一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器的利记博彩app

本发明涉及本发明涉及数据采集存储通讯装置，也即是采集空气中的PM2.5含量，再通过通讯协议传输数据的智能设备，尤其涉及一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，属于信息领域。

背景技术：

现在的PM2.5采集器主要是专业的气象监测设备，一般是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性。另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性。本设计将采集到的PM2.5数据处理存储，再通过协议帧命令来读取数据，降低了随时发数据的额外功耗；外壳封装采用防虫设计，加强了数据真实性。另外采集器的核心CPU使用的是STC单片机，降低了成本。采集器主要用于监测住所、农田、果园等小范围区域的pm2.5含量，方便实用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，通过一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性，另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性的问题。

本发明的提供的技术方案为：一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，所述的核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；所述的电源模块和太阳能电源连接；所述的PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接，所述的MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接；所述的PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。

所述的太阳能电源输出电压为12VDC。

所述的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护。

所述的PM2.5传感器为激光PM2.5传感器，PM2.5传感器供电电源为5VDC，PM2.5传感器外围有一个金属网格罩。

所述的核心微处理器STC单片机有三个UART接口。

所述的电气控制柜为不锈钢材质，电气控制柜外围有一个金属网格罩。

所述的485总线通信线间串联有两个自恢复保险丝。

所述的上位机为PC机或气象采集设备。

所述的金属网格罩网格大小为0.1～0.3mm。

采用本发明的技术方案，采用一种采集精度高，传输速率快、通讯高效、低功耗低成本的集数据采集、存储、处理、传输为一体的环境PM2.5含量采集器。PM2.5检测器主要应用于外环境，降低资源消耗，高效的通讯协议可以满足低功耗要求，通过RS485通信接口的PM2.5采集器采集数据可直接输入到核心微处理器STC单片机，核心微处理器STC单片机经过数据处理以后即可通过MAX485芯片接口输入上位机进行数据监视，将核心元器件安装在电气柜内，可以增加元器件的使用寿命。

本发明的太阳能电源输出电压为12VDC，采用太阳能作系统电源，可以就地实现系统的取电问题，相比于偏僻地区需要铺设大量电缆及施工，节约了大量的成本。

本发明的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护，通过将太阳能电源的12VDC转换为5VDC，即可实现系统的所有部件的供电，在电源模块处使用肖特基二极管来保护电路，利用其开关速度快，反向恢复时间短切正向降压小的特点来整合电路电流，达到保护目的。。

所述的PM2.5传感器为激光PM2.5传感器，PM2.5传感器供电电源为5VDC，PM2.5传感器外围有一个金属网格罩，采用激光传感器抗干扰能力强，使用寿命长，测量精度高，使用5VDC电源供电，能耗低，PM2.5传感器外围安装一个金属网格罩，可以防止蚊虫进入而影响测量数据的真实性。

本发明的核心微处理器STC单片机有三个UART接口，UART接口与传感器以及上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。

本发明的电气控制柜为不锈钢材质，电气控制柜外围有一个金属网格罩，不锈钢材质可以适用于现场的几乎所有环境，使用寿命长，增加了可靠性，外金属网格罩防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。

本发明的485总线通信线间串联有两个自恢复保险丝，在RS485总线通信间串联有两个自恢复保险丝Nsmd025，用于保护电路在大电流下最大程度不受伤害，同时并联有两个瞬态抑制二极管P6KE6.8CA，用于信号电路、电源线路的防雷保护。

本发明的上位机为PC机或气象采集设备，PC机或气象采集设备可实现对系统采集数据的实时监控，直观。

本发明的金属网格罩网格大小为0.1～0.3mm，能够有效防止蚊虫的进入。

与现有技术相比，本新型的有益效果是：

一是本方案中UART接口通过MAX485与上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。

二是本装置电路设计加入了防雷装置和防大电流保险丝，对核心控制器和传感器有更安全的保护作用。数据传输介质采用防水的可拆卸接头，更换更加方便节省。

三是本装置可以按需设置工作时间和休眠时间，提高工作效率，降低资源消耗。和上位机之间的通讯是设计好的协议帧模式，可通过上位机操控维护，方面高效，降低了硬件成本和维护成本。

最后本装置设计了防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。

综上所述，通过一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器可以解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性，另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性的问题。

附图说明

图1为本发明PM2.5检测器整体框架图；

图2为本发明PM2.5检测器的工作原理和数据传输原理图；

图3 为本发明PM2.5检测器的金属网格罩局部图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

如图1～3所示，一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器，包括核心微处理器STC单片机、PM2.5传感器、电源模块和MAX485接口芯片，核心微处理器STC单片机电源接口和电源模块连接；电源模块和太阳能电源连接； PM2.5传感器以及MAX485接口芯片分别和核心微处理器STC单片机UART接口连接， MAX485接口芯片通过485总线和上位机485接口连接； PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均安装在电气控制柜内。

进一步的太阳能电源输出电压为12VDC，采用太阳能作系统电源，可以就地实现系统的取电问题，相比于偏僻地区需要铺设大量电缆及施工，节约了大量的成本。

进一步的电源模块为输出5VDC的电源模块，电源模块采用肖特基二极管保护，通过将太阳能电源的12VDC转换为5VDC，即可实现系统的所有部件的供电，在电源模块处使用肖特基二极管来保护电路，利用其开关速度快，反向恢复时间短切正向降压小的特点来整合电路电流，达到保护目的。

