基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)與檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)與檢測(cè)方法。所述基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)包括具有照相功能的移動(dòng)終端和外置器件，所述移動(dòng)終端包括應(yīng)用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動(dòng)終端進(jìn)行信息通信。其檢測(cè)方法包括：打開所述應(yīng)用程序模塊，觸發(fā)所述控制模塊；所述控制模塊控制所述外置成像模塊啟動(dòng)工作，同時(shí)所述移動(dòng)終端的內(nèi)置成像模塊配合所述外置成像模塊形成微粒圖像；所述移動(dòng)終端對(duì)形成的微粒圖像進(jìn)行拍攝并顯示；所述應(yīng)用程序模塊對(duì)拍攝的微粒圖像進(jìn)行大氣微粒分析。
【專利說明】基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)與檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)與檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大氣微粒是存在于大氣中極小的、肉眼看不見的微小顆粒，其直徑通常在1?10 III之間，極小的大氣微粒直徑只有0.1 4 III，極少數(shù)甚至達(dá)到100=111的量級(jí)。10 4 III以下的大氣微粒很容易突破人的鼻子和喉嚨的過濾機(jī)制而進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，造成哮喘、肺癌和心血管疾病等疾病的發(fā)生。研究表明，100！?。。。〕叽绲拇髿馕⒘Ｉ踔量梢詽B透細(xì)胞壁，對(duì)人體的其它器官造成侵蝕，包括人的大腦。由于大氣微粒含有大量有毒有害物質(zhì)，而且其在大氣中停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量造成很大的影響。目前世界部分國家已先后將？肌0和912.5列入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)？肌0和912.5進(jìn)行檢測(cè)和研究。大氣微粒的檢測(cè)方法根據(jù)工作原理分為篩分法、沉降法、電感應(yīng)法和光散射法四大類，目前國內(nèi)的檢測(cè)設(shè)備普遍體積大、功耗大、價(jià)格昂貴、不便攜帶等缺點(diǎn)，而且都以微粒重量作為檢測(cè)結(jié)果，不夠直觀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決現(xiàn)有大氣微粒的檢測(cè)設(shè)備體積大、功耗大、價(jià)格昂貴、不便攜帶、檢測(cè)結(jié)果不夠直觀的技術(shù)問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，包括具有照相功能的移動(dòng)終端和外置器件，所述移動(dòng)終端包括應(yīng)用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動(dòng)終端進(jìn)行信息通信。
[0005]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器。
[0006]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述光源模塊包括光源和散熱模塊，所述散熱模塊用于將所述光源模塊工作中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。
[0007]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述傳感器為0103傳感器或傳感器。
[0008]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述外置器件還包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述通信模塊通過所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊電連接。
[0009]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述外置器件還包括調(diào)焦模塊，所述調(diào)焦模塊與所述控制模塊電連接，所述調(diào)焦模塊用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊及外置成像模塊成像的清晰度。
[0010]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述外置器件還包括電源模塊，所述電源模塊與所述控制模塊對(duì)應(yīng)電連接用于給所述外置器件提供電能。
[0011]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的一種較佳實(shí)施例中，所述移動(dòng)終端還包括電源模塊，所述電源模塊用于給所述外置器件及所述移動(dòng)終端提供電能。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括如下步驟:
[0013]打開所述應(yīng)用程序模塊，觸發(fā)所述控制模塊；
[0014]所述控制模塊控制所述外置成像模塊啟動(dòng)工作，同時(shí)所述移動(dòng)終端的內(nèi)置成像模塊配合所述外置成像模塊形成微粒圖像；
[0015]所述移動(dòng)終端對(duì)形成的微粒圖像進(jìn)行拍攝并顯示；
[0016]所述應(yīng)用程序模塊對(duì)拍攝的微粒圖像進(jìn)行大氣微粒分析。
