[发明专利]一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳浓度检测装置及其方法，特别是一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置及其方法。

背景技术

近年来由温室气体大量排放导致的气候变化问题日益突出，已经严重影响人类社会未来的生存和发展，世界各国纷纷采取各种措施减少二氧化碳的排放，全球开始进入低碳经济发展的时代。研究利用传感器装置检测区域大气中二氧化碳浓度，实现区域二氧化碳时空分布及变化，分析驱动因子与碳来源识别，为区域碳核算、碳交易体系的构建与碳减排决策提供理论依据。

目前，市场上虽然已有用于检测大气中二氧化碳浓度装置，它们能够实时检测指定检测点处的二氧化碳浓度，但是若需要在区域范围检测，则首先需要额外配备GPS接收机通过测量确定部分点位置信息，而后进行大气二氧化碳检测，该方法耗时耗人力，且无法实现连续移动检测；在处理分析碳来源及其驱动因子时，往往需要很好的了解检测环境与实验现场条件，此时则需要额外配备照相机或者摄影机进行人工拍摄，该方法在复杂多变环境下易丢失重要信息，且与检测二氧化碳浓度无法实现时间同步分析。到目前为止，市场上尚未出现能够将定位功能、检测环境监控与二氧化碳浓度同时获取的一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置及其方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置及其方法，解决现有方法在复杂多变环境下易丢失重要信息，且与检测二氧化碳浓度无法实现时间同步分析的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置，该装置包括中央处理器模块、二氧化碳浓度检测模块、GPS定位模块、时钟模块、微型气象站、微型摄像机、数据存储器、控制按键面板、液晶显示模块、RS-232通讯接口模块和电源模块，其中，二氧化碳浓度检测模块包括浓度传感器及其信号放大电路，GPS定位模块包括GPS接收机及其GPS天线；

所述的中央处理器模块通过通讯接口电路连接二氧化碳浓度检测模块、GPS定位模块、时钟模块、微型气象站、微型摄像机、数据存储器、控制按键面板、液晶显示模块、RS-232通讯接口模块和电源模块；所述的微型摄像机通过数据线与数据存储器相连接；

所述的电源模块包括电池组和电源转换电路，电源转换电路分别与中央处理器、二氧化碳浓度检测模块、GPS定位模块、时钟模块、微型气象站、微型摄影机、液晶显示模块、数据存储器连接。

所述的微型气象站即为一种气象数据综合记录仪，包括风速传感器及其信号放大电路、风向传感器及其信号放大电路、温度传感器及其信号放大电路、湿度传感器及其信号放大电路、气压传感器及其信号放大电路和太阳辐射传感器及其信号放大电路，其中，各传感器信号放大电路与气象数据综合记录仪直接连接。

一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测方法，包括以下步骤：

（1）打开电源，启动装置；

（2）在人机交互界面选择检测模式，包括移动检测和静止检测；

（3）若选择移动检测模式，则新建存储文件夹；若选择静止检测模式，则先选择是否设置检测时长，如果不设置，则默认持续检测直至出现意外或刻意停止检测，而后新建存储文件夹；

（4）统一设置二氧化碳浓度传感器、GPS定位模块、微型气象站采样频率；

（5）按键控制面板控制中央处理器对存储文件中各传感器变量设置初始值；

（6）启动GPS，等待定位模式开启，若GPS已能够成功定位检测起始点，则进行下一步操作，否则继续等待；

（7）启动二氧化碳浓度传感器、时钟模式、微型气象站和微型摄像机，交互界面自动提示“确定开启摄像机？”，若选择“是”，则进行下一步操作，否则关闭微型摄像机；

（8）控制开始采集二氧化碳浓度数据和GPS地理位置信息，记录检测时间和各类气象数据，并通过通讯接口传送至中央处理器，微型摄像机开始监控检测过程；

（9）若处于移动检测模式，则路线检测完毕通过按键控制面板控制停止检测并关闭各传感器；若静止检测模式，则检测时长到达自动停止或者人为控制停止检测并关闭各传感器；中央处理器通过通讯接口将处理后数据保存至存储器，摄像机数据直接通过接口保存至存储器；

（10）在液晶显示屏上显示检查数据是否正确，若是，则结束此次检测退出，或者进行下一个检测任务；否则，删除数据，回到第4步，重复之后每一步骤重新检测；