专利名称：一种垂直空间CO <sub>2</sub> 监测与采集系统及方法
技术领域：
本发明涉及ー种CO2监测与采集系统及方法，尤其涉及一种建筑物内气体环保使用的垂直空间CO2监测与采集系统及方法。
背景技术：
传感器技术是现代信息技术的重要支柱，其发展迅速。其应用领域遍布エ业、农业、矿业、交通、通信等各行各业。在环境监测领域，气体传感器发挥了重要作用，而其发展的趋势是微型化、智能化和多功能化。科学有效的碳排放与碳汇监测将提升我国在应对全球气候变化的国际事务中的话语权，并为国家发展低碳经济提供科学依据。由于城市系统 的复杂性，大范围、长期、持续监测城市系统的碳排放有一定难度却又十分重要。而现在常见的家庭、商业场所及温室等场所的ニ氧化碳监测只是通过在单点布设ニ氧化碳传感器，主要考虑的是监测区域的平面范围内碳浓度，这种常规的气体传感器监测手段，无法体现环境系统立体空间范围内碳排放状况，对大范围，如某小区的立体空间范围内的大气ニ氧化碳浓度监测缺乏有效的手段。
发明内容
为解决上述技术问题的不足之处，提供ー种结构简单，使用方便的垂直空间CO2监测与采集系统及方法。为实现上述技术，本发明的垂直空间CO2监测与采集系统，包括气敏传感器�？�、模拟多路开关、转换电路�？�、CPU模块、控制和显示�？橐约暗缭茨？椋渲衅舸衅髂？槭涑龆擞肽Ｄ舛嗦房叵嗔Ｄ舛嗦房厥涑龆擞胱坏缏纺？橄嗔坏缏纺？槭涑龆擞隒PU模型相连，CPU�？槭涑龆擞肟刂坪拖允灸？橄嗔缭茨？槲鱿低彻┑纾凰龅钠舸衅髂？榘ǘ嘧榉直鹩肽Ｄ舛嗦房厮承蛄拥钠粼偷骼淼缏罚凰鲎坏缏纺？榘ú裳３制鳌/D转换器和逻辑控制器，采样保持器的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接CPU�？槭淙攵耍珻PU�？槭涑龆肆勇呒刂破鞯氖淙攵耍呒刂破鞯氖涑龆朔直鹆硬裳３制骱湍Ｄ舛嗦房氐氖淙攵�。所述的CPU模块型号为85C52，逻辑控制器型号为MAX5963，气敏元件型号为ZYS1X811，模拟多路开关为双极型晶体管开关，双极型晶体管的型号为2SA1020。利用上述系统实现的垂直空间CO2监测与采集方法，包括如下步骤
a、将气敏传感�？榇怪卑沧霸诖饪占淠冢锹计舸心？榘仓玫阕昙按衅髦涞木嗬耄�
b、系统上电，系统进行自检并初始化；
C、系统初始化后，通过控制和显示�？槭淙氩庹拘畔⒓案鞲龃衅餍畔ⅲ⑸瓒嗖馐奔浼安裳德剩�
d、控制和显示�？榭刂艭PU模块向转换电路�？橹械穆呒刂破鞣⒊雒睿呒刂破飨蚰Ｄ舛嗦房胤⑺椭噶羁刂破舸衅髂？榭几兄庹净肪持械奶己啃畔ⅲ籩、气敏传感器�？橹械亩喔銎粼觳榈降男藕欧⑺透朊扛銎粼嗔牡骼淼缏罚骼淼缏范孕藕沤蟹糯蠛吐瞬ê螅藕欧⑺透Ｄ舛嗦房兀Ｄ舛嗦房亟邮盏降亩嗦返缧藕欧直鹗涑龈坏缏纺？椋�
f、转换电路�？橹械腁/D转换器将收到的多路电信号转换为数字信号发送给CPU�？椋珻PU模块处理并存储数字信号，对环境碳排放量数据进行实时统计，CPU�？榻砗玫氖莘⑺偷娇刂坪拖允灸？椋凳毕允炯嗖庑畔⒓跋低匙刺畔�。有益效果
1、本发明设置多个气敏传感器�？椋舸衅髂？榉植荚诖怪笨占涞姆植际迪旨嗖馇蛱寂欧诺牧⑻寮嗖猓玫礁咧柿苛⑻蹇占淠贑O2浓度指标；