[0017]在本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的的檢測(cè)方法的一種較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器，所述移動(dòng)終端的內(nèi)置成像模塊配合所述外置成像模塊形成微粒圖像的步驟包括:所述光源模塊的光源發(fā)出的入射光進(jìn)入所述樣本腔，被所述樣本腔內(nèi)的微粒散射，散射光依次經(jīng)過所述外置透鏡、濾波器及所述移動(dòng)終端的內(nèi)置透鏡，最后被所述傳感器接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而形成微粒圖像。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，其通過在具有照相功能的移動(dòng)終端內(nèi)設(shè)置應(yīng)用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，并配合所述外置器件來檢測(cè)大氣中的微粒，不僅縮小了檢測(cè)設(shè)備的體積，方便攜帶，功耗低，價(jià)格相對(duì)低廉，而且其以大氣微粒的圖像和濃度值作為檢測(cè)結(jié)果，更為直觀，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1所示基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的成像原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]請(qǐng)結(jié)合參閱圖1和圖2，其中圖1是本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的成像原理圖。所述基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)100包括具有照相功能的移動(dòng)終端1和外置器件2。所述移動(dòng)終端1可以是手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等具有照相功能的便攜式電子設(shè)備。所述外置器件2采用有線連接或者無線連接的方式與所述移動(dòng)終端1進(jìn)行信息通信。
[0024]所述移動(dòng)終端1包括應(yīng)用程序模塊11和內(nèi)置成像模塊12。所述應(yīng)用程序模塊11包括調(diào)焦設(shè)置系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)和分析系統(tǒng)，分別用于成像模塊12的拍攝調(diào)焦設(shè)置、圖像顯示和分析拍攝結(jié)果的大氣微粒。所述內(nèi)置成像模塊12包括內(nèi)置透鏡121和傳感器122。所述傳感器122為0103傳感器或傳感器。
[0025]所述外置器件2包括控制模塊21、外置成像模塊22、調(diào)焦模塊23、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊24和通信模塊25。所述外置成像模塊22和調(diào)焦模塊23分別與所述控制模塊21電連接。所述通信模塊25通過所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊24與所述控制模塊21電連接。
[0026]所述控制模塊21用于接收所述移動(dòng)終端1的應(yīng)用程序模塊發(fā)出的控制指令，并解碼和執(zhí)行控制指令。
[0027]所述外置成像模塊22包括光源模塊221、樣本腔222、外置透鏡223和濾波器224。所述光源模塊221包括光源(圖未示)和散熱模塊(圖未示)。所述光源可以是任何能引起微粒散射的光源，包括激光、[￡0光源或者其它合適的光源。所述散熱模塊用于將所述光源模塊221工作中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。所述光源模塊221的安裝位置和照射方向應(yīng)根據(jù)所選用的不同波長的光源而定，以所述樣本腔222內(nèi)的大部分微粒的散射光在所述移動(dòng)終端1方向光強(qiáng)度最強(qiáng)為宜，從而保證成像質(zhì)量。
[0028]所述外置成像模塊22與所述移動(dòng)終端1的內(nèi)置成像模塊12構(gòu)成完整的成像系統(tǒng)，其成像原理如圖2所示，具體地，所述光源模塊221的光源發(fā)出的入射光進(jìn)入所述樣本腔222，被所述樣本腔222內(nèi)的微粒散射，散射光依次經(jīng)過所述外置透鏡223、濾波器224及所述移動(dòng)終端1的內(nèi)置透鏡121，最后被所述傳感器122接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而形成微粒圖像。根據(jù)組6光散射理論，散射光的光強(qiáng)、空間分布等參數(shù)與散射粒子的大小和空氣分布密切相關(guān)。
[0029]所述調(diào)焦模塊23用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊12及外置成像模塊22成像的清晰度。
[0030]所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊24用于將所述控制模塊21發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述移動(dòng)終端1可識(shí)別的信號(hào)，以及將所述移動(dòng)終端1發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述控制模塊21可識(shí)別的信號(hào)。
[0031]所述通信模塊25可以是有線通信模塊，也可以是無線通信模塊。若所述通信模塊25為有線通信模塊，其可以設(shè)置有與所述移動(dòng)終端1的音頻接口或者舊8接口相匹配的接頭，將所述接頭插入所述移動(dòng)終端1的音頻接口或者舊8接口實(shí)現(xiàn)有線連接。
[0032]此外，所述外置器件2還可以包括電源模塊(圖未示)。所述電源模塊與所述控制模塊21對(duì)應(yīng)電連接用于給所述外置器件2提供電能。當(dāng)然，所述移動(dòng)終端1的電源模塊也可以直接為所述移動(dòng)終端1提供電能。
[0033]基于以上所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)100，本發(fā)明同時(shí)還提供一種檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括如下步驟:
[0034]打開所述應(yīng)用程序模塊，觸發(fā)所述控制模塊；
[0035]具體地，首先打開所述應(yīng)用程序模塊12，所述移動(dòng)終端I發(fā)送檢測(cè)指令至所述外置器件2，所述通信模塊25接收指令并通過所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊24轉(zhuǎn)換成所述控制模塊21可識(shí)別的信號(hào)，然后傳送至所述控制模塊21。
