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一种基于LoRa的空气监测终端

阅读：225发布：2024-02-10

专利汇可以提供一种基于LoRa的空气监测终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种基于LoRa的空气监测终端，包括为所述空气监测终端供电的电源转换电路、单片机最小系统及均与其相连接、人机界面、LoRa通信电路、AD 采样电路；所述AD采样电路的输入端连接有PM2.5 传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块及PM10传感器模块；通信成本低，多个空气监测终端可共用一个LoRa网关向后台服务器传送数据，只需支付一个LoRa网关的通信费用，节约了多个监测设备的通信费用；数据采集便捷，空气监测终端会自动把空气监测数据传给LoRa网关，并通过LoRa网关自动传给后台服务器，免去了使用时人员定期取数据的工作。，下面是一种基于LoRa的空气监测终端专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：包括为所述空气监测终端供电的电源转换电路、单片机最小系统及均与其相连接的人机界面、LoRa通信电路、AD采样电路；所述AD采样电路的输入端连接有PM2.5 传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块及PM10传感器模块。
2.根据权利要求1所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述单片机最小系统具有单片机、复位电路及程序烧写仿真电路，所述复位电路、所述程序烧写仿真电路均与所述单片机连接。
3.根据权利要求2所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述单片机为GD32F103R8T6。
4.根据权利要求1所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述LoRa通信电路具有SZ15-01 LoRa模块，所述SZ15-01 LoRa模块与所述单片机通信连接。
5.根据权利要求1所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述电源转换电路具有AC-DC整流降压电路及DC-DC调压电路，所述AC-DC整流降压电路为所述LoRa通信电路、所述AD采样电路供电，所述DC-DC调压电路为所述单片机最小系统供电。
6.根据权利要求5所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述AC-DC整流降压电路具有LHE15-20B05模块，所述DC-DC调压电路具有LD1086D2M33TR稳压芯片。
7.根据权利要求1所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述人机界面为触摸屏。
8.根据权利要求1所述的基于LoRa的空气监测终端，其特征在于：所述LoRa网关内置有
4G、3G和2G通信模块。

说明书全文

一种基于LoRa的空气监测终端

技术领域

[0001] 本实用新型属于空气检测终端技术领域，具体涉及一种基于LoRa的空气监测终端。

背景技术

[0002] 空气监测指对存在于空气中的污染物质进行定点、连续或定时的采样和测量。空气监测的项目主要包括PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3。空气监测是大气质量控制和对大气质量进行合理评价的基础。为了对空气进行监测，一般在一个区域设立若干个空气监测点，安装自动监测的终端作连续自动监测，将监测结果派人定期取回，加以分析并得到相关的数据，这样浪费人工，而且操作起来比较复杂；或者是通过GPRS直接把监测到的结果传到后台服务器，每个GPRS模块每月都需要收费，通信成本较高。发明内容

[0003] 针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种降低通信成本，数据采集便捷的基于LoRa的空气监测终端。

[0004] 本实用新型的技术方案为：基于LoRa的空气监测终端，包括为所述空气监测终端供电的电源转换电路、单片机最小系统及均与其相连接、人机界面、LoRa通信电路、AD采样电路；所述AD采样电路的输入端连接有PM2.5 传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块及PM10传感器模块。

[0005] 所述单片机最小系统具有单片机、复位电路及程序烧写仿真电路，所述复位电路、所述程序烧写仿真电路均与所述单片机连接。

[0006] 所述单片机为GD32F103R8T6。

[0007] 所述LoRa通信电路具有SZ15-01 LoRa模块，所述SZ15-01 LoRa模块与所述单片机通信连接。

[0008] 所述电源转换电路具有AC-DC整流降压电路及DC-DC调压电路，所述AC-DC整流降压电路为所述LoRa通信电路、所述AD采样电路供电，所述DC-DC调压电路为所述单片机最小系统供电。

