一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法

1.一种用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，包括控制模块、检测模块和报警模块；
所述控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；控制模块根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块的报警状态；
不同等级的调整信号的占空比不同，且每个等级对应的占空比都持续相同的时间；按占空比从小到大或从大到小的顺序输出；检测模块内置的气体传感器接收对应的不同等级的输入信号，输出不同的反馈信号；检测反馈信号的电压值识别当前检测出的气体。
2.根据权利要求1所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述控制模块包括MCU、晶振、第一电容和第二电容；
所述MCU的P0.01脚、P0.02脚、P0.03脚、P0.29脚连接检测模块，MCU的P0.05脚、P0.15脚、P0.25脚、P0.26脚连接报警模块；MCU的XC2脚连接晶振的输入脚、还通过第一电容接地；
晶振的输出脚连接MCU的XC1脚、还通过第二电容接地；MCU的VDD脚和AVDD脚均连接第一供电端。
3.根据权利要求2所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述检测模块包括运算放大器、气体传感器、滤波电路、第一电阻和第二电阻；
所述运算放大器的OUTPUT脚连接MCU的P0.01脚和第一电阻的一端，运算放大器的NII脚连接滤波电路的输出端，滤波电路的输入端连接MCU的P0.29脚，运算放大器的VCC脚连接第一供电端，运算放大器的VDD/GND脚接地，运算放大器的II脚连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接气体传感器的H1脚和MCU的P0.02脚；气体传感器的S1脚连接MCU的P0.03脚、还通过第二电阻连接第一供电端；气体传感器的S2脚和H2脚接地。
4.根据权利要求2所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述报警模块包括：
闹铃单元，用于根据控制模块输出的第一控制信号进行发声报警；
光单元，用于根据控制模块输出的第二控制信号进行发光报警；
振动单元，用于根据控制模块输出的第三控制信号进行振动报警。
5.根据权利要求4所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述闹铃单元包括喇叭、第五电阻和第六电阻；
所述喇叭的一端连接MCU的P0.25脚、还通过第五电阻接地；喇叭的另一端连接MCU的P0.26脚、还通过第六电阻接地。
6.根据权利要求4所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述光单元包括发光二极管、第一MOS管和第七电阻；
所述发光二极管的负极连接第二供电端，发光二极管的正极连接第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接MCU的P0.15脚和第七电阻的一端，第一MOS管的源极连接第七电阻的另一端和地。
7.根据权利要求4所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述振动单元包括马达、第二二极管、第二MOS管和第八电阻；
所述马达的正极连接第二供电端和第二二极管的负极，马达的负极连接第二二极管的正极和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接MCU的P0.05脚和第八电阻的一端，第二MOS管的源极连接第八电阻的另一端和地。
8.根据权利要求3所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其特征在于，所述气体传感器为金属氧化物半导体传感器，其型号为ENS130。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的智能移动终端的有害气体检测提醒方法，其特征在于，包括：
A、控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；
B、检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；
C、控制模块根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块的报警状态。