[0036]所述控制模塊21控制所述外置成像模塊22啟動(dòng)工作，同時(shí)所述移動(dòng)終端I的內(nèi)置成像模塊12配合所述外置成像模塊22形成微粒圖像；
[0037]具體地，所述控制模塊21接收檢測(cè)指令并執(zhí)行，所述外置成像模塊22啟動(dòng)工作，同時(shí)所述移動(dòng)終端I的內(nèi)置成像模塊12配合所述外置成像模塊22形成微粒圖像，即所述控制模塊21控制所述光源模塊221接電后發(fā)射入射光，所述入射光入射到所述樣本腔222，繼而被所述樣本腔222內(nèi)的微粒散射，散熱光依次經(jīng)過所述外置透鏡223、濾波器224及內(nèi)置透鏡121，最后被所述傳感器122接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而形成微粒圖像，若所形成的微粒圖像不清晰，可通過所述應(yīng)用程序模塊發(fā)送內(nèi)部調(diào)焦指令和外部調(diào)焦指令至所述控制模塊21，所述控制模塊21控制所述調(diào)焦模塊23完成所述外置成像模塊22及內(nèi)置成像模塊12的焦距調(diào)校，直至微粒圖像清晰可見。
[0038]所述移動(dòng)終端對(duì)形成的微粒圖像進(jìn)行拍攝并顯示；
[0039]具體地，按下所述移動(dòng)終端I的快門按鈕，對(duì)所形成的微粒圖像進(jìn)行拍攝并顯示。
[0040]所述應(yīng)用程序模塊對(duì)拍攝的微粒圖像進(jìn)行大氣微粒分析。
[0041]具體地，所述大氣微粒分析是指通過所述應(yīng)用程序模塊11對(duì)拍攝的微粒圖像進(jìn)行微粒計(jì)量和歸類，并推算出周圍大氣微粒的濃度值(個(gè)數(shù)密度、重量密度等)，根據(jù)所述移動(dòng)終端I呈現(xiàn)的圖像及分析數(shù)據(jù)，我們就能直觀地知道所采集的空氣中有多少有害微粒，并采取相關(guān)措施凈化周圍空氣。
[0042]由于長期使用，所述樣本腔222內(nèi)壁不可避免的會(huì)有殘留的微粒，這些微粒也會(huì)與大氣微粒一起成像，從而對(duì)大氣微粒的檢測(cè)數(shù)據(jù)造成影響。為了減少誤差，本發(fā)明還提供一種校準(zhǔn)方法，具體為:連續(xù)對(duì)不同的空氣樣本成像，然后把這一系列的圖像導(dǎo)入到所述應(yīng)用程序模塊11的分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)通過內(nèi)部程序?qū)?dǎo)入的圖像進(jìn)行分析對(duì)比，把每一張圖像中的微粒篩選出來生成背景圖，當(dāng)檢測(cè)空氣時(shí)，所述分析系統(tǒng)自動(dòng)把空氣樣本的圖像扣除背景圖，作為空氣樣本的圖像。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，其通過在具有照相功能的移動(dòng)終端內(nèi)設(shè)置應(yīng)用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，并配合所述外置器件來檢測(cè)大氣中的微粒，不僅縮小了檢測(cè)設(shè)備的體積，方便攜帶，功耗低，價(jià)格相對(duì)低廉，而且其以大氣微粒的圖像和濃度值作為檢測(cè)結(jié)果，更為直觀，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括具有照相功能的移動(dòng)終端和外置器件，所述移動(dòng)終端包括應(yīng)用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動(dòng)終端進(jìn)行信息通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模塊包括光源和散熱模塊，所述散熱模塊用于將所述光源模塊工作中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為CMOS傳感器或CCD傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述通信模塊通過所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括調(diào)焦模塊，所述調(diào)焦模塊與所述控制模塊電連接，所述調(diào)焦模塊用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊及外置成像模塊成像的清晰度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括電源模塊，所述電源模塊與所述控制模塊對(duì)應(yīng)電連接用于給所述外置器件提供電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)終端還包括電源模塊，所述電源模塊用于給所述外置器件及所述移動(dòng)終端提供電能。
9.一種用于權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括如下步驟: 打開所述應(yīng)用程序模塊，觸發(fā)所述控制模塊； 所述控制模塊控制所述外置成像模塊啟動(dòng)工作，同時(shí)所述移動(dòng)終端的內(nèi)置成像模塊配合所述外置成像模塊形成微粒圖像； 所述移動(dòng)終端對(duì)形成的微粒圖像進(jìn)行拍攝并顯示； 所述應(yīng)用程序模塊對(duì)拍攝的微粒圖像進(jìn)行大氣微粒分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于移動(dòng)終端的大氣微粒檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器，所述移動(dòng)終端的內(nèi)置成像模塊配合所述外置成像模塊形成微粒圖像的步驟包括: 所述光源模塊的光源發(fā)出的入射光進(jìn)入所述樣本腔，被所述樣本腔內(nèi)的微粒散射，散射光依次經(jīng)過所述外置透鏡、濾波器及所述移動(dòng)終端的內(nèi)置透鏡，最后被所述傳感器接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而形成微粒圖像。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK104458522SQ201410698479
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】劉星, 李勇林, 寧世江, 李倩珊, 喬堂強(qiáng) 申請(qǐng)人:中盟科創(chuàng)（深圳）科技發(fā)展有限公司