本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣污染，又稱為大氣污染，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）的定義，空氣污染通常是指:由于人類活動(dòng)或自然過(guò)程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此危害了人類的舒適、健康和福利或環(huán)境的現(xiàn)象?？諝馕廴疚飳?duì)人體的危害是多方面的，主要表現(xiàn)是呼吸道疾病與生理機(jī)能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病?？諝庵形廴疚锏臐舛群芨邥r(shí)，會(huì)造成急性污染中毒，或使病狀惡化，甚至在幾天內(nèi)奪去幾千人的生命。其實(shí)，即使大氣中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種污染了的空氣，也會(huì)引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病?？諝馕廴臼菤怏w和顆粒的混合物，包括臭氧（o3）、二氧化氮（no2）、可吸入顆粒物、二氧化碳（co2）、鉛（pb）、二氧化硫（so2），其中o3、no2和pm2.5是危害健康的主要污染物。根據(jù)2005年who空氣質(zhì)量指南，與pm2.5含量為10μm/m3的環(huán)境相比，暴露在pm2.5含量為35μm/m3（即it-1）的環(huán)境中將增加約15%的死亡風(fēng)險(xiǎn)。

車間工作人員由于吸入受污染的空氣，肺部會(huì)產(chǎn)生自由基（活性氧，ros）。過(guò)量ros對(duì)抗人體的抗氧化防御機(jī)能會(huì)造成氧化應(yīng)激，導(dǎo)致組織損傷并引發(fā)炎癥。炎癥的加速形成以及ros的增加可能導(dǎo)致額外的細(xì)胞損傷，導(dǎo)致心血管疾病和糖尿病等。

而且一些大型的室內(nèi)環(huán)境也會(huì)選用凈化器來(lái)凈化pm2.5，但是對(duì)于較大的室內(nèi)空間來(lái)說(shuō)，由于室內(nèi)的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，其各個(gè)地方的污染程度可能不一致，而對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)當(dāng)然需要可靠且實(shí)時(shí)的掌握污染信息，傳統(tǒng)的多個(gè)零散布置的檢測(cè)點(diǎn)在了解空氣實(shí)時(shí)狀態(tài)時(shí)非常不便。目前，我國(guó)大多數(shù)的廠區(qū)空氣污染物數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)工作還停留在人工讀數(shù)查表的落后水平，人為誤差伴隨存在，給數(shù)據(jù)管理工作帶來(lái)很大的困難。其方法陳舊，不能及時(shí)處理，容易對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。綜上所述，車間內(nèi)空氣污染物及時(shí)有效處理是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)，該管控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)工廠車間中的空氣環(huán)境，同時(shí)能夠根據(jù)需要自動(dòng)控制車間內(nèi)部的有害氣體濃度、微生物濃度和環(huán)境溫濕度，監(jiān)控準(zhǔn)確靈敏效率高、控制智能靈活耗能少，具有較廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)，所述空氣環(huán)境管控系統(tǒng)包括：

arm處理器、空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示報(bào)警模塊、空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊、無(wú)線通信模塊、電源模塊；

所述arm處理器用于處理空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)以及無(wú)線通信模塊接收的遠(yuǎn)程控制中心發(fā)出的控制信號(hào)，并根據(jù)分析處理后的結(jié)果或者遠(yuǎn)程控制中心發(fā)出信號(hào)對(duì)空氣調(diào)節(jié)模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示報(bào)警模塊發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)；

所述空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括甲醛濃度傳感器、苯濃度傳感器、一氧化碳濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器，用于采集甲醛濃度、苯濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送入arm處理器或者存儲(chǔ)模塊等待數(shù)據(jù)處理；

所述存儲(chǔ)模塊用來(lái)存儲(chǔ)空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)以及預(yù)先設(shè)置的控制程序，以供arm處理器調(diào)用；