[0009] 所述AC-DC整流降压电路具有LHE15-20B05模块，所述DC-DC调压电路具有LD1086D2M33TR稳压芯片。

[0010] 所述人机界面为触摸屏。

[0011] 所述LoRa网关内置有4G、3G和2G通信模块。

[0012] 本实用新型的有益效果：

[0013] （1）通信成本低，多个空气监测终端可共用一个LoRa网关向后台服务器传送数据，只需支付一个LoRa网关的通信费用，节约了多个监测设备的通信费用；

[0014] （2）数据采集便捷，空气监测终端会自动把空气监测数据传给LoRa网关，并通过LoRa网关自动传给后台服务器，免去了使用时人员定期取数据的工作。附图说明

[0015] 图1为本实用新型的电路原理框图。

[0016] 图2为本实用新型中单片机最小系统的电路图。

[0017] 图3为本实用新型中LoRa通信电路的电路图。

[0018] 图4为本实用新型中AD采样电路的电路图。

[0019] 图5为本实用新型中AC-DC整流降压电路的电路图。

[0020] 图6为本实用新型中DC-DC调压电路的电路图。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步的描述。

[0022] 如图1所示的基于LoRa的空气监测终端，包括为空气监测终端供电的电源转换电路、单片机最小系统及均与其相连接、人机界面、LoRa通信电路、AD采样电路；AD采样电路的输入端连接有PM2.5传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块及PM10传感器模块；电源转换电路为空气监测终端提供稳定电源输入；AD采样点路与单片机最小系统的输入端相连；AD采样电路采集PM2.5传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块的数据，并把数据传入到单片机最小系统；单片机最小系统通过串口与人机界面通信连接，向人机界面发送空气监测数据信息及接收人机界面发送的终端的LoRa地址和空气监测周期；单片机最小系统将监测到的空气数据通过LoRa通信电路发送给LoRa网关，LoRa网关可接入200个本实施例中的空气检测终端，LoRa网关接收与其通信的所有空气检测终端的数据，并将数据封装成数据包一并发送至后台服务器，节省现有技术中多个检测设备的通信费用，降低了通信成本，空气监测终端会自动把空气监测数据传给LoRa网关，并通过LoRa网关自动传给后台服务器，免去了使用时人员定期取数据的工作，数据采集便捷。

[0023] 进一步的，如图2所示，单片机最小系统具有单片机、复位电路及程序烧写仿真电路，单片机选用GD32F103R8T6，复位电路与单片机的NRST管脚相连接，程序烧写仿真电路端口J1与单片机PA13、PA14管脚相连，人机界面端口J2通过连接单片机的RX4和TX4管脚与单片机通信，优选的，人机界面为触摸屏。

[0024] 进一步的，如图3所示，LoRa通信电路通过LoRa通信模块实现，LoRa通讯模块选用SZ15-01 LoRa模块，LoRa模块通过TX1、RX1、CFG管脚与单片机进行通信，通过LoRa无线信号接收LoRa网关信息和发送数据信息给LoRa网关，LoRa网关再通过内置通信模块与后台服务器通信，LoRa网关内置有4G、3G和2G模块，LoRa网关可采用4G、3G和2G中任意一种通信方式与后台服务器通信。

[0025] 进一步的，如图4所示，AD采样电路中的AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6连接到单片机最小系统的输入端，AD采样电路的输入端J3、J4、J5、J6、J7、J8分别与PM2.5传感器模块、CO传感器模块、SO2传感器模块、NO2传感器模块、O3传感器模块、PM10传感器模块一一对应连接，电源转换电路输出+5V 电压为AD采样电路供电。

[0026] 进一步的，电源转换电路具有AC-DC整流降压电路及DC-DC调压电路，其中AC-DC整流降压电路如图5所示，AC-DC整流降压电路具有LHE15-20B05模块，外部供电交流220V电源连接到AC-DC整流降压电路的输入端J10，经过LHE15-20B05模块和电容C5的滤波后输出直流5V电压，直流5V电压为LoRa通信电路、AD采样电路、DC-DC调压电路供电；DC-DC调压电路如图6所示，DC-DC调压电路具有LD1086D2M33TR稳压芯片，AC-DC整流降压电路输出的直流5V电压与LD1086D2M33TR稳压芯片的输入端连接，经过调压输出直流3.3V电压为单片机最小系统供电。

[0027] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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