2、多个气敏传感器�？榱拥侥Ｄ舛嗦房兀üＤ� 多路开关将气敏传感器多路被测信号分别发送到A/D转换器进行转换，使用ー个A/D转换器实现多传感器信号的并行处理，降低了系统的成本；
3、设置控制和显示�？椋门涮撞饬可璞溉范嗖獾氐阄恢眯畔⒁约案髌舸衅鞯男畔ⅲ痉⒚骺梢愿咝榷ǖ囟灾芪Щ肪程寂欧帕渴萁惺凳蓖臣疲⒖芍谱鞒鲋惫鄣目墒咏缑�。
图I为本发明垂直空间CO2监测与采集系统原理框图。图2为本发明垂直空间CO2监测与采集系统结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进ー步说明
如图I图2所示，本发明的垂直空间CO2监测与采集系统主要包括气敏传感器�？椋Ｄ舛嗦房兀坏缏纺？椋珻PU模块，控制和显示模块以及电源�？椋豢刂颇？楹拖允灸？槲淙爰毯拖圆黄鳎珻PU�？樾秃盼�85C52,逻辑控制器型号为MAX5963,气敏兀件型号为ZYS1X811，A/D转换器的型号为AD574A，模拟多路开关为双极型晶体管开关，双极型晶体管的型号为2SA1020，模拟多路开关为双极型晶体开关的型号为2SA1020 ;其中控制和显示�？�、CPU�？�、转换电路�？楹湍Ｄ舛嗦房厮承蛄樱隹刂坪拖允灸？�、CPU�？�、转换电路�？榉直鹩氲缭茨？榱樱善涔┑�。模拟多路开关分别连接多个气敏传感器模块，模拟多路开关用于将多路被测信号分别传送到A/D转换器进行转换，实现多传感器信号的并行处理；所述转换电路�？榘ǚ直鹩隒PU�？榱拥腁/D转换器和逻辑控制器，A/D转换器和逻辑控制器分别与采样保持器连接，采样保持器用于维持A/D转换器上的电压不变；逻辑控制器分别与模拟多路开关连接；所述气敏传感器�？榘ㄋ承蛄悠粼偷骼淼缏�。利用上述系统实现的垂直空间CO2监测与采集系统方法
a、将多个气敏传感�？榇怪卑沧霸诖獾目占淠冢锹计舸心？榘仓玫阕昙按衅髦涞木嗬耄�
b、系统上电，系统进行自检并初始化；
C、系统初始化后，控制和显示�？槭淙胄畔⒓案鞲龃衅餍畔ⅲ⑸瓒嗖馐奔浼安裳德剩�
d、控制和显示�？榭刂艭PU模块向转换电路�？橹械穆呒刂破鞣⒊雒睿呒刂破飨蚰Ｄ舛嗦房胤⑺椭噶羁刂扑衅舸衅髂？榭几兄庹净肪持械奶己啃畔ⅲ�
e、气敏传感器�？榧觳榈降男藕欧⑺透骼淼缏罚骼淼缏范孕藕欧糯蠛吐瞬ǎ⒔砉男藕欧⑺透Ｄ舛嗦房兀Ｄ舛嗦房亟盏降男藕欧直鹨来问涑龈牟裳３制骱虯/D转换器，逻辑控制器向采样保持器发送信号，判断电路保持，采样保持器维持传输到A/D转换器上的信号电压不变，保证信号精度，A/D转换器将收到的模拟信号转换为数字信号发送给CPU�？榻写恚珻PU�？榻砗玫氖莘⑺偷娇刂坪拖允灸？橄允境隼础、通过该系统实时监测特定时间内垂直空间内的ニ氧化碳浓度，分析区域立体空 间范围内大气污染状况，对系统空间内环境进行准确评估，为下一歩空间质量控制提高数据基础。如图2所示，本实施例中该系统可安置于小区楼房边角上；整个系统的具体工作过程如下在安置点固定设置气敏传感器，传感器沿垂直方向分布，通过其他測量手段得到监测点的位置信息以及传感器之间距离，连接系统其他�？椋ü畹绯馗低彻┑纾低呈紫冉凶约欤：螅煽刂瓢迨淙氩庹拘畔⒓按衅餍畔ⅲ⑸瓒嗖馐奔浼安裳德实纳柚眯畔ⅲ衅骺疾饬炕肪持械奶寂ǘ龋Ｄ舛嗦房厥迪直徊庑藕欧直鸫偷紸/D转换器进行转换，实现多传感器信号的并行处理，CPU模块对输入的数字信号进行处理分析，进而对环境碳排放量数据进行实时统计，并通过显示屏实时显示传感器位置及碳浓度信息，实现监测区域的三维空间内实时、连续的CO2浓度监測。
