◎闞英男 趙華清 朱偉亮 李曉 季修順

隨著智能建筑的日益發(fā)展，建筑室內的多種環(huán)境參數逐漸被人們重視并采用多種方法進行實時檢測，用于評估和分析室內環(huán)境狀況等。通常檢測的參數包括溫度、濕度、二氧化碳氣體濃度、甲醛濃度、甲烷濃度、光照度等，通過使用多種傳感器，可以有效地將物理模擬量轉化為數字量，便于數據的分析、存儲和傳輸等。本文設計了建筑室內綜合環(huán)境檢測系統(tǒng)，可以實現低成本的參數檢測功能，研究成果具有一定的工程參考價值和潛在的商業(yè)價值。

引言：建筑室內綜合環(huán)境檢測主要包括溫度、濕度、光照度、有害氣體檢測等方面，對建筑室內的多種環(huán)境要素進行量化、采集測量及控制，通過精準的要素采集測量和控制，是建筑實現智能化的前提之一，也是改善人們生活和工作環(huán)境的重要前提，是近年來的國內外研究熱點。

目前，基于傳感器進行環(huán)境各項要素檢測是國內外較為先進的方法，通過智能化控制，實現實時的數據采集和傳輸，可以有效地對室內環(huán)境的各個要素進行檢測。因此，使用傳感器研制的建筑室內綜合環(huán)境檢測系統(tǒng)是本文的主要內容。

通過研制無線通信電路，可以在建筑室內一定區(qū)域內設置多個無線檢測節(jié)點，每個節(jié)點都可以對上述各個要素進行檢測，各個節(jié)點通過無線通信方式與嵌入式無線控制終端進行通信，再由嵌入式無線控制終端與互聯網相連，可實現互聯網遠程訪問建筑內的環(huán)境參數的功能。

設計的建筑室內綜合環(huán)境檢測系統(tǒng)，可以有效地實時采集環(huán)境參數，采集的數據既可以用于建筑室內的環(huán)境改善，也可以作為建筑室內環(huán)境監(jiān)控裝置，對溫濕度超標、危險氣體濃度過高等做出預警，因此具有重要的研究價值。

一、系統(tǒng)功能概述

檢測系統(tǒng)主要檢測四個方面的建筑室內環(huán)境參數，包括建筑室內的溫度、濕度、光照度和危險氣體濃度。檢測和監(jiān)控室內環(huán)境溫度，可以有效地評估室內的舒適程度，用于其他智能建筑的自動化系統(tǒng)聯動，例如空調系統(tǒng)或取暖系統(tǒng)等。室內環(huán)境濕度的檢測可以聯動加濕器或抽濕機等設備。室內光照度的檢測可以聯動自動窗簾系統(tǒng)、自動LED照明燈具的亮度控制等智能化系統(tǒng)。室內危險氣體通常包含三個方面，第一是一氧化碳氣體濃度，室內一氧化碳氣體濃度升高會導致室內人員不舒適甚至中毒的現象，第二是甲烷氣體，天然氣泄漏等情況會導致室內甲烷氣體濃度過高，進而導致爆炸的事故，第三是二氧化碳氣體濃度，室內二氧化碳濃度過高會導致人們困乏等現象。因此室內的多種氣體均需要進行有效實時的檢測，便于優(yōu)化室內環(huán)境、避免事故等。當檢測的具體氣體濃度升高到預警值時，系統(tǒng)可以進行報警，從而避免惡性事故的發(fā)生。能夠實現智能化環(huán)境參數檢測的建筑，可以有效地提升室內環(huán)境質量，進而提升建筑本身的商業(yè)價值，因此檢測系統(tǒng)的研究是十分重要的。

二、系統(tǒng)結構

系統(tǒng)結構示意圖如圖2所示，系統(tǒng)中包含多個檢測節(jié)點，每個檢測節(jié)點都具有多種環(huán)境參數的檢測能力，各個節(jié)點通過集成的無線模塊，可以進行無線通信，和嵌入式控制終端進行通信，將采集到的數據通過無線的方式傳輸給嵌入式控制終端。另一方面，嵌入式控制終端可以將數據發(fā)布給計算機和其他智能設備，如智能手機和平板電腦等。

三、節(jié)點電路的研制

檢測系統(tǒng)中包含多個檢測節(jié)點，每個節(jié)點都能夠對該區(qū)域的溫濕度、光照度、有害氣體濃度等信息進行檢測，單個節(jié)點的電路可以主要分為四個部分：1.供電電路：檢測儀應具備市電直接供電和電池供電兩種方式。2.主控制器電路：綜合考慮處理能力、片上資源、穩(wěn)定性、價格等要素后，選取適當的主控芯片并完成主控制器電路，還包含顯示、串口通信、鍵盤等電路。3.傳感器電路：完成溫濕度、光照度、有害氣體濃度傳感器電路。4.無線通信電路：包括射頻通信電路，例如在測量有害氣體濃度的同時，可以實時地傳輸氣體濃度信息和位置信息至上位機。

結論：本文設計了建筑室內綜合環(huán)境檢測系統(tǒng)，可以實現低成本的環(huán)境參數檢測功能，檢測參數包括室內溫度、濕度、甲烷氣體濃度和光照度。檢測節(jié)點集成了無線通信模塊，可以實現無線通信功能，研究內容即具有科研價值，也具有一定的商業(yè)價值。