一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工 業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來環(huán)境空氣質(zhì)量的惡化越來越得到人們的重視，空氣作為人類生存的第一要 素，直接影響人類的生存與發(fā)展，特別是工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測問題得到了人們越來越 多的關(guān)注。傳統(tǒng)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測模式是采用儀器固定監(jiān)測，專業(yè)要求高，需要有專 業(yè)人員使用專用儀器進行采集、檢測，普通人難以實時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，無法滿足工業(yè)環(huán)境監(jiān) 測實時化、多樣化的要求。如何開發(fā)出一種能夠通過簡單手段就能獲取空氣檢測數(shù)據(jù)的系 統(tǒng)和方法已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)環(huán)境現(xiàn)場空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取不便的缺 陷，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法來解 決上述問題。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] 一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括Android手 機、藍牙模塊、粉塵傳感器和Arduino主控板，所述的粉塵傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與Arduino 主控板的數(shù)據(jù)輸入端相連，藍牙模塊接在Arduino主控板的通信接口上，所述的藍牙模塊 與Android手機進行藍牙無線連接。
[0006] 所述的粉塵傳感器的型號為DSM501。
[0007] 所述的藍牙模塊的型號為HC-06。
[0008] 一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法，包括 以下步驟：
[0009] 粉塵數(shù)據(jù)的獲取，通過粉塵傳感器實時采集當(dāng)前外部環(huán)境中的粉塵污染參數(shù)，并 傳送給Arduino主控板；
[0010] 粉塵數(shù)據(jù)的計算，Arduino主控板對獲取到的實時粉塵數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算，并傳 送給藍牙模塊；
[0011] 建立藍牙無線連接，Android手機與藍牙模塊建立藍牙無線連接；
[0012] 污染數(shù)據(jù)的展示，Android手機接收藍牙模塊發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)并進行展示。
[0013] 所述的粉塵數(shù)據(jù)的計算包括以下步驟：
[0014] Arduino主控板設(shè)定當(dāng)前時間為采集計算起始時間，采集時間為T，T= 30s;
[0015] Arduino主控板獲取30秒內(nèi)每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)i;
[0016] Arduino主控板計算平均污染值a，其計算公式如下：
[0017]
，其中0i為每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)；
[0018] Arduino主控板向藍牙模塊輸出平均污染值a，并重置采集計算起始時間。
[0019] 一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法，所述 的建立藍牙無線連接包括以下步驟：
[0020] Android手機開啟手機藍牙權(quán)限；
[0021] Android手機搜索藍牙設(shè)備；
[0022] Android手機找到藍牙模塊，注冊BroadcastRceciver，獲取配對信息，與藍牙模 塊建立無線連接；
[0023] Android手機監(jiān)聽藍牙模塊，接收藍牙模塊發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)。
[0024] 有益效果
[0025] 本發(fā)明的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)及其控 制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比可以利用Android手機隨時監(jiān)測工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣，極大 地方便用戶對工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的實時監(jiān)控。具有結(jié)構(gòu)簡單、成本經(jīng)濟、系統(tǒng)穩(wěn)定的特點。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明的方法步驟圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明中粉塵數(shù)據(jù)計算的方法步驟圖；
[0029] 其中，1-Arduino主控板、2-粉塵傳感器、3-Android手機、4-藍牙模塊。
【具體實施方式】
[0030] 為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的 實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：
[0031] 如圖1所示，本發(fā)明所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時 監(jiān)測系統(tǒng)，包括Android手機3、藍牙模塊4、粉塵傳感器2和Arduino主控板1。Arduino 主控板1用于整體的計算和控制，粉塵傳感器2用于采集現(xiàn)場的空氣質(zhì)量。粉塵傳感器2 的型號可以為DSM501，用于PM2. 5的數(shù)據(jù)采集，也可以為其他指標(biāo)的專用采集工具。藍牙模 塊4用于使用藍牙技術(shù)對外進行數(shù)據(jù)傳輸，其型號可以為HC-06。粉塵傳感器2的數(shù)據(jù)輸 出端與Arduino主控板1的數(shù)據(jù)輸入端相連，粉塵傳感器2將其采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給 Arduino主控板1。藍牙模塊4接在Arduino主控板1的通信接口上，給Arduino主控板1 向外界傳送數(shù)據(jù)信息。藍牙模塊4與Android手機3進行藍牙無線連接，將數(shù)據(jù)信息展示 給用戶。
[0032] 如圖2所示，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān) 測系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：
[0033] 第一步，粉塵數(shù)據(jù)的獲取，通過粉塵傳感器2實時采集當(dāng)前外部環(huán)境中的粉塵污 染參數(shù)，并傳送給Arduino主控板1。粉塵傳感器2以秒為單位，在外部環(huán)境中實時采集污 染指數(shù)，如粉塵傳感器2為DSM501時，則實時采集PM2. 5的含量，通過自身的接口傳送給 Arduino主控板1，以供Arduino主控板1進行計算比較。