权利要求
1.一种垂直空间CO2监测与采集系统，其特征在于它包括气敏传感器�？�、模拟多路开关、转换电路�？�、CPU�？�、控制和显�？橐约暗缭茨？�,其中气敏传感器�？槭涑龆擞肽Ｄ舛嗦房叵嗔Ｄ舛嗦房厥涑龆擞胱坏缏纺？橄嗔坏缏纺？槭涑龆擞隒PU模型相连，CPU�？槭涑龆擞肟刂坪拖允灸？橄嗔缭茨？槲鱿低彻┑纾凰龅钠舸衅髂？榘ǘ嘧榉直鹩肽Ｄ舛嗦房厮承蛄拥钠粼偷骼淼缏罚凰鲎坏缏纺？榘ú裳３制�、A/D转换器和逻辑控制器，采样保持器的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接CPU�？槭淙攵耍珻PU�？槭涑龆肆勇呒刂破鞯氖淙攵耍呒刂破鞯氖涑龆朔直鹆硬裳３制骱湍Ｄ舛嗦房氐氖淙攵�。
2.根据权利要求I所述的垂直空间CO2监测与采集系统，其特征在于，所述的CPU�？樾秃盼�85C52，逻辑控制器型号为MAX5963，气敏元件型号为ZYS1X811，模拟多路开关为双极型晶体管开关，双极型晶体管的型号为2SA1020。
3.一种利用权利要求I或2所述系统的垂直空间CO2监测与采集方法，其特征在于，包括如下步骤 a、将气敏传感�？榇怪卑沧霸诖饪占淠冢锹计舸心？榘仓玫阕昙按衅髦涞木嗬耄� b、系统上电，系统进行自检并初始化； C、系统初始化后，通过控制和显示模块输入测站信息及各个传感器信息，并设定监测时间及采样频率； d、控制和显示�？榭刂艭PU�？橄蜃坏缏纺？橹械穆呒刂破鞣⒊雒睿呒刂破飨蚰Ｄ舛嗦房胤⑺椭噶羁刂破舸衅髂？榭几兄庹净肪持械奶己啃畔ⅲ� e、气敏传感器�？橹械亩喔銎粼觳榈降男藕欧⑺透朊扛銎粼嗔牡骼淼缏罚骼淼缏范孕藕沤蟹糯蠛吐瞬ê螅藕欧⑺透Ｄ舛嗦房兀Ｄ舛嗦房亟邮盏降亩嗦返缧藕欧直鹗涑龈坏缏纺？椋� f、转换电路�？橹械腁/D转换器将收到的多路电信号转换为数字信号发送给CPU�？椋珻PU模块处理并存储数字信号，对环境碳排放量数据进行实时统计，CPU�？榻砗玫氖莘⑺偷娇刂坪拖允灸？椋凳毕允炯嗖庑畔⒓跋低匙刺畔�。
全文摘要
一种垂直空间CO2监测与采集系统及方法，系统包括顺序连接的控制和显示模块、CPU�？�、转换电路�？楹湍Ｄ舛嗦房兀Ｄ舛嗦房胤直鹆佣喔銎舸衅髂？椋蛔坏缏纺？榘ǚ直鹩隒PU模块连接的A/D转换器和逻辑控制器，A/D转换器和逻辑控制器分别与采样保持器连接，逻辑控制器和采样保持器分别与模拟多路开关连接。将气敏传感器�？榉植荚诖怪笨占涞姆植际迪旨嗖馇蛱寂欧诺牧⑻寮嗖猓玫礁咧柿苛⑻蹇占淠贑O2浓度指标；使用A/D转换器实现多传感器信号的并行处理，可以高效稳定地对周围环境碳排放量数据进行实时统计，并可制作出直观的可视界面。适用于城市系统的碳排放监测，其结构简单、成本低，方法简便，具有广泛的实用性。
文档编号G01N33/00GK102680651SQ201210166528
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者王坚, 韩厚增 申请人:中国矿业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