所述顯示報(bào)警模塊用來(lái)實(shí)時(shí)顯示工廠車間內(nèi)部的溫度濕度信息和空氣環(huán)境參數(shù)信息，并可以根據(jù)有害氣體濃度情況分為不同的危險(xiǎn)等級(jí)，并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警鈴聲；

所述空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊用于當(dāng)有害氣體或微生物濃度超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，根據(jù)arm處理器發(fā)出的指令信號(hào)做出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，用以保證工廠車間的有害氣體和微生物濃度在安全范圍之內(nèi)；

所述無(wú)線通信模塊用于向控制中心發(fā)送采集處理的車間空氣環(huán)境數(shù)據(jù)或者接收控制中心的指令信息送入arm處理器以供調(diào)用；

所述電源模塊用于給各個(gè)模塊提供所需要的穩(wěn)壓市電或直流電。

優(yōu)選地，所述空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊由設(shè)置在工廠車間各工位的甲醛濃度傳感器、苯濃度傳感器、一氧化碳濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器組成，所述各傳感器由電力來(lái)源為可充電鋰電池。

優(yōu)選地，所述空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊還包括微生物種類濃度檢測(cè)裝置，所述微生物種類濃度檢測(cè)裝置設(shè)置在按設(shè)計(jì)軌跡循環(huán)移動(dòng)的小車上。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)模塊包括隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊用于與arm處理器的配合使用以增加內(nèi)存和數(shù)據(jù)處理的速度，所述sd卡模塊用于長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)采集的各種數(shù)據(jù)，所述usb接口模塊方便導(dǎo)出復(fù)制數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述顯示報(bào)警模塊包括led電子顯示屏、語(yǔ)音播報(bào)模塊、報(bào)警燈以及報(bào)警呼叫器。

優(yōu)選地，所述空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊包括伺服電機(jī)模塊、紫外線殺菌模塊、空氣過(guò)濾模塊、溫濕度調(diào)節(jié)模塊；

所述伺服電機(jī)模塊控制車間窗戶的關(guān)閉；

所述紫外線殺菌模塊包括安裝在車間內(nèi)部的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口、與進(jìn)出風(fēng)口連接的通風(fēng)管道、設(shè)置在通風(fēng)管道上的循環(huán)風(fēng)機(jī)、以及與進(jìn)風(fēng)口連接的紫外線殺菌室；

所述空氣過(guò)濾模塊包括安裝在車間外部的進(jìn)風(fēng)口與車間內(nèi)部出風(fēng)口、與進(jìn)出風(fēng)口連接的通風(fēng)管道、設(shè)置在通風(fēng)管道上的通風(fēng)扇、以及與通風(fēng)管道連接的活性炭過(guò)濾網(wǎng)芯；溫濕度調(diào)節(jié)模塊為安裝在車間上方的中央空調(diào)。

優(yōu)選地，所述無(wú)線通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

優(yōu)選地，所述電源模塊包括市電模塊、交直流變換模塊、穩(wěn)壓模塊、蓄電池模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)的主控模塊采用了arm微處理器，其具有體積小、低功耗、低成本、高性能的優(yōu)點(diǎn)，arm微處理器大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快，并且大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成，指令長(zhǎng)度固定、尋址方式靈活簡(jiǎn)單、執(zhí)行效率高。

（2）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)中采用的空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊利用若干個(gè)設(shè)置在工位上的無(wú)線污染物傳感器將溫度、濕度和甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳濃度實(shí)時(shí)的傳輸給了主控模塊arm微處理器和顯示模塊，一方面能夠保證準(zhǔn)確有效的采集到真實(shí)的數(shù)據(jù)，另一方面無(wú)線傳感器的使用也減少了布線，降低了施工的難度，而且無(wú)線傳感器的使用也為后續(xù)增加傳感器的數(shù)目提供了良好的基礎(chǔ)；同時(shí)空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊還包括微生物種類濃度檢測(cè)裝置，微生物種類濃度檢測(cè)裝置設(shè)置在按設(shè)計(jì)軌跡循環(huán)移動(dòng)的小車上，能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控車間內(nèi)空氣中微生物種類和濃度，設(shè)計(jì)在循環(huán)移動(dòng)的小車上能夠避免由于室內(nèi)的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，其各個(gè)地方的污染程度可能不一致帶來(lái)的誤差。

