一、產(chǎn)品背景
實驗室作為對氣體類設(shè)備檢測的部門，在整個計量單位占有舉足輕重的地位,對實驗室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,可為現(xiàn)場實驗人員提供長期可靠的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)。由于環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)通常分布的地理位置分散且沒有電源供給的地方，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測執(zhí)行效率低,人力成本高,而且國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)存在參差不齊，不同廠家、不同原理其檢測性能和精度存在差異，給檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性確認(rèn)帶來困難，且不少設(shè)備隨著使用時間的延長和環(huán)境因素的影響，檢測精準(zhǔn)度和靈敏度也會大大降低，因此需要定期對設(shè)備進(jìn)行檢驗。目前環(huán)境監(jiān)測的設(shè)備存在功能單一、檢測數(shù)據(jù)單一、檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、體積龐大等諸多問題。
本項目旨在增加檢測氣體數(shù)據(jù)的多樣化，氣體的凈化功能以及通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)測該套系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和檢測數(shù)據(jù)實時上傳，通過大數(shù)據(jù)來分析該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，而且還建立傳感器壽命的預(yù)估系統(tǒng)，對傳感器壽命進(jìn)行預(yù)評估，當(dāng)系統(tǒng)有什么問題時，會提醒使用者對儀器進(jìn)行維護(hù)，從而確保檢測到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
二、產(chǎn)品改進(jìn)說明
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計了一種基于GPRS技術(shù)、改進(jìn)后的433M無線數(shù)傳技術(shù)和智能傳感器技術(shù)相結(jié)合的多功能環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測凈化系統(tǒng),它不僅能同時對多個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行多種環(huán)境氣體數(shù)據(jù)采集、環(huán)境溫濕度進(jìn)行監(jiān)測、就地風(fēng)機(jī)控制、空氣環(huán)境凈化等功能，而且能夠基于改進(jìn)后433M無線通信協(xié)議將各個從機(jī)采集的數(shù)據(jù)匯聚到主機(jī)，主機(jī)則通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器,用戶可通過電腦或者手機(jī)上網(wǎng)實時查看環(huán)境空氣數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場查看監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)。
433M無線通訊改進(jìn)說明：
1、 通信數(shù)據(jù)采用AES數(shù)據(jù)加密，保證數(shù)據(jù)通信安全性。
2、 我們每個終端設(shè)備內(nèi)部都做有中繼跳轉(zhuǎn)算法，實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間間隔通信。
3、 內(nèi)部增加數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制，當(dāng)某個終端設(shè)備通信五次不成功，通信主設(shè)備認(rèn)為此終端設(shè)備處于離線狀態(tài)。
4、 我們把433通信數(shù)據(jù)分為了三層，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，應(yīng)用層。
a) 物理層規(guī)范有傳輸介質(zhì)的特性標(biāo)準(zhǔn)。
b) 數(shù)據(jù)鏈路層定義了如何傳輸數(shù)據(jù)。
c) 應(yīng)用層是定義了數(shù)據(jù)如何解析與應(yīng)用。
5、 我們數(shù)據(jù)都采用了強(qiáng)化版CRC校驗，提高數(shù)據(jù)通信的抗干擾能力。
其結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：
多功能環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測凈化系統(tǒng)包括一個主機(jī)、多個從機(jī)采集系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以及凈化系統(tǒng)這四部分組成。
1. 主機(jī)系統(tǒng)
機(jī)殼采用壁掛式結(jié)構(gòu)，該裝置主要用于現(xiàn)場工作人員的操作及查看。內(nèi)置操作顯示屏，使用改進(jìn)后的433M無線通信可對從機(jī)、風(fēng)控裝置、凈化裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以及各個裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集顯示；內(nèi)置人體紅外感應(yīng)裝置，在設(shè)備無人操作狀態(tài)使設(shè)備處于屏保狀態(tài)，起到節(jié)能省電作用，感應(yīng)人體時設(shè)備屏幕自動啟動；內(nèi)置語音系統(tǒng)，從機(jī)采集到環(huán)境氣體超標(biāo)時，語音播報告警以及當(dāng)工作人員進(jìn)入現(xiàn)場時播報當(dāng)前工作環(huán)境狀態(tài)。
主機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
主機(jī)系統(tǒng)組成部件：1、改進(jìn)后433M無線通訊模塊；2、操作屏；3、人體紅外感應(yīng)裝置；4、語音播報裝置。
2. 叢機(jī)系統(tǒng)
機(jī)殼采用鋁合金材質(zhì)，該裝置主要用于現(xiàn)場環(huán)境氣體的采集檢測。內(nèi)置多組份氣體檢測智能傳感器，采用紅外光譜原理技術(shù)，精度高、功耗低、重復(fù)性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；內(nèi)置氣體采樣裝置，采用自吸式采集方式，把環(huán)境氣體以主動吸入的方式進(jìn)行檢測;內(nèi)置鋰電池供電方式，可移動式檢測環(huán)境氣體，在無工作電源的場景也可保持常時間的工作狀態(tài)。該裝置采用改進(jìn)后433M無線通信技術(shù)，使就地實時采集的環(huán)境氣體數(shù)據(jù)上傳主機(jī)。
叢機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
從機(jī)系統(tǒng)組成部件：1、改進(jìn)后433M無線通訊模塊；2、氣體采集泵；
3、鋰電池模塊；4、多組分傳感器模塊；5、電源接口；6、進(jìn)樣口；7、信號采集處理模塊；8、電源模塊
3. 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)
機(jī)殼采用鋁合金材質(zhì)，內(nèi)置電源模塊、微型繼電器，采用改進(jìn)后的443M無線通訊技術(shù)接收以及反饋主機(jī)的工作指令，從而達(dá)到對現(xiàn)場風(fēng)機(jī)啟停的控制。
風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)組成部件：1、改進(jìn)后433M無線通訊模塊；2、交流電源插口；3、電源模塊；4、微型繼電器控制模塊
4. 凈化系統(tǒng)
機(jī)體采用萬向輪移動結(jié)構(gòu)，該裝置主要用于凈化環(huán)境空氣中有毒有害氣體，采用水稀釋和吸附劑（Y-X1型吸附劑、5A分子篩、日立吸附劑、KDHF-03）兩種方式達(dá)到對有毒有害氣體的過濾凈化，通過改進(jìn)后的443M無線通訊技術(shù)接收以及反饋主機(jī)的工作指令。
凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
凈化系統(tǒng)組成部件：1、改進(jìn)后433M無線通訊模塊；2、把手、3、電源插口；4、空氣泵；5、電源模塊；6、吸附劑氣室；7、萬向輪；8、排水口；9、氣泡石；10、316不銹鋼內(nèi)膽；11、排氣口；12、注水口
三、產(chǎn)品示意圖
