一种基于stm32单片机的环境监测智能小车

本发明涉及环境监测，具体为一种基于stm32单片机的环境监测智能小车。

背景技术：

1、环境监测是通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低。环境监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态系统的监测。

2、如中国专利号为：cn108444551a的“一种基于单片机的环境监测系统”，包括信号采集装置、单片机、显示模块、警示模块和串口通信，信号采集装置包括温湿传感器、气压传感器、灰尘传感器和光强传感器，温湿传感器、气压传感器、灰尘传感器和光强传感器分别连接单片机和电源，单片机连接电源，单片机分别连接显示模块和警示模块，单片机连接串口通信，单片机设键盘，键盘包括设置键、按键+和按键－。

3、但现有技术中，为了获取汽车碳排放对道路空气环境的影响，对道路车辆行驶后的空气质量检测尤为关键，传统的嵌入式控制系统在环境监测方面常受限于固定位置，无法对规划区域内的空气环境进行有效监测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，以解决上述背景技术提出的传统的嵌入式控制系统难以对道路上所规划的区域内进行综合环境监测的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于stm单片机的环境监测智能小车，包括车体，所述车体的底盘上安装有单片机和动力电池，所述车体包括驱动轮组、被动轮组和动力控制系统，所述动力控制系统用于控制驱动轮组运转，所述单片机与动力控制系统电性连接，所述车体的顶壁安装有红外感应传感器、温度传感器、蜂鸣报警器和显控箱，所述显控箱的内部设置有一氧化碳传感器和空气质量传感器，所述显控箱的外侧壁安装有显示屏；

3、还包括环境检测系统，所述环境检测系统由动力控制系统、红外感应传感器、温度传感器、蜂鸣报警器、显示屏、单片机、一氧化碳传感器、空气质量传感器和避障系统组合；

4、所述单片机负责数据的采集、处理和决策，通过无线通信模块将数据传输至监控终端；

5、所述动力控制系统用于带动驱动轮组运转，进而控制小车在路面上移动；

6、所述红外感应传感器和避障系统用于采集路况信息，对小车的移动路线做出规划；

7、所述温度传感器用于检测车体顶部流动空气的实时温度；

8、所述蜂鸣报警器负责接收单片机的采集信号，并在信号达到预设阈值时进行警报；

9、所述显示屏负责接收单片机的采集信号，并将信号数据可视化展现；

10、所述一氧化碳传感器用于检测车体顶部流动空气中一氧化碳的浓度；

11、所述空气质量传感器用于检测车体顶部流动空气中pm.颗粒物浓度和co浓度。

12、优选的，所述单片机选择stmfct单片机。

13、优选的，所述温度传感器选择mlx红外测温模块。

14、优选的，所述一氧化碳传感器选择mq一氧化碳传感器。

15、优选的，所述空气质量传感器包括pms传感器和k传感器，所述pms传感器用于检测空气中pm.颗粒物浓度，所述k传感器用于检测空气中co浓度。

16、优选的，所述蜂鸣报警器和显示屏的工作流程如下：

17、步骤一、利用单片机采集温度传感器和空气质量传感器的数据信息；

18、步骤二、单片机将采集的数据信息进行处理；

19、步骤三、使用单片机的控制程序判断采集数据是否达到预设阈值；

20、步骤四、根据判断，控制蜂鸣报警器和显示屏工作状态。

21、优选的，在步骤四中，若判断采集信息超出预设阈值，蜂鸣报警器启动发出警报，若判断采集信息未超出预设阈值，利用显示屏显示所采集的数据。

22、优选的，所述被动轮组包括被动轮联轴和两个被动轮，所述被动轮联轴的两端均与被动轮固定连接。

23、优选的，所述一氧化碳传感器和空气质量传感器检测时还使用了进气补充模块，所述进气补充模块包括凸轮和补气组件，所述凸轮与被动轮联轴固定连接，所述补气组件包括补气筒，所述显控箱的顶端开设有进气口，所述显控箱的两侧均设置有圆盖板，所述补气筒与显控箱的两个内侧壁均固定连接有检测腔室，所述显控箱的内侧壁固定连接有分隔板，所述一氧化碳传感器安装在其中一个检测腔室的内壁，所述空气质量传感器安装在另一个检测腔室的内壁，所述圆盖板与检测腔室转动连接，所述补气筒的内侧壁位于检测腔室和进气口位置处均连通有单向阀，所述补气筒的内侧壁滑动连接有活塞，所述活塞的底端转动连接有连杆，所述连杆与凸轮转动连接，所述补气筒的底端固定连接有封环。

24、优选的，所述单向阀的顶端开设有通口，所述单向阀的内侧壁设置有球芯，所述单向阀的底端固定连接有通气板，所述球芯与通气板之间连接有弹簧。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、本发明中，利用stm32单片机采集、处理和决策环境数据，通过无线通信模块将数据传输至监控终端，通过搭载各类传感器，智能小车能够对周围环境进行实时监测，包括温度、湿度、气体浓度等多种参数。这有助于及时发现环境异常，提前预警和采取相应措施，智能小车可以自主移动，覆盖更广的监测范围，能够在不同位置采集环境数据，更具灵活性和实用性，并且能够实时监测不同位置的环境参数，有助于快速发现环境异常或污染源。

