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专利号: 201911101642X
申请人: 泰州市绿大地织造有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述基于ZigBee的织造车间环境监控装置包括存储装置、显示装置、报警装置、ZigBee通信模块、中央处理装置、数据采集装置、湿度传感器、信号处理电路、温度传感器、二氧化碳传感器、粉尘浓度传感器、光照强度传感器、图像传感器、图像处理装置、控制装置、湿度调节装置、温度调节装置、光线调节装置以及通风调节装置;

其中,所述湿度传感器、所述温度传感器、所述二氧化碳传感器、所述粉尘浓度传感器以及所述光照强度传感器均设置于织造车间,所述湿度传感器用于检测织造车间的湿度信号,所述温度传感器用于检测织造车间的温度信号,所述二氧化碳传感器用于检测织造车间的二氧化碳浓度信号,所述粉尘浓度传感器用于检测织造车间的粉尘浓度信号,所述光照强度传感器用于检测织造车间的光照强度信号,所述图像传感器也设置于织造车间内,所述图像传感器用于采集织造车间内的环境图像信息;

其中,所述湿度传感器的输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述图像传感器的输出端与所述图像处理装置的输入端连接,所述信号处理电路的输出端、所述温度传感器的输出端、所述二氧化碳传感器的输出端、所述粉尘浓度传感器的输出端、所述粉尘浓度传感器的输出端以及所述图像处理装置的输出端均与所述数据采集装置的输入端连接,所述控制装置的输入端与所述数据采集装置的输出端连接,所述湿度调节装置的输入端、所述温度调节装置的输入端、所述光线调节装置的输入端以及所述通风调节装置的输入端均与所述控制装置的输出端连接,所述中央处理装置与所述数据采集装置双向通信连接,所述中央处理装置通过所述ZigBee通信模块与所述存储装置连接,所述中央处理装置通过所述ZigBee通信模块与所述显示装置连接,所述中央处理装置通过所述ZigBee通信模块与所述报警装置连接;

其中,所述湿度传感器将采集到的湿度信号传输至所述信号处理电路,所述信号处理电路对接收到的湿度信号进行信号处理后将处理后的湿度信号传输至所述数据采集装置,所述温度传感器将采集到的温度信号传输至所述数据采集装置,所述二氧化碳传感器将采集到的二氧化碳浓度信号传输至所述数据采集装置,所述粉尘浓度传感器将采集到的粉尘浓度信号传输至所述数据采集装置,所述光照强度传感器将采集到的光照强度信号传输至所述数据采集装置,所述图像传感器将采集到的图像信息传输至所述图像处理装置,所述图像处理装置对接收到的图像信息进行图像处理后将处理后的图像信息传输至所述数据采集装置,所述数据采集装置将接收到的湿度信号、温度信号、二氧化碳浓度信号、粉尘浓度信号、光照强度信号以及图像信息传输至所述中央处理装置,所述中央处理装置将接收到的湿度信号与存储于所述中央处理装置的内部存储器的湿度阈值范围进行比较,若所述中央处理装置接收到的湿度信号不在所述湿度阈值范围内,则所述中央处理装置通过数据采集装置向所述控制装置发送控制指令,所述控制装置接收到控制指令后控制所述湿度调节装置进行湿度调节,所述中央处理装置将接收到的温度信号与存储于所述中央处理装置的内部存储器的温度阈值范围进行比较,若所述中央处理装置接收到的温度信号不在所述温度阈值范围内,则所述中央处理装置通过数据采集装置向所述控制装置发送控制指令,所述控制装置接收到控制指令后控制所述温度调节装置进行温度调节,所述中央处理装置将接收到的二氧化碳浓度信号与存储于所述中央处理装置的内部存储器的二氧化碳浓度阈值范围进行比较,若所述中央处理装置接收到的二氧化碳浓度信号不在所述二氧化碳浓度阈值范围内,则所述中央处理装置通过数据采集装置向所述控制装置发送控制指令,所述控制装置接收到控制指令后控制所述通风调节装置进行通风开关调节,所述中央处理装置将接收到的粉尘浓度信号与存储于所述中央处理装置的内部存储器的粉尘浓度阈值范围进行比较,若所述中央处理装置接收到的粉尘浓度信号不在所述粉尘浓度阈值范围内,则所述中央处理装置通过数据采集装置向所述控制装置发送控制指令,所述控制装置接收到控制指令后控制所述通风调节装置进行通风开关调节,所述中央处理装置将接收到的光照强度信号与存储于所述中央处理装置的内部存储器的光照强度阈值范围进行比较,若所述中央处理装置接收到的光照强度信号不在所述光照强度阈值范围内,则所述中央处理装置通过数据采集装置向所述控制装置发送控制指令,所述控制装置接收到控制指令后控制所述光线调节装置进行光线调节;所述中央处理装置将接收到的湿度信号、温度信号、二氧化碳浓度信号、粉尘浓度信号、光照强度信号以及图像信息通过所述Zigbee通信模块传输至所述存储装置进行存储,所述中央处理装置将接收到的湿度信号、温度信号、二氧化碳浓度信号、粉尘浓度信号、光照强度信号以及图像信息通过所述ZigBee通信模块传输至所述显示装置进行显示;

