一種用于智慧燈桿上空氣質量監測傳感器，獨立供電系統

2021-05-18 10:38:52 admin

智慧燈桿一體式環境監測傳感器是一種用在各類燈桿上的傳感器，可以同時檢測各種氣體及氣象因子，如CO、NO、NO2、SO2、O3、VOC、PM2.5、PM10、噪聲、風速、風向、溫度、濕度、氣壓等，它采用了業界最為先進的傳感器技術，集成了主要環境氣體和氣象參數，可廣泛用于氣象，環保，智慧城市，交通，電力，農業和智慧路燈等領域。

◆ 超低功耗（0.2W*），特別適用于功耗要求較高的電池供電系統。

◆ 12 ~ 35V寬電源輸入范圍。
◆ 具有測量數據存儲功能（1~12月），保證了測量數據的完整。
◆ 具有高精度的日歷時鐘功能。
◆ 工業級的防護外殼，保證了長期野外使用壽命大于10年。
◆ 工業級的電氣接口防護。
◆ 標準數據輸出協議。

4.1 氣溫和相對濕度

采用國際最為先進溫濕度探頭處理方式，溫濕度探頭基于CMOS技術，以其獨有的高精度在濕度測量方面獨樹一幟，結合了領先的傳感器和集成電路技術，高精度、高性能和高可靠性(精度<3 %rh / 0.3 ℃)最先進的技術。
溫濕度探頭傳感器置于防輻射、通風良好的外殼內。與傳統非通風式傳感器相比，此類傳感器在強輻射條件下測量精度更高。結合氣壓因素，可根據氣溫和相對濕度來計算露點、絕對濕度和混合比等參數。

4.2 氣壓

通過一個內置傳感器（MEMS）測量絕對氣壓。利用當地海拔高度（用戶可自行設定），通過氣壓公式可計算以海平面為基準的相對氣壓。

4.3 風

風速和風向測量，采用4個超聲波傳感器，可在各個方向循環進行測量。高頻率和高靈敏度的超聲波傳輸可以避免各種工業場所的電磁干擾，具有較高的可靠性。

4.4 降雨量

光學雨量計是采用光學的原理，當有雨滴擊中外表面時，內部光敏器件能得到光束強度的變化，通過對不同光束的變化輸出一定的脈沖計數值，并可根據光束變化來反映雨滴的大小。
內部通過復雜的電路和數字信號處理檢測細小的雨滴，對環境光的干擾已經濾除。也對外表面污損情況作了數據補償。
監測傳感器除了能檢測到雨滴的外徑大小，還可以模擬翻斗式雨量筒（精度范圍可調：0.2mm/0.01mm/0.001mm），但是比翻斗式雨量通要更靈敏，可監測到0.01mm，甚至0.001mm的降雨量。
無移動部件，凸面設計完成自我清潔。
通過內部發光LED來檢測傳感器是否運行正常。

4.5 太陽輻射

用于測量太陽的短波輻射（主要波段：400～1100nm），它利用硅光探測器產生一個正比于入射光的電壓輸出信號，為了減小余弦誤差，并在儀器內安置一個余弦修正器，該輻射計可直接與數字電壓表或數據采集器相連，進行輻射強度的測量。

4.6 紫外線指數

通過內置的光敏元件感應紫外線A與B波段，可用于紫外輻射強度測量儀。

4.7PM2.5和PM10

    顆粒物監測的重要性：超細顆粒物（PM1），懸浮顆粒物（可入肺顆粒物），顆粒物（PM10）10，顆粒物（PM）是微小的固體或液體物質懸浮在地球的氣氛，其中可能包括灰塵、生物污染物，如細菌、霉菌、花粉；顆粒污染物如油煙、粉煤灰、水泥粉塵等顆粒物（PM）的大小從0.1微米到100微米不等。
    顆粒物來源：火力發電廠、汽車燃料排放、明火、大氣塵、煙霧、水泥工業、自然資源等。
    顆粒物健康危害較大的顆粒一般都在鼻子和咽喉的纖毛和粘液過濾，但顆粒物小于10微米，可以沉積在支氣管和肺部造成健康問題。吸入顆粒物在人類和動物中被廣泛研究的影響包括哮喘、肺癌、心血管疾病、呼吸系統疾病、早產、出生缺陷和過早死亡。
    本產品采用激光散射方法采集環境中的顆粒度含量。