（3）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)中采用的顯示報(bào)警模塊包括led電子顯示屏、語(yǔ)音播報(bào)模塊、報(bào)警燈以及報(bào)警呼叫器，能夠使工作人員直觀的掌握到工廠車間內(nèi)的粉塵空氣污染物、微生物濃度和溫濕度信息，報(bào)警系統(tǒng)能夠及時(shí)有效的引起外部人員的注意，并能根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)和鳴笛警報(bào)，大大提高了整個(gè)檢測(cè)管理系統(tǒng)的效率。

（4）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)中采用的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊包括伺服電機(jī)模塊、紫外線殺菌模塊、空氣過(guò)濾模塊、溫濕度調(diào)節(jié)模塊；其中伺服電機(jī)模塊控制車間窗戶的關(guān)閉促進(jìn)空氣流通；紫外線殺菌模塊用于將車間內(nèi)的空氣循環(huán)殺菌，減少空氣中有害微生物的濃度；空氣過(guò)濾模塊通過(guò)活性炭過(guò)濾網(wǎng)芯將空氣中的有害物質(zhì)充分吸收；溫濕度調(diào)節(jié)模塊能夠安全有效的調(diào)節(jié)車間內(nèi)部的溫度和濕度。當(dāng)有害氣體或者微生物濃度過(guò)大時(shí)，主控制器發(fā)出調(diào)節(jié)指令，根據(jù)指令空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊選擇是否打開(kāi)窗戶、是否打開(kāi)紫外線殺毒、是否采用空氣過(guò)濾、是否打開(kāi)空調(diào)系統(tǒng)，同時(shí)可以調(diào)節(jié)空氣過(guò)濾的氣流速度，大大提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。

（5）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)采用的無(wú)線通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊能夠無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，一方面減少了施工難度，另一方面能夠?qū)崟r(shí)的與控制中心進(jìn)行通信，將工廠車間的相關(guān)信息傳送給控制中心的同時(shí)還能夠接收控制中心的控制信號(hào)，大大提高了發(fā)明的管控系統(tǒng)的監(jiān)控效果和功能。

（6）本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)采用的電源模塊，能夠同時(shí)提供穩(wěn)定的市電、直流電，蓄電池能夠使得在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在停電情況下依然有效，有效提到了系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明的一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)的顯示報(bào)警模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本實(shí)施例中提供了一種基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)，該空氣環(huán)境管控系統(tǒng)包括：

arm處理器1、空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2、存儲(chǔ)模塊3、顯示報(bào)警模塊4、空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊5、無(wú)線通信模塊6、電源模塊7；

所述arm處理器1用于處理空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2采集到的數(shù)據(jù)以及無(wú)線通信模塊6接收的遠(yuǎn)程控制中心發(fā)出的控制信號(hào)，并根據(jù)分析處理后的結(jié)果或者遠(yuǎn)程控制中心發(fā)出信號(hào)對(duì)空氣調(diào)節(jié)模塊5、存儲(chǔ)模塊3、顯示報(bào)警模塊4發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)；

所述空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2包括甲醛濃度傳感器、苯濃度傳感器、一氧化碳濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器，用于采集甲醛濃度、苯濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送入arm處理器1或者存儲(chǔ)模塊3等待數(shù)據(jù)處理；

所述存儲(chǔ)模塊3用來(lái)存儲(chǔ)空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2采集的數(shù)據(jù)以及預(yù)先設(shè)置的控制程序，以供arm處理器1調(diào)用；