一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及气体检测技术领域，特别涉及一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法。\n背景技术\n[0002] 在工业发展的几十年历史里，空气质量越来越差。随着智能移动终端的发展，各种传感器在智能终端上的应用越来越普遍。目前有的智能终端设备上集成了相关的气体传感器，通过气体传感器检测空气中的有害气体并报警。但是，由于有害气体种类较多，若需要同时检测多种有害气体，往往需要对应设置多个类型的气体传感器，这样会占用较多的空间、增加成本。\n[0003] 有鉴于此，本发明提供一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法。\n发明内容\n[0004] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法，以解决现有智能终端需设置多个类型的气体传感器，导致占用空间较多、增加成本的问题。\n[0005] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：\n[0006] 一种用于检测提醒有害气体的智能移动终端，其包括控制模块、检测模块和报警模块；\n[0007] 所述控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；\n检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；控制模块根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块的报警状态。\n[0008] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述控制模块包括MCU、晶振、第一电容和第二电容；\n[0009] 所述MCU的P0.01脚、P0.02脚、P0.03脚、P0.29脚连接检测模块，MCU的P0.05脚、P0.15脚、P0.25脚、P0.26脚连接报警模块；MCU的XC2脚连接晶振的输入脚、还通过第一电容接地；晶振的输出脚连接MCU的XC1脚、还通过第二电容接地；MCU的VDD脚和AVDD脚均连接第一供电端。\n[0010] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述检测模块包括运算放大器、气体传感器、滤波电路、第一电阻和第二电阻；\n[0011] 所述运算放大器的OUTPUT脚连接MCU的P0.01脚和第一电阻的一端，运算放大器的NII脚连接滤波电路的输出端，滤波电路的输入端连接MCU的P0.29脚，运算放大器的VCC脚连接第一供电端，运算放大器的VDD/GND脚接地，运算放大器的II脚连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接气体传感器的H1脚和MCU的P0.02脚；气体传感器的S1脚连接MCU的P0.03脚、还通过第二电阻连接第一供电端；气体传感器的S2脚和H2脚接地。\n[0012] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述报警模块包括：\n[0013] 闹铃单元，用于根据控制模块输出的第一控制信号进行发声报警；\n[0014] 光单元，用于根据控制模块输出的第二控制信号进行发光报警；\n[0015] 振动单元，用于根据控制模块输出的第三控制信号进行振动报警。\n[0016] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述闹铃单元包括喇叭、第五电阻和第六电阻；\n[0017] 所述喇叭的一端连接MCU的P0.25脚、还通过第五电阻接地；喇叭的另一端连接MCU的P0.26脚、还通过第六电阻接地。\n[0018] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述光单元包括发光二极管、第一MOS管和第七电阻；\n[0019] 所述发光二极管的负极连接第二供电端，发光二极管的正极连接第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接MCU的P0.15脚和第七电阻的一端，第一MOS管的源极连接第七电阻的另一端和地。\n[0020] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述振动单元包括马达、第二二极管、第二MOS管和第八电阻；\n[0021] 所述马达的正极连接第二供电端和第二二极管的负极，马达的负极连接第二二极管的正极和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接MCU的P0.05脚和第八电阻的一端，第二MOS管的源极连接第八电阻的另一端和地。\n[0022] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，所述气体传感器为金属氧化物半导体传感器，其型号为ENS130。\n[0023] 所述的用于检测提醒有害气体的智能移动终端中，不同等级的调整信号的占空比不同，且每个等级对应的占空比都持续相同的时间；按占空比从小到大或从大到小的顺序输出。\n[0024] 一种采用所述的智能移动终端的有害气体检测提醒方法，其特征在于，包括：\n[0025] A、控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；\n[0026] B、检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；\n[0027] C、控制模块根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块的报警状态。