[发明专利]一种自动校准的空气质量监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种自动校准的空气质量监测装置，其特征在于：它包括有PM2.5/10测量模块（5）、SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)和O3测量模块（4），实现各参数的测量，其中 SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)和O3测量模块（4）采用ZE12电化学气体测量模块，PM2.5/10测量模块（5）采用激光衍射原理的粉尘测量模块；

PM2.5/10测量模块（5）用于实现空气中粉尘测量的模块；

SO2测量模块（2）用于测量大气中二氧化硫浓度的模块；

NO2测量模块（3）用于测量大气中二氧化氮浓度的模块；

CO测量模块(1) 用于测量大气中一氧化碳浓度的模块；

O3测量模块（4）用于测量大气中臭氧浓度的模块；

PM2.5/10测量模块（5）、SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)和O3测量模块（4）与微型控制器（6）连接。

2.根据权利要求1所述的自动校准的空气质量监测装置，其特征在于：本监测装置设计有GPRS模块（7）、EEPROM存储器（8），GPRS模块（7）和EEPROM存储器（8）与微型控制器（6）连接，并实现数的交互通信、校准系数的存储功能；

GPRS模块（7）实现监测设备数据上传、平台配置参数下发的功能；

微型控制器（6）完成数据采集、接口配置、与平台数据交互控制、数据存储控制、校准计算工作；

EEPROM存储器（8）实现校准数据、设备信息的存储功能。

3.根据权利要求1所述的自动校准的空气质量监测装置，其特征在于：单个监测装置（11、12、13）的内部结构为：PM2.5/10测量模块（5）、SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)、O3测量模块（4）、GPRS模块（7）、EEPROM存储器（8）与微型控制器（6）；

在国控站（9）的100m范围内，安装一台参考监测装置，用于校准系数的获取来源；

远端平台（10）接收参考监测装置的采集数据，同时获取国控站（9）的实时数据，连续对多天的数据各个测量参数进行均值计算，每个参数的均值差值就是修正系数；

此系数由远端平台（10）计算得到，在得到系数后，再下发给附近范围内其他的监测装置（11、12、13）；

监测装置（11、12、13）得到修正系数后，存储各自内部的EEPROM（8）中，后续采集测量值后，根据修正系数进行对应的加减修正，提升测量模块的长期稳定性。

4.一种如权利要求1-4所述的自动校准的空气质量监测装置的监测方法，该方法的步骤如下：

A、硬件电路上，各个气体模块功能的实现方式是PM2.5/10测量模块（5）、SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)和O3测量模块（4）测量模块的通信接口，接入到微型控制器（6）的GPIO端口上，而其电源端口接入到DC5V上；

B、GPRS模块（7）的电源接在DC5V上，通信端口接在微型控制器（6）的UART1上；

C、EEPROM存储器（8）的电源接在DC3.3V上，接口则接在微型控制器（6）IIC端口上；

D、单台监测装置的工作流程是：

上电初始化，主要操作是配置IO的端口状态，并启动功能模块：启动测量模块、启动GPRS模块；

获取配置信息，即将设备EEPROM存储器（8）中配置有定时工作间隔、默认或上一组校准数据的信息获取到，并配置于各外设和寄存器中；

进行数据采集，分别采集PM2.5/10测量模块（5）、SO2测量模块（2）、NO2测量模块（3）、CO测量模块(1)和O3测量模块（4）的数据，按照各自协议读取对应信息；

待GPRS模块（7）与远端平台（10）连接成功后，进行采集数据的校准并上传，同时上传历史备份数据；若GPRS模块（7）本次未成功连接至平台，则微型控制器（6）则进行数据备份，待下次传输；

采集上传数据结束后，微型控制器（6）则接受平台下发的最新配置信息和校准数据，并存储于EEPROM存储器（8）中，待下次工作时使用；

以上工作完成后，进行休眠待机状态，降低功耗，直到下次工作唤醒；

E、对于校准系统的应用，在系统部署时，除安装正常的测点监测装置（11、12、13）外，还要再国控站（9）的100m范围内安装参考测点，用于与国控站数据的对比；

F、平台进行修正系数获取时的方法是：安装于就近国控站的样本其一周内各参数的测量均值可由原始数据得到，同时就近国控站的国控数据的周均值亦可得到，其两均值差值即为修正参数，并将此修正系数下发于同区域的监测点，各测点的测量数据采用修正参数直接加减运算；

G、修正系数下发，分为使用对比设备修正系数、平台手动录入两种，其实使用对比设备修正系数则需要在设置时关联设备；手动录入则是通过人工方式，将修正系数写入并通过平台下发。