[发明专利]复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保监测领域，尤其涉及一种复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法。

背景技术

地球变暖问题已引起全球的密切关注，二氧化碳是最重要的温室气体亦是全球变暖的主要原因，其含量自1000年前的280ppm持续上升，尤其自1860年第二次工业革命以来，其上升曲线已几乎成直线趋势，2009年度二氧化碳浓度变化已经上升至387.35ppm，升幅高达38.3％。基于对空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测的需求，本发明针对温室气体二氧化碳浓度与空气环境的温度、湿度和光照强度有着重要关联的特点，综合利用多种传感器和GPRS(General packet radio service)技术，自主创新开发了一种复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法，利用空气环境传感器组实时采集监测点当前空气环境的二氧化碳浓度、温度、湿度和光照强度数据，采用GPS接收模块获取监测点的定位信息和授时信息，通过SD卡数据存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块实现实时采集数据、定位信息和授时信息的自动存储、实时显示和无线连续传输。该监测装置及方法能够提供安全可靠、快速直读、远程实时、连续工作的二氧化碳浓度监测，为复杂空气环境下二氧化碳浓度的远程实时动态监测提供有效手段。

专利号为ZL200920032233.4公开了一种二氧化碳远程监测装置，该装置由MCU主控制模块、数据采集模块、GPS定位模块、电平转换模块、GSM短信报警模块、SD卡存储模块、液晶显示模块和电源模块组成。该装置是以MCU为核心控制器，数据采集模块实时采集二氧化碳浓度，液晶显示模块显示烟囱排放二氧化碳浓度、检测时间、烟囱经纬度等信息，采用GPS模块定位厂矿烟囱的具体位置，采用GSM无线短信传输方式实现报警，所有有效数据均备份到SD存储卡中，可以帮助环保部门准确、实时、远程获取厂矿烟囱的二氧化碳排放情况。但是该装置主要是针对厂矿烟囱的二氧化碳排放进行远程监测，并没有考虑到二氧化碳浓度与复杂的空气环境存在的重要关联，没有在实时监测二氧化碳浓度的同时，采集相应空气环境的温度、湿度和光照强度信息；另外该装置仅在二氧化碳浓度达到阀值时通过GSM无线短信传输方式实现报警，不能实现GPRS无线网络通讯，因此无法将二氧化碳浓度及其他实时采集数据进行无线连续传输，难以满足对二氧化碳浓度远程动态连续监测的需要。在实际推广到复杂空气环境下的室外二氧化碳排放场所时受到限制，可操作性不强，难以对复杂空气环境下二氧化碳气体泄漏、扩散和迁移过程进行远程实时采集、无线连续传输和动态移动式定位。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可操作性强的复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置及方法，该装置利用现有的多种传感器和GPRS技术，能够支持复杂空气环境下二氧化碳浓度数据实时监测和远程连续传输。

技术方案：本发明的复杂空气环境下二氧化碳浓度远程实时监测装置，包括中央处理单元、分别与中央处理单元相连接的GPS接收模块、SD卡数据存储模块、LCD显示模块，还包括分别与中央处理单元相连接的空气环境传感器组和GPRS无线传输模块，空气环境传感器组由二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器并联构成；所述的中央处理单元为32位ARM微控制器；所述的中央处理单元通过两线式串行总线I2C连接二氧化碳传感器、通过单总线连1-Wire接温度传感器、通过电容频率转换方式获取湿度传感器数据、通过模数转换器获取光照强度传感器和电源电压数据；所述的GPRS无线传输模块采用支持GSM/GPRS双频无线模块，以国际移动设备身份码IMEI作为唯一识别标识；中央处理单元通过通用异步收发器UART连接GPRS无线传输模块进行采集数据的无线收发。