所述图像传感器将采集到的图像信息传输至所述图像处理装置进行图像处理;

其中,将所述图像传感器传输至所述图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y),其中x、y是空间坐标,所述图像处理装置对上述图像f(x,y)进行图像的亮度进行调节处理,经过亮度调节后图像二维函数为g(x,y),其中,图像f(x,y)的亮度范围为[a,b],经过图像处理装置调节后的图像g(x,y)的亮度范围为[c,d],a,b,c,d的单位为nits,则有所述图像处理装置将处理后的图像g(x,y)传输至所述数据采集装置。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述存储装置用于存储湿度信号、温度信号、二氧化碳浓度信号、粉尘浓度信号、光照强度信号以及图像信息;其中,所述存储装置还包括一数据读取接口,外设通过所述数据读取接口读取所述存储装置内存储的湿度信号、温度信号、二氧化碳浓度信号、粉尘浓度信号、光照强度信号以及图像信息。

3.根据权利要求1‑2中任一权利要求所述的基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述湿度传感器用于检测织造车间内的湿度信号,将采集的湿度信号转换为电压信号V0,并将电压信号V0传输至所述信号处理电路,V1为经过所述信号处理电路处理后的电压信号,所述信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元,所述湿度传感器的输出端与所述信号放大单元的输入端连接,所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接,所述信号滤波单元的输出端与处理器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述信号放大单元包括运算放大器A1‑A2和电阻R1‑R8;

其中,所述湿度传感器的输出端与电阻R3的一端连接,电阻R2的一端与直流电源Vcc连接,电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与电阻R3的一端连接,电阻R1的一端还与运算放大器A1的同相输入端连接,电阻R5的一端与运算放大器A1的输出端连接,电阻R5的一端还与运算放大器A2的同相输入端连接,电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接,电阻R5的另一端还与运算放大器A1的反相输入端连接,电阻R3的另一端与电阻R4的另一端连接,电阻R7的一端接地,电阻R7的另一端与电阻R4的另一端连接,电阻R6的一端与直流电源Vcc连接,电阻R6的另一端与运算放大器A2的反相输入端连接,电阻R8的一端也与运算放大器A2的反相输入端连接,电阻R8的另一端与运算放大器A2的输出端连接,运算放大器A2的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述信号滤波单元包括电阻R9‑R12、电容C1‑C4以及运算放大器A3;

其中,所述信号放大单元的输出端与电容C1的一端连接,电容C1的另一端与电阻R9的一端连接,电阻R9的另一端与电容C2的一端连接,电阻R9的另一端还与电容C3的一端连接,电容C2的另一端与电阻R10的一端连接,电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接,电阻R11的另一端与电容C3的另一端连接,电阻R11的另一端还与运算放大器A3的反相输入端连接,电阻R10的一端还与运算放大器A3的输出端连接,电阻R12的一端与电容C3的一端连接,电阻R12的另一端与运算放大器A3的同相输入端连接,电阻R12的另一端还与直流电源Vcc连接,电容C4的一端与运算放大器A3的输出端连接,电容C4的另一端与所述处理器的输入端连接,所述信号滤波单元将电压信号V1传输至所述处理器。

6.根据权利要求1所述的基于ZigBee的织造车间环境监控装置,其特征在于,所述中央处理装置为Atmega128L处理器。