[0034] 第二步，粉塵數(shù)據(jù)的計算，Arduino主控板1對獲取到的實時粉塵數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和 計算，并傳送給藍牙模塊4。粉塵傳感器2所傳送的數(shù)據(jù)為每秒不斷變化的數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)傳 輸速度無法達到以秒進行更新的程序，也就是說給用戶所展示的數(shù)據(jù)無法直接從粉塵傳感 器2中獲取就展示給客戶，因此Arduino主控板1需要對所獲取的數(shù)據(jù)進行處理和分析，如 圖3所示，其具體步驟如下：
[0035] (l)Arduino主控板1設(shè)定當(dāng)前時間為采集計算起始時間，采集時間為T，T= 30s。 采集時間T的設(shè)置可以根據(jù)藍牙傳輸速度來進行設(shè)定，采集時間越長，則采集精度越低；采 集時間越短，雖采集精度越高，但其傳輸壓力就越大，按藍牙傳輸速率換算，T最好可以設(shè)置 為30秒。
[0036] (2)Arduino主控板1通過粉塵傳感器2獲取30秒內(nèi)每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)p共 30個。
[0037] (3)Arduino主控板1計算平均污染值a，其計算公式如下：
[0038]
，其中0 每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)，對30個實時粉塵值進行平均計 算后，得出平均污染值a。
[0039] (4)Arduino主控板1向藍牙模塊4輸出平均污染值a，并重置采集計算起始時間， 以供下一個時間周期T平均污染值的輸出。
[0040] 第三步，建立藍牙無線連接，Android手機3與藍牙模塊4建立藍牙無線連接，以 備數(shù)據(jù)發(fā)送使用。其具體步驟如下：
[0041] (1)Android手機3開啟手機藍牙權(quán)限，Android手機3先查看自身是否已打開藍 牙連接，若未打開則將手機的藍牙連接打開。
[0042] (2)Android手機3搜索藍牙設(shè)備，Android手機3對藍牙范圍內(nèi)存在的藍牙設(shè)備 進行搜索，查找藍牙模塊4。
[0043] (3)Android手機3找到藍牙模塊4,注冊BroadcastRceciver，將藍牙模塊4與 Android手機3進行配對，獲取配對信息，與藍牙模塊4建立無線連接。
[0044] (4)Android手機3監(jiān)聽藍牙模塊4,若藍牙模塊4有數(shù)據(jù)外送，Android手機3則 接收藍牙模塊4發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)。
[0045] 第四步，污染數(shù)據(jù)的展示，Android手機3接收藍牙模塊4發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)，在 Android手機3給用戶進行展示，隨時地為不同用戶提供工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測。
[0046] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括Android手機 (3)、藍牙模塊（4)、粉塵傳感器（2)和Arduino主控板（1)，其特征在于：所述的粉塵傳感器 (2)的數(shù)據(jù)輸出端與Arduino主控板（1)的數(shù)據(jù)輸入端相連，藍牙模塊（4)接在Arduino主 控板（1)的通信接口上，所述的藍牙模塊（4)與Android手機（3)進行藍牙無線連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測 系統(tǒng)，其特征在于：所述的粉塵傳感器（2)的型號為DSM501。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測 系統(tǒng)，其特征在于：所述的藍牙模塊（4)的型號為HC-06。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測 系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 41) 粉塵數(shù)據(jù)的獲取，通過粉塵傳感器（2)實時采集當(dāng)前外部環(huán)境中的粉塵污染參數(shù)， 并傳送給Arduino主控板（1); 42) 粉塵數(shù)據(jù)的計算，Arduino主控板（1)對獲取到的實時粉塵數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算， 并傳送給藍牙模塊（4); 43) 建立藍牙無線連接，Android手機（3)與藍牙模塊（4)建立藍牙無線連接； 44) 污染數(shù)據(jù)的展示，Android手機（3)接收藍牙模塊（4)發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)并進行展 不O5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測 系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述的粉塵數(shù)據(jù)的計算包括以下步驟： 51. Arduino主控板（1)設(shè)定當(dāng)前時間為采集計算起始時間，采集時間為T，T = 30s ; 52. Arduino主控板（1)獲取30秒內(nèi)每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)β i; 53. Arduino主控板（1)計算平均污染值a，其計算公式如下：其中Pi為每秒的實時粉塵數(shù)據(jù)； 54. Arduino主控板（1)向藍牙模塊（4)輸出平均污染值a，并重置采集計算起始時間。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測 系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述的建立藍牙無線連接包括以下步驟： 61. Android手機（3)開啟手機藍牙權(quán)限； 62. Android手機（3)搜索藍牙設(shè)備； 63) 八11(11'〇丨(1手機（3)找到藍牙模塊（4)，注冊131'〇3(1〇38七此6(3；^61'，獲取配對信息，與藍 牙模塊（4)建立無線連接； 64. Android手機（3)監(jiān)聽藍牙模塊（4)，接收藍牙模塊（4)發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)和藍牙技術(shù)的工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比解決了工業(yè)環(huán)境現(xiàn)場空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取不便的缺陷。本發(fā)明包括以下步驟：粉塵數(shù)據(jù)的獲取，通過粉塵傳感器實時采集當(dāng)前外部環(huán)境中的粉塵污染參數(shù)，并傳送給Arduino主控板；粉塵數(shù)據(jù)的計算，Arduino主控板對獲取到的實時粉塵數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算，并傳送給藍牙模塊；建立藍牙無線連接，Android手機與藍牙模塊建立藍牙無線連接；污染數(shù)據(jù)的展示，Android手機接收藍牙模塊發(fā)送的粉塵數(shù)據(jù)并進行展示。本發(fā)明可以利用Android手機隨時監(jiān)測工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣，極大地方便用戶對工業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量的實時監(jiān)控。
【IPC分類】G01N15/06
【公開號】CN104897535
【申請?zhí)枴緾N201510260014
【發(fā)明人】劉奎, 汪文明, 周林立, 謝成軍, 張潔, 宋良圖
【申請人】安慶師范學(xué)院, 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月20日