引脚与VDD5.0相连；液晶屏插口J1 LCD19264的3引脚、第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端相连；液晶屏插口J1 LCD19264的4引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE14引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的5引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE13引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的6引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE12引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的7引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE11引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的8引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE10引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的9引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE9引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的10引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE8引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的11引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE7引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的12引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE6引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的13引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE5引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的14引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE4引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的15引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE3引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的16引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE2引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的17引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE1引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的18引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE0引脚相连；液晶屏插口J1 LCD19264的19引脚与第六电阻R6的另一端相连；液晶屏插口J1 LCD19264的20引脚与VDD5.0相连。