基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置及监测方法

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置及监测方法。该专利由上海斐讯数据通信技术有限公司申请，并于2017年7月25日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及环境检测技术领域，特别是涉及一种基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置及监测方法。

发明背景

众所周知，新装修的房屋以及新买家具都具有较高的甲醛含量。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感。大于0 .08m3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。

所以对室内甲醛浓度的实时监测是一个值得关注的问题，而现有的甲醛浓度监测装置的主要针对局部小范围监测，无法对家庭环境进行全方位的监控或不适用于家庭的复杂环境中甲醛浓度的监测；有的甲醛浓度监测装置不易组建和扩展，稳定性差，执行效率不高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置及监测方法，用于解决现有技术中监测装置不易组建和扩展、系统稳定性差，执行效率不高、监测范围受限以及不利于复杂的室内环境的监测问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置，主要包括CAN总线通信模块、主机模块和多个检测节点，所述CAN总线通信模块分别连接所述主机模块和所述检测节点，并实现所述检测节点与所述主机模块之间的数据发送与接收功能；所述检测节点包括检测室内甲醛浓度的甲醛浓度检测传感器、模拟信号转换数字信号的A/D转换器和控制节点工作的节点控制模块；所述CAN总线通信模块包括控制CAN总线工作的CAN总线控制器、驱动CAN总线工作的CAN总线电平驱动器和传输信息通道的带屏蔽层的双绞线；所述主机模块包括接收信号并处理信号的单片机、发出报警信号的发声装置和传输信息到主人手机的手机通讯模块；所述节点控制模块与所述CAN总线控制器之间相互通信，所述CAN总线控制器与所述单片机之间互相通信。

于本发明的一实施方式中，所述主机模块还用于接收和处理所述CAN总线通信模块发送的数据，并判断甲醛的浓度值是否超标；所述主机模块还用于在检测所述检测节点和所述手机通信模块通信是否正常时，向所述检测节点发送遍历请求；所述主机模块还用于在检测节点和手机通信模块通信异常时，点亮异常信号灯。

所述手机通信模块还用于在室内甲醛浓度值超标时，向手机发送提醒信息，并同时激活所述发声装置报警；所述手机通信模块还用于在室内甲醛浓度值未超标时，定时向手机发送室内甲醛的浓度值变化信息。所述手机通信模块还用于当所述检测节点通讯不正常时，向手机发送异常的所述检测节点的地址。所述节点控制模块由单片机系统构成，其中运行有控制节点工作的程序。

本发明还提供一种基于CAN总线的分布式甲醛浓度的监测方法，所述检测方法包括：首先，布置所述检测节点，并通过所述CAN总线通信模块组建分布式网络；其次，所述检测节点中的所述甲醛浓度检测传感器采集环境中的甲醛浓度信息，所述检测节点中的所述A/D转换器将所述信息进行A/D转化，再通过所述CAN总线通信模块将信息传送给所述主机模块进行处理；最后，所述主机模块将接收到的信息进行处理并判断甲醛的浓度值是否超标，若是，则通过所述手机通信模块向手机发送提醒，并通过所述发声装置报警；若否，则所述手机通信模块定时向手机发送室内甲醛的浓度值变化信息。

于本发明的一实施方式中，还包括所述检测节点的通信异常检测和所述手机通信模块的异常检测过程。所述检测节点的通信异常检测包括对所述CAN总线控制器和所述A/D转换器的初始化过程，若初始化成功，则所述节点控制模块接收所述主机模块的遍历请求并向主机模块发送遍历应答，之后所述A/D转换器对所述甲醛浓度检测传感器的数据进行A/D转换并发送给所述单片机处理，最后通过所述CAN总线控制器发送至所述手机通信模块；若初始化失败，则所述主机模块的异常信号灯点亮。

所述手机通信模块异常检测包括对所述CAN总线控制器和所述手机通信模块的初始化过程，若初始化成功，则所述主机模块向所述检测节点发送遍历请求，检查各所述检测节点通信是否正常，失败的所述检测节点通过手机通信模块向手机发送异常的所述检测节点，正常的所述检测节点接收数据并发送至所述主机模块进行处理，所述单片机判断甲醛浓度值是否正常，若超标，则通过所述手机通信模块向手机发送提醒，并激活所述发声装置报警，若未超标，则所述手机通信模块定时向手机发送室内甲醛的浓度值变化信息；若初始化失败，则所述主机模块的异常信号灯点亮。当所述检测节点通讯不正常时，所述手机通信模块向手机发送异常的所述检测节点的地址。

如上所述，本发明的基于CAN总线的分布式甲醛浓度监测装置及监测方法，具有以下有益效果：本发明实现了家庭室内全方位、实时的甲醛浓度浓度检测，并根据其结果进行相应处理，甲醛浓度超标时发声提醒和发信息至手机通知主人，对家庭环境甲醛浓度进行全方位的监测；本发明适合家庭复杂环境，分布式布局，易组建和扩展监测网络，稳定性高，执行效率高；本发明实现了家庭内各处甲醛浓度浓度监测分析，实现局部甲醛浓度超标事件报警。