\n[0028] 相较于现有技术，本发明提供的有害气体的智能移动终端及其有害气体检测提醒方法，通过控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；控制模块根据检测结果控制报警模块的报警状态。这样通过不同等级的调整信号对一个检测模块进行控制、就可实现不同有害气体的检测，无需设置多个检测模块，节省了成本且占用空间较少；还能在检测到有害气体时对用户进行报警，以便用户可选择开窗通风或远离有害气体。\n附图说明\n[0029] 图1为本发明提供的智能移动终端的结构框图。\n[0030] 图2为本发明提供的智能移动终端中控制模块的电路图。\n[0031] 图3为本发明提供的智能移动终端中检测模块的电路图。\n[0032] 图4为本发明提供的智能移动终端中气体传感器内部的等效电路图。\n[0033] 图5为本发明提供的智能移动终端中闹铃单元的电路图。\n[0034] 图6为本发明提供的智能移动终端中光单元的电路图。\n[0035] 图7为本发明提供的智能移动终端中振动单元的电路图。\n[0036] 图8为本发明提供的智能移动终端的有害气体检测提醒方法流程图。\n具体实施方式\n[0037] 本发明提供一种智能移动终端及其有害气体检测提醒方法，通过一个气体传感器就能对不同类型的有害气体进行检测，并在检测到有害气体时提示用户。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。\n应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0038] 请参阅图1，本发明提供的智能移动终端包括控制模块100、检测模块 200和报警模块300。所述控制模块100按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块 200的工作状态；检测模块 200在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块100；控制模块100根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块\n300的报警状态。\n[0039] 请一并参阅图1、所述控制模块100包括MCU U1、晶振Y、第一电容C1和第二电容C2；\n所述MCU U1的P0.01脚、P0.02脚、P0.03脚、P0.29脚连接检测模块 200，MCU U1的P0.05脚、P0.15脚、P0.25脚、P0.26脚连接报警模块300；MCU U1的XC2脚连接晶振Y的输入脚IN、还通过第一电容C1接地；晶振Y的输出脚OUT连接MCU U1的XC1脚、还通过第二电容C2接地；MCU U1的VDD脚和AVDD脚均连接第一供电端VDD_3V3。\n[0040] 其中，所述MCU U1的型号为NRF51822。晶振Y、第一电容C1和第二电容C2组成MCU U1的时钟电路，为MCU U1提供时钟信号。MCU U1的P0.29脚为调整信号PWM的输出脚；P0.01脚和P0.02脚为采样脚，用于对调整信号PWM进行ADC采样；P0.03脚输入检测模块 200的检测结果；P0.05脚、P0.15脚、P0.25脚、P0.26脚输出控制信号给报警模块300，以实现不同的报警方式。\n[0041] 所述MCU U1上电后，可根据其内部预先编好的程序、按占空比从小到大或从大到小的顺序从P0.29脚输出一段不同等级的调整信号PWM。不同等级的调整信号PWM的占空比不同，且每个等级对应的占空比都持续相同的时间。调整信号PWM被检测模块 200识别后，即可根据对应的等级控制检测模块 200切换为相应的工作状态。在具体实施时，所述MCU U1可上电后自动启动检测功能，直接输出调整信号PWM。也可根据用户操作（如按下预设按键或图标）生成的启动信号来启动检测功能，启动信号可从MCU U1的P0.30脚输入。\n[0042] 需要理解的是，对应的按键和图标可直接使用智能移动终端上的按键、图标，并与电源电路连接以得电工作。所述智能移动终端也可单独设置成一不具有电话通讯功能的设备，则需增加相应的供电电路，供电电路为现有技术，此处不作详述。\n[0043] 请一并参阅图3，所述检测模块 200包括运算放大器U2、气体传感器U3、滤波电路\n210、第一电阻R1和第二电阻R2；所述运算放大器U2的OUTPUT脚连接MCU U1的P0.01脚和第一电阻R1的一端，运算放大器U2的NII脚连接滤波电路210的输出端，滤波电路210的输入端连接MCU U1的P0.29脚，运算放大器U2的VCC脚连接第一供电端VDD_3V3，运算放大器U2的VDD/GND脚接地，运算放大器U2的II脚连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接气体传感器U3的H1脚和MCU U1的P0.02脚；气体传感器U3的S1脚连接MCU U1的P0.03脚、还通过第二电阻R2连接第一供电端VDD_3V3；气体传感器U3的S2脚和H2脚接地。\n[0044] 其中，第一电阻R1为限流电阻，根据需要可调节其阻值大小。