4.8 噪聲

噪聲監測的重要性：環境噪聲是指在特定環境中存在的所有噪聲的積累。這些噪聲源使數以百萬計的人受到噪音污染，造成的不僅是煩惱，而且還有重大的健康后果，如聽力損失和心血管疾病的發病率升高。
噪聲源：汽車、飛機、火車、工業，喇叭，嘈雜的音樂等。
噪聲的健康危害：根據持續時間和暴露水平，噪音可能會促進聽力損失，高血壓，缺血性心臟病，睡眠障礙，出生缺陷等。

4.9 氣體

環境中污染性氣體一般包括CO、O3、SO2、NO2、TVOC等，這些參數一般由相關環境監測單位來提供，這些單位采用了昂貴的分析設備，雖然精度有確保，但是監測設備無法普及和推廣。
這個設備內部采用了特制的電化學傳感器，兼顧較低成本和精度要求，實現真正意義上的PPB級監測，非常符合目前5G技術推廣階段不同開放場景的監測需求。

5測量參數

以下測量參數羅列的是QX12所有系列可檢測的參數的基本情況，具體型號請根據相關規格要求查找。
測量值采用RS485協議（出廠設置）進行傳輸。

5.1 大氣溫度

Ø 實際溫度值：當前時刻的溫度值，
Ø 平均溫度值：設定時段內的算術平均溫度值
Ø 最大溫度值：設定時段內的最大溫度值
Ø 最小溫度值：設定時段內的最小溫度值

大氣溫度	測量方法： NTC
	測量范圍： -50°C ... +80°C
	分辨率： 0.1°C
	傳感器精度： ± 0.3°C

5.2 相對濕度

Ø 實際濕度值：當前時刻的濕度值
Ø 平均濕度值：設定時段內的算術平均濕度值
Ø 最大濕度值：設定時段內的最大濕度值
Ø 最小濕度值：設定時段內的最小濕度值

大氣濕度	測量方法：電容式
	測量范圍： 0 ... 100% RH
	分辨率： 0.1% RH
	精度： 3% RH

5.3 氣壓

Ø 實際氣壓值：當前時刻的氣壓值
Ø 平均氣壓值：設定時段內的算術平均氣壓值
Ø 最大氣壓值：設定時段內的最大氣壓值
Ø 最小氣壓值：設定時段內的最小氣壓值

氣壓	測量方法： MEMS傳感器－電容式
	測量范圍： 10 ... 1100hPa
	分辨率： 0.1hPa
	精度： ±5.0hPa

5.4 風速

Ø 實際風速值：當前時刻的風速值
Ø 平均風速值：設定時段內的算術平均風速值
Ø 最大風速值：設定時段內的最大風速值
Ø 最小風速值：設定時段內的最小風速值

風速	測量方法：超聲波
	測量范圍： 0 – 60m/s
	分辨率： 0.1m/s
	精度： ±3%

5.5 風向

Ø 實際風向值：當前時刻的風向值

風向	測量方法：超聲波
	測量范圍： 0 – 360°
	分辨率： 1°
	精度： < 3°，均方根誤差，自1 m/s

5.6 降雨量

Ø 周期降雨量：計算當前發送間隔周期內的降雨量
Ø 日累計降雨量：計算當日累計的降雨量值

雨量	測量方法：光學散射法
	測量范圍：無限制
	分辨率： 0.001mm /0.01mm/0.2mm
	精度：優于4%

5.7 太陽輻射

太陽輻射	測量方法：硅光探測器
	波長范圍： 400nm～1100nm
	測量范圍：0～2000w/m2
	分辨率： 1w/m2
	精度：優于5%

5.8 紫外線指數

紫外線指數	測量方法：光敏元件
	波長范圍： 290nm～400nm
	測量指數范圍：0～15 UVI

5.9 PM顆粒度

PM2.5	測量方法：激光散射/風扇
	監測范圍： 0～1000ug/m2
	靈敏度：0.3ug/m3
	精度：15% 或 +10ug/m3
PM10	測量方法：激光散射/風扇
	監測范圍： 0～1000ug/m2
	靈敏度：0.3ug/m3
	精度：15% 或 +10ug/m3