氣體變送器的製作方法
2023-07-05 15:17:41
專利名稱：氣體變送器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空氣環境監測系統，更加具體地說，涉及一 種監測空氣環境並且將監測到的數據傳送至其它設備或公示系統。
背景技術：
在相對封閉的室內場所，尤其是公共場所中，比如大型商業中心 等地，由於人們處於一個相對封閉的空間中，空氣流動程度不如在戶 外高，所以汙染物易於在空氣中累積。這時，採用顯示屏來顯示空氣 中的汙染物及其濃度，以使人們可以清楚地知道自身所處的環境情況。
圖1示出了一種現有技術的空氣環境監測系統，其包括一個或多
個傳感器10， 一個或多個直接數字控制器(DDC) 20，計算機30和 LED屏40。其中，傳感器IO感應的模擬量信號被傳送給DDC(直接數 字控制器)20， DDC20將模擬信號經自身的轉換處理，將傳感器10傳 來的模擬信號轉化成數位訊號，並通過和計算機30的網絡接口傳輸給 計算機30，計算機30對接收到的數位訊號進行進一步的處理，將處理 好的信號通過232通信接口傳輸到LED屏40進行顯示。其中模擬量的 數量是根據DDC20的模擬量輸入接口數量決定。而DDC20的數量是 由現場應用要求決定的。
以上的空氣環境檢測公示系統能夠通過傳感器檢測空氣中的汙染 物及其濃度，並且將有關數據實時顯示在LED屏上，使得人們能夠實 時地了解所處環境中的空氣品質。但是，在該系統中，由於需要一個 或多個直接數據控制器(DDC)將傳感器檢測到的數據經過轉換傳送 到計算機30，使得計算機30無法直接使用傳感器檢測到的環境數據， 從而造成了系統結構的複雜和用戶的不便。同時由於傳慼器的變送部
分只具有單向的模擬量輸出，因次不僅與其它設備的聯接距離受限制， 而且不可能對測量參數進行修正或設定。
實用新型內容
因此，本實用新型意在解決由於現有技術的缺陷引起的一個或多 個問題。
本實用新型的目的是提供一種多功能氣體變送器，其能夠將檢測 到的環境參數進行數據處理，以便直接輸出到其它設備或計算機，以 被直接使用。
本實用新型的目的是提供一種多功能氣體變送器，其能夠和外接 設備雙向通信。
根據本實用新型的目的，提供了一種氣體變送器，其包括傳感器 部件，其是感應周圍空氣的環境參數並以模擬量或脈衝輸出該參數的 傳感器；中央處理器部件，其是集成晶片結構的處理器，將傳感器檢 測到的信號轉換為數字數據；電源部件，其是向氣體變送器的各個部 件提供能量的電源；通信部件，其是和中央處理部件及其它外接設備 通信的通信接口，從而傳送中央處理器部分的數字數據到外接設備， 並同時可接收外部指令對傳感器參數進行設定及修正。
其中，該中央處理器部件是嵌入式微處理單片機。
其中，該通信部件是RS232接口， RS485接口， USB接口中的一種。
其中，該氣體變送器包括感測各種環境參數的一個或多個單獨的 傳感器部件。
根據本實用新型，該多功能氣體變送器可以將感應到的環境中的 多項空氣參數直接提供給顯示設備，從而簡化了系統結構並便於用戶 使用。
圖l是現有技術的空氣環境監測系統的示例性框圖2是根據本實用新型的空氣環境監測系統的框圖3是根據本實用新型的空氣環境監測系統的變送器的原理框圖。
具體實施方式
下面將參考附圖詳細描述本實用新型的具體實施例。
圖2是根據本實用新型的空氣環境監測系統的框圖。
如圖2所示，本實用新型的空氣環境監測系統100主要有三部分 組成，艮卩，LED屏100，系統控制器200和一個或多個變送器300。