所述滤波电路210包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3和第四电容C4；所述第三电阻R3的一端（即滤波电路210的输入端）连接MCU U1的P0.29脚；第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端、还通过第三电容C3接地；第四电阻R4的另一端（即滤波电路210的输出端）连接运算放大器U2的NII脚、还通过第四电容C4接地。第三电阻R3与第三电容C3组成一个低通滤波器，第四电阻R4和第四电容C4组成另一端低通滤波器。\n[0045] 本实施例中，所述气体传感器U3的型号为ENS130，是一种金属氧化物半导体传感器，其工作原理为：利用被测气体的吸附作用，改变其半导体的电导率，当不同气体吸护在此传感器时，其半导体电导率不一样，在一定温度调节下，不同气体吸护在金属氧化物上时，其电导率差异明显。ENS130的内部等效电路如图4所示如下是ENS130的等效电路，一共有4个pin脚，H1脚与H2脚为电阻Rh的两端，其为辅助驱动电路，目的是使电阻Rh的功率达到一定值后，在电阻Rh上产生的温度，使电阻Rs工作在一定温度条件下。S1脚与S2脚是材料金属氧化物的电阻Rs的两端，当不同气体gas（es）吸护在上面时，电阻Rs的电导率改变，电阻值改变。\n[0046] 在原理图中，RS与R9串联在VCC上，RS电阻值不同，RS上的分压不同，S_ADC的电压不同，区分不同的气体；RH与R8串联到U9的输出，U9的输出为RH提供功率来源，PWM的信号，可控制在RH上的功率，即可控制在RH上产生的温度。\n[0047] 调整信号PWM经过滤波电路210低通滤波后输入到运算放大器U2的反向输入端（NII脚）。运算放大器U2将调整信号PWM放大，再经过第一电阻R1限流后输出到气体传感器U3中。U_ADC信号和H_ADC信号是MCU的ADC采样信号，分别用来检测运算放大器U2的输出信号以及气体传感器U3的输入信号。当MCU输出不同的调整信号PWM时，气体传感器U3接收到对应的不同等级的输入信号，使气体传感器U3的S1脚输出不同的反馈信号S_ADC（即检测结果）。第二电阻R2起到分压的作用。MCU检测出反馈信号S_ADC的电压值，即可识别出当前检测出了哪种气体。如：反馈信号S_ADC为0.7V时，对应CO（一氧化碳）；反馈信号S_ADC为0.9V时，对应CO2（二氧化碳）；反馈信号S_ADC为1V时，对应甲醛等，具体对应关系，可根据软件设定。\n[0048] MCU识别出有害气体后，输出对应的控制信号给报警模块300，以进行相应的报警。\n请一并参阅图5-图7，本实施例中采用三种报警方式，所述报警模块300包括闹铃单元310、光单元320和振动单元330。所述闹铃单元310根据控制模块100输出的第一控制信号进行发声报警。光单元320根据控制模块100输出的第二控制信号进行发光报警。振动单元330根据控制模块100输出的第三控制信号进行振动报警。\n[0049] 其中，所述闹铃单元310包括喇叭S、第五电阻R5和第六电阻R6；所述喇叭S的一端连接MCU的P0.25脚、还通过第五电阻R5接地；喇叭S的另一端连接MCU的P0.26脚、还通过第六电阻R6接地。其中，所述第五电阻R5和第六电阻R6为压敏电阻，用作ESD（Electro-Static discharge，静电保护）。MCU输出的第一控制信号ADC±驱动喇叭S发声。\n[0050] 所述光单元320包括发光二极管D1、第一MOS管Q1和第七电阻R7；所述发光二极管D1的负极连接第二供电端VDD_2V8，发光二极管D1的正极连接第一MOS管Q1的漏极，第一MOS管Q1的栅极连接MCU的P0.15脚和第七电阻R7的一端，第一MOS管Q1的源极连接第七电阻R7的另一端和地。第一MOS管Q1为NMOS管。MCU输出的第二控制信号LED为高电平时，控制第一MOS管Q1导通使发光二极管D1点亮；为低电平时第一MOS管Q1截止使发光二极管D1熄灭。\n[0051] 所述振动单元330包括马达M、第二二极管D2、第二MOS管Q2和第八电阻R8；所述马达M的正极连接第二供电端VDD_2V8和第二二极管D2的负极，马达M的负极连接第二二极管D2的正极和第二MOS管Q2的漏极，第二MOS管Q2的栅极连接MCU的P0.05脚和第八电阻R8的一端，第二MOS管Q2的源极连接第八电阻R8的另一端和地。第二MOS管Q2为NMOS管。MCU输出的第三控制信号MOTOR为高电平时，控制第二MOS管Q2导通使马达M振动；为低电平时第二MOS管Q2截止使马达M静止。\n[0052] 基于上述的智能移动终端，本发明还提供一种智能移动终端的有害气体检测提醒方法，如图8所示，所述有害气体检测提醒方法包括：\n[0053] S100、控制模块按序输出不同等级的周期的调整信号来控制检测模块的工作状态；\n[0054] S200、检测模块在不同的工作状态下检测空气中是否有对应的预设有害气体，并输出检测结果给控制模块；\n[0055] S300、控制模块根据检测结果输出对应的控制信号控制报警模块的报警状态。具体请参见上述实施例的工作原理。\n[0056] 综上所述，本发明提供的智能移动终端及其有害气体检测提醒方法，通过设置一个气体传感器，根据不同等级的调整信号来切换气体传感器的工作状态，即可实现不同有害气体的检测，无需设置多个传感器，节省了成本且占用空间较少；还能在检测到有害气体时对用户进行响铃、发光或振动报警，以便用户可选择开窗通风、开启空气净化器或远离有害气体。。\n[0057] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。