所述顯示報(bào)警模塊4用來(lái)實(shí)時(shí)顯示工廠車間內(nèi)部的溫度濕度信息和空氣環(huán)境參數(shù)信息，并可以根據(jù)有害氣體濃度情況分為不同的危險(xiǎn)等級(jí)，并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警鈴聲；

所述有空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊5用于當(dāng)有害氣體或微生物濃度超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，根據(jù)arm處理器1發(fā)出的指令信號(hào)做出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，用以保證工廠車間的有害氣體濃度以及微生物濃度在安全范圍之內(nèi)；

所述無(wú)線通信模塊6用于向控制中心發(fā)送采集處理的車間空氣環(huán)境數(shù)據(jù)或者接收控制中心的指令信息送入arm處理器1以供調(diào)用；

所述電源模塊7用于給各個(gè)模塊提供所需要的穩(wěn)壓市電或直流電。

本實(shí)施例中空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2由設(shè)置在工廠車間各工位的無(wú)線甲醛濃度傳感器、無(wú)線苯濃度傳感器、無(wú)線一氧化碳濃度傳感器、無(wú)線二氧化碳濃度傳感器、無(wú)線溫度傳感器、無(wú)線濕度傳感器組成，所述各傳感器由電力來(lái)源為可充電鋰電池。

本實(shí)施例中空氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊2還包括微生物種類濃度檢測(cè)裝置，所述微生物種類濃度檢測(cè)裝置設(shè)置在按設(shè)計(jì)軌跡循環(huán)移動(dòng)的小車上。

本實(shí)施例中存儲(chǔ)模塊3包括隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊用于與arm處理器的配合使用以增加內(nèi)存和數(shù)據(jù)處理的速度，所述sd卡模塊用于長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)采集的各種數(shù)據(jù)，所述usb接口模塊方便導(dǎo)出復(fù)制數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中顯示報(bào)警模塊4包括led電子顯示屏401、語(yǔ)音播報(bào)模塊402、報(bào)警燈403以及報(bào)警呼叫器404。

本實(shí)施例中空氣環(huán)境調(diào)節(jié)模塊5包括伺服電機(jī)模塊501、紫外線殺菌模塊502、空氣過(guò)濾模塊503、溫濕度調(diào)節(jié)模塊504；

所述伺服電機(jī)模塊501控制車間窗戶的關(guān)閉；

所述紫外線殺菌模塊502包括安裝在車間內(nèi)部的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口、與進(jìn)出風(fēng)口連接的通風(fēng)管道、設(shè)置在通風(fēng)管道上的循環(huán)風(fēng)機(jī)、以及與進(jìn)風(fēng)口連接的紫外線殺菌室；

所述空氣過(guò)濾模塊503包括安裝在車間外部的進(jìn)風(fēng)口與車間內(nèi)部出風(fēng)口、與進(jìn)出風(fēng)口連接的通風(fēng)管道、設(shè)置在通風(fēng)管道上的通風(fēng)扇、以及與通風(fēng)管道連接的活性炭過(guò)濾網(wǎng)芯；溫濕度調(diào)節(jié)模塊504為安裝在車間上方的中央空調(diào)。

本實(shí)施例中無(wú)線通信模塊6包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

本實(shí)施例中電源模塊7包括市電模塊、交直流變換模塊、穩(wěn)壓模塊、蓄電池模塊。

本發(fā)明的基于arm處理器的工廠車間空氣環(huán)境管控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)時(shí)避免了許多人為的誤差，數(shù)據(jù)越限時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)處理，使整個(gè)系統(tǒng)更為自動(dòng)化，相對(duì)減少了人力物力的消耗。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看可有效避免生產(chǎn)環(huán)節(jié)空氣污染處理不及時(shí)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。該系統(tǒng)具有開(kāi)放式、模塊化的特點(diǎn)，實(shí)用性高，可廣泛用于工廠車間空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染物處理管理，具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣泛地應(yīng)用前景。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。