根據本實用新型，該空氣環境檢測系統100具有一個或多個變送 器300，例如，其可以為C02+C0+溫度+溼度網絡變送器，或其它種類 網絡變送器，比如F2000TSM-IAQ-S401-N。該變送器300可以採用C02 傳感器、CO傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器監測空氣中的C02、 CO 濃度，以及空氣的溫度和溼度。該變送器300還包括智能AVR晶片、 高速MAX487E通信晶片等，從而將採集的被監測場所空間中的二氧化 碳(C02)濃度、 一氧化碳(CO)濃度、溫度、溼度原始檢測數據 經過處理後通過其自身的通信接口直接傳送到系統控制器200或其他 具有相同通信接口的控制設備如計算機。在本實用新型中，變送器300 釆集空氣中的多種氣體的濃度以及溫度、溼度等環境參數，通過本身 的嵌入式微處理單片機進行A/D轉換及線性化、濾波等數據處理，得 到相應環境參數的測量值，再通過通信接口直接傳送至系統控制器200
或其他控制設備。通過通信接口，變送器300可接收外部指令對傳感 器參數進行設定及修正。該系統控制器200可以採用高速大容量的處 理器，例如，32位ARM系列AT91SAM7S256微處理晶片，其能夠進 行高速通信，並且具有RS232或RS485或USB通信接口、 LED驅動
器驅動接口，從而可以和任意具有以上接口的控制設備及顯示終端相 連接。該系統控制器200或其他控制設備通過通信接口從一個或多個 變送器300接收數據，並且對於接收的數據進行進一步處理，之後通 過LED驅動器驅動接口實時傳送到LED顯示屏100上。在本實用新型 中，系統控制器200具有替代目前應用模式中DDC(現場控制器)+PC 機的部分的數據處理和控制功能，並採用嵌入式微處理單片機通過通 信接口接受變送器IOO的數據，加以處理後再控制LED屏的顯示模式 及顯示內容。根據本實用新型的優選實施例，本實用新型的系統控制 器200可以提供5種LED屏的顯示模式，包括字體大小、顏色、位置 等選擇。
圖3為本實用新型的多功能氣體變送器300的結構示意圖。
如圖3所示，本實用新型的變送器300包括中央處理器部件301， 電源部件302，通信部件303和傳感器部件304。
在本實用新型的特定的實施例中，中央處理部件301為集成式芯 片結構，例如，美國ATMEL公司的AVR系列單片機ATMEGA88V, 以對傳感器部件304感應到的數據進行處理。電源部件302適用於寬 泛的電壓輸入，例如，AC/DC12V-40V，其可以採用高性能的電源管理 晶片，從而達到降低電源溫度的效果，以減少溫度對傳感器的幹擾。 通信部件303可包括一路RS485或RS232或USB接口 ，從而和系統控 制器200以及其他控制設備進行數據通信。根據需要，傳感器部件304 可包括二氧化碳(C02)、 一氧化碳(CO)、粉塵、溫度、溼度傳感 器等，此類傳感器可以是本領域普通技術人員公知的傳感器，因此， 在這裡將不進行詳細描述。
在該變送器300中，將通過多個傳感器採集來的原始數據由中央
處理部件301進行處理，並將處理完的數據通過通信接口提供給系統 控制器200以及其他控制設備。
根據本實用新型，變送器內部採用嵌入式微處理單片機進行數據 處理，將採集得到的環境參數經過轉換計算後，再傳送給其它處理設 備，例如，系統控制器。因此，由於變送器本身已經對數據進行了計 算處理，變送器也可以通過其通信接口將數據直接傳送至PC機或其它 外圍處理設備和通信設備。
下面，將以空氣環境監測公示系統的被測對象為環境溫度、環境 溼度、環境一氧化碳(CO)濃度、環境二氧化碳(C02)濃度為例描述本 實用新型的多功能空氣變送器的工作實例。
1. 環境一氧化碳(CO)濃度操作流程如下
CO傳感器檢測公共場所被測空氣中的CO濃度，並轉換成電壓信
號；將電壓信號傳送到放大器，經中央處理器本身的AD轉換電路轉換 成數位訊號並進行處理；將處理後的數據信號通過其通信接口傳輸到 系統控制器並且將該環境數據以可顯示的格式發送到LED屏進行顯 示，或通過通信接口傳輸給其他設備。
2. 環境溫度操作流程如下