进一步的PM2.5传感器为激光PM2.5传感器，PM2.5传感器供电电源为5VDC，PM2.5传感器外围有一个金属网格罩，采用激光传感器抗干扰能力强，使用寿命长，测量精度高，使用5VDC电源供电，能耗低，PM2.5传感器外围安装一个金属网格罩，可以防止蚊虫进入而影响测量数据的真实性。

进一步的核心微处理器STC单片机有三个UART接口，UART接口与传感器以及上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。

进一步的电气控制柜为不锈钢材质，电气控制柜外围有一个金属网格罩，不锈钢材质可以适用于现场的几乎所有环境，使用寿命长，增加了可靠性，。

进一步的485总线通信线间串联有两个自恢复保险丝，在RS485总线通信间串联有两个自恢复保险丝Nsmd025，用于保护电路在大电流下最大程度不受伤害，同时并联有两个瞬态抑制二极管P6KE6.8CA，用于信号电路、电源线路的防雷保护。

进一步的上位机为PC机或气象采集设备，PC机或气象采集设备可实现对系统采集数据的实时监控，直观。

进一步的金属网格罩网格大小为0.1～0.3mm，能够有效防止蚊虫的进入，金属网格罩可防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。

按照本发明的实际方案，将PM2.5传感器、电源模块、MAX485接口芯片和核心微处理器STC单片机均按照电气设备安装规范安装在电气控制柜内，该装置大多装在野外环境，夏天有雷雨天气，所以按照规范设计了防雷装置，起到保护整个设备的作用，电气控制柜采用防护等级不低于IP68的标准进行设计和加工，在现场安装时采用槽钢安装底座安装。

安装太阳能电源，并选择太阳能电源输出转换器为输出12VDC的转换器，并连接好所有输入输出电源线路，将输出12VDC电源连接到电气控制柜内的电源模块，并在电源模块处安装肖特基二极管来保护电路。

将激光PM2.5传感器选择合适的位置进行安装，为了增加可靠性，加工一个不锈钢和工程塑料安装支架用以安装激光PM2.5传感器，并进行紧固，然后采用485屏蔽双绞线将激光PM2.5传感器通讯接口和核心微处理器STC单片机UART接口进行连接，然后在PM2.5传感器外围安装一个金属网格罩。

采用485带屏蔽的双绞线将核心微处理器STC单片机UART接口和MAX485接口芯片接口进行连接，MAX485接口芯片接口和上位机485接口进行连接，在RS485总线通信间串联有两个自恢复保险丝Nsmd025，用于保护电路在大电流下最大程度不受伤害，同时并联有两个瞬态抑制二极管P6KE6.8CA，用于信号电路、电源线路的防雷保护。

检查系统各个部件及设备，确保设备及部件连接正常，对系统进行供电，在系统供电并显示正常的情况下，通过连接电缆把笔记本电脑连接到核心微处理器STC单片机UART备用接口，通过设置协议命令来达到数据传输的目的，命令是根据RS485通讯协议来设置的，包括给每个检测装置设置独立地址、读取地址、读取数据等，通讯协议采用modbus协议进行通讯。

在完成相关设置后并保存数据以后，即可通过上位机观测到激光PM2.5传感器测量的数据。

采用本发明的技术方案，采用一种采集精度高，传输速率快、通讯高效、低功耗低成本的集数据采集、存储、处理、传输为一体的环境PM2.5含量采集器。PM2.5检测器主要应用于外环境，降低资源消耗，高效的通讯协议可以满足低功耗要求，通过RS485通信接口的PM2.5采集器采集数据可直接输入到核心微处理器STC单片机，核心微处理器STC单片机经过数据处理以后即可通过MAX485芯片接口输入上位机进行数据监视，将核心元器件安装在电气柜内，可以增加元器件的使用寿命。

与现有技术相比，本新型的有益效果是：

一是本方案中UART接口通过MAX485与上位机相连，其之间的数据通讯是通过RS485协议进行的，传输速率更高，传输距离更远，安全性也更高，同时传输的数据帧都加上CRC校验码，数据可靠性更高。

二是本装置电路设计加入了防雷装置和防大电流保险丝，对核心控制器和传感器有更安全的保护作用。数据传输介质采用防水的可拆卸接头，更换更加方便节省。

三是本装置可以按需设置工作时间和休眠时间，提高工作效率，降低资源消耗。和上位机之间的通讯是设计好的协议帧模式，可通过上位机操控维护，方面高效，降低了硬件成本和维护成本。

最后本装置设计了防蚊虫进入通气孔，在长时间工作情况下大大提高了数据的真实性。

综上所述，通过一种基于RS485通信接口的PM2.5采集器可以解决传统的PM2.5采集器主要是通过传感器直接采集数据并显示出来，这种设备成本高，功耗也相对稍大，对于住所等使用场地有一定的局限性，另外，PM2.5外壳封装要求既要防水又要留孔通风，现有的PM2.5检测器通风口径大，在野外工作会有蚊虫进入筑巢，长时间会大大影响实际PM2.5测量值的准确性的问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。