27、2、本发明中，通过搭载红外感应传感器、超声波传感器和图像传感器等多种感知设备，实现对环境的全面感知，确保了在不同环境条件下，小车都能够有效地进行监测和决策。

28、3、本发明中，通过单片机负责数据的实时处理和智能算法的执行，使得小车能够根据监测数据做出智能决策，能够迅速作出反应，例如发出警报、采取避障动作或调整工作模式。

29、4、本发明中，通过将进气补充模块与被动轮联轴连接，车体行驶时，被动轮联轴带动凸轮旋转，凸轮通过连杆驱动活塞移动，被动轮联轴每转动一圈就会带动活塞进行一次伸缩移动，活塞在行程中伸缩移动带动气体抽拉和压缩，利用补气筒中的负压抵消进气口中负压的影响，提升了一氧化碳传感器和空气质量传感器的检测精度。

技术特征：

1.一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，包括车体(1)，所述车体(1)的底盘上安装有单片机(6)和动力电池(7)，其特征在于：所述车体(1)包括驱动轮组(11)、被动轮组(12)和动力控制系统(13)，所述动力控制系统(13)用于控制驱动轮组(11)运转，所述单片机(6)与动力控制系统(13)电性连接，所述车体(1)的顶壁安装有红外感应传感器(2)、温度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)和显控箱(5)，所述显控箱(5)的内部设置有一氧化碳传感器(9)和空气质量传感器(10)，所述显控箱(5)的外侧壁安装有显示屏(53)；

2.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述单片机(6)选择stm32f103c8t6单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述温度传感器(3)选择mlx90614红外测温模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述一氧化碳传感器(9)选择mq7一氧化碳传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述空气质量传感器(10)包括pms5003传感器和k30传感器，所述pms5003传感器用于检测空气中pm2.5颗粒物浓度，所述k30传感器用于检测空气中co2浓度。

6.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述蜂鸣报警器(4)和显示屏(53)的工作流程如下：

7.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：在步骤s4中，若判断采集信息超出预设阈值，蜂鸣报警器(4)启动发出警报，若判断采集信息未超出预设阈值，利用显示屏(53)显示所采集的数据。

8.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述被动轮组(12)包括被动轮联轴(120)和两个被动轮(121)，所述被动轮联轴(120)的两端均与被动轮(121)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述一氧化碳传感器(9)和空气质量传感器(10)检测时还使用了进气补充模块(8)，所述进气补充模块(8)包括凸轮(81)和补气组件(82)，所述凸轮(81)与被动轮联轴(120)固定连接，所述补气组件(82)包括补气筒(821)，所述显控箱(5)的顶端开设有进气口(51)，所述显控箱(5)的两侧均设置有圆盖板(52)，所述补气筒(821)与显控箱(5)的两个内侧壁均固定连接有检测腔室(83)，所述显控箱(5)的内侧壁固定连接有分隔板(84)，所述一氧化碳传感器(9)安装在其中一个检测腔室(83)的内壁，所述空气质量传感器(10)安装在另一个检测腔室(83)的内壁，所述圆盖板(52)与检测腔室(83)转动连接，所述补气筒(821)的内侧壁位于检测腔室(83)和进气口(51)位置处均连通有单向阀(85)，所述补气筒(821)的内侧壁滑动连接有活塞(822)，所述活塞(822)的底端转动连接有连杆(823)，所述连杆(823)与凸轮(81)转动连接，所述补气筒(821)的底端固定连接有封环(824)。

10.根据权利要求9所述的一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，其特征在于：所述单向阀(85)的顶端开设有通口(851)，所述单向阀(85)的内侧壁设置有球芯(852)，所述单向阀(85)的底端固定连接有通气板(854)，所述球芯(852)与通气板(854)之间连接有弹簧(853)。

技术总结本发明公开了一种基于stm32单片机的环境监测智能小车，涉及环境监测技术领域，包括车体，所述车体的底盘上安装有单片机和动力电池，所述车体包括驱动轮组、被动轮组和动力控制系统。本发明，利用stm32单片机采集、处理和决策环境数据，通过无线通信模块将数据传输至监控终端，通过搭载各类传感器，智能小车能够对周围环境进行实时监测，包括温度、湿度、气体浓度等多种参数。这有助于及时发现环境异常，提前预警和采取相应措施，智能小车可以自主移动，覆盖更广的监测范围，能够在不同位置采集环境数据，更具灵活性和实用性并且能够实时监测不同位置的环境参数，有助于快速发现环境异常或污染源。技术研发人员：高瑞祺,俞子豪,谷洲之,汪通悦,赵亮,周松,梁晓波,杨权权受保护的技术使用者：淮阴工学院技术研发日：技术公布日：2024/7/15