溫度傳感器檢測公共場所被測環境溫度，並轉換成電壓信號；將 電壓信號傳送到放大器，經中央處理器本身的AD轉換電路轉換成數字 信號並進行處理；將處理後的數據信號通過通信接口傳輸到系統控制 器並且將該環境數據以可顯示的格式發送到LED屏進行顯示，或通過 通信接口傳輸給其他設備。
3. 環境溼度操作流程如下
溼度傳感器檢測公共場所被測環境溼度，將電容式溼度傳感器電 容變化經頻率轉換電路轉換成頻率信號由中央處理器監測頻率信號並 進行處理。或將電阻式溼度傳感器的電阻變化轉換成電壓變化信號。 然後經中央處理器本身的AD轉換電路轉換成數位訊號並進行處理。將 處理後的數據信號通過其通信接口傳輸到系統控制器並且將該環境數
據以可顯示的格式發送到LED屏進行顯示，或通過通信接口傳輸給其 他設備。
4.環境二氧化碳(C02)濃度操作流程如下
C02傳感器模塊檢測空氣中的C02濃度，並輸出電壓或數位訊號； 中央處理器經AD轉換電路將電壓信號轉換成數位訊號；或中央處理器 通過串口直接讀取C02傳感器模塊的數位訊號進行處理。處理後的數 據信號通過其通信接口傳輸到系統控制器並且將該環境數據以可顯示 的格式發送到LED屏進行顯示，或通過通信接口傳輸給其他設備。
因此，通過上面所述，本實用新型的多功能空氣變送器可以將感 應到的表示空氣環境數據的模擬量或頻率信號經過處理轉換為可以直 接經通信接口傳輸和由LED屏顯示的數據信號，具有雙向通信的功能， 延長了該空氣變送器與其他系統控制器的聯接距離，從而擴展了空氣 變送器的功能及使用範圍。
權利要求1.一種氣體變送器，其特徵在於包括傳感器部件，其是感應周圍空氣的環境參數並以模擬量或頻率輸出該參數的傳感器；中央處理器部件，其是集成晶片結構的處理器，將傳感器檢測的信號直接轉換為數位訊號輸出；電源部件，其是向氣體變送器的各個部件提供能量的電源；通信部件，其是和中央處理部件及其它外接設備通信的通信接口，從而傳送中央處理器部分的數字數據到外接設備。
2. 如權利要求l所述的氣體變送器，其特徵在於，該氣體變送器 包括感測各種環境參數的一個或多個單獨的傳感器部件。
3. 如權利要求l所述的氣體變送器，其特徵在於，該中央處理器 部件是嵌入式微處理單片機。
4. 如權利要求l所述的氣體變送器，其特徵在於，該通信部件是 RS232接口， RS485接口， USB接口中的一種。
5. 如權利要求l所述的氣體變送器，其特徵在於，它具有雙向傳 輸的數字接口，用於將傳感器檢測的信號直接傳輸給其它設備。
6. 如權利要求5所述的氣體變送器，其特徵在於，外接設備通過 該數字接口對氣體變送器進行測量參數的設定及修正。
7. 如權利要求6所述的氣體變送器，其特徵在於，該對氣體變送 器進行測量參數的設定及修正包括對使用環境中大氣壓力進行補償。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能氣體變送器，其特徵在於包括傳感器部件，其是感應周圍空氣的多個環境參數並以模擬量輸出該多個參數的傳感器；中央處理器部件，其是集成晶片結構的處理器，將傳感器檢測的信號轉換成數位訊號輸出；電源部件，其是向氣體變送器的各個部件提供能量的電源；和通信部件，其是和中央處理部件及其它外接設備通信的通信接口，從而傳送中央處理器部分的數字數據到其它外接設備。通過本實用新型的多功能氣體變送器，可以將感應環境中的各項空氣參數的傳感器集成在一個氣體變送器中並將處理後的數據直接傳輸給其它設備，並同時通過這個數據通信接口，可對該氣體變送器進行測量參數的設定及修正，包括進行對使用環境中大氣壓力的補償等。
文檔編號G01N35/00GK201072419SQ200720169670
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月11日 優先權日2007年7月11日
發明者郗曉言 申請人:北京通迪控制技術有限公司