一种基于树莓派的施工现场智能降尘系统的制作方法

本实用新型涉及智能降尘系统领域，具体而言，涉及一种基于树莓派的施工现场智能降尘系统。

背景技术：

近年来，随着环保意识的加强，施工现场的环境保护工作越来越受到人们的重视。施工扬尘是施工现场空气污染的主要来源，严重危害施工人员及施工场地周围居民的健康。因此，如何及时高效降尘一直是备受关注的问题。

传统技术中，采用雾炮或喷淋洒水设施对施工现场进行喷淋，防止施工扬尘的产生。

例如中国专利公开号为cn208018322u的实用新型专利公开了一种用于抑制施工工地扬尘的自动喷雾雾炮，包括雾炮本体，所述雾炮本体设有智能控制单元，所述智能控制单元包括雾炮控制扩展板、扬尘检测传感器、供电单元、无线通讯模块、雾炮开关，所述供电单元为智能控制单元供电，所述扬尘检测传感器、无线通讯模块、雾炮开关分别与雾炮控制扩展板电性连接和/或通信连接。该实用新所述技术方案能够自动控制雾炮喷雾，节省人力；实现施工工地环境状况实时监控，且有效的控制施工工地的污染浓度。

再例如中国专利公开号为cn208711989u的实用新型专利公开了一种扬尘监测喷淋系统，现有喷雾炮的基础上，增加红外瞄准功能，自动喷淋功能，使用红外线确定喷淋区域，可有效解决建筑施工时短时间，移动车辆携带的扬尘进行降尘处理，并且数字化，无人驱动。包括设置于降尘喷雾炮前端的摄像机，和摄像机前方的红外瞄准器，以及设置于目标降尘区域的红外发射模块，精确喷淋扬尘区域并节约水资源。

现有技术中至少存在以下问题：

采用雾炮或喷淋洒水设施虽然能有效降低施工现场的施工扬尘，但存在需配专人控制操作，经济投入大；降尘效果难以精确评估，往往过度消耗水资源，既增加了经济投入，又浪费了宝贵的水资源、电力能源。

针对现有技术中采用雾炮或喷淋洒水设施虽然能有效降低施工现场的施工扬尘，但存在需配专人控制操作，经济投入大；降尘效果难以精确评估，往往过度消耗水资源，既增加了经济投入，又浪费了宝贵的水资源、电力能源的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于树莓派的施工现场智能降尘系统。

所述施工现场智能降尘系统包括：颗粒传感器模块、树莓派模块、执行模块、降尘装置、显示模块和与一终端通信连接的云平台服务器模块；

颗粒传感器模块、显示模块、执行模块分别与树莓派模块电性连接，降尘装置与执行模块电性连接，树莓派模块与云平台服务器模块通信连接。

进一步地，颗粒传感器模块理基于激光米氏mie散射理论，能够连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，进而换算成为扬尘指标，颗粒传感器模块以通用数字接口形式将扬尘指标输出给树莓派模块。

进一步地，树莓派模块通过对扬尘指标进行条件判断，当扬尘指标不低于设定值时，树莓派模块通过执行模块开启降尘装置，当扬尘指标小于设定值时，树莓派模块通过执行模块关闭降尘装置。

进一步地，显示模块采用有机发光二极管制成的oled显示屏，显示模块通过i2c通讯接口与树莓派模块电性连接。

进一步地，执行模块通过cpio端口与树莓派模块电性连接，执行模块根据树莓派模块输出的电信号控制降尘装置开/关。

进一步地，降尘装置包括箱体，箱体的底部固定连接有万向轮，箱体的内壁顶部固定连接有轴承，轴承的内圈固定套接有转轴，箱体的内部设置有传动齿轮，转轴的一端贯轴承并与箱体内部设置的传动齿轮固定连接，传动齿轮的齿纹端啮合有主动齿轮，转轴的另一端穿过箱体并延伸至箱体的外部，箱体的上方设置有雾炮筒，雾炮筒的外表面固定连接有第一铰接座，转轴远离传动齿轮的一端通过第一销轴与第一铰接座活动铰接，箱体的内壁顶部并位于转轴的右侧固定连接有电机，电机的输出端与主动齿轮固定连接，转轴的外表面并位于箱体的上方固定连接有第二铰接座，第二铰接座的正面通过第二销轴活动铰接有伸缩杆，雾炮筒的外表面并位于第一铰接座的右侧固定连接有第三铰接座，伸缩杆远离第二销轴的一端通过第三销轴活动铰接有第三铰接座，电机的外表面固定连接有固定块，固定块的顶部与箱体接触，固定块的下方设置有固定螺丝杆，固定螺丝杆的螺纹端贯穿固定块并与固定块顶部设置的箱体螺纹连接，雾炮筒内部设置有过滤网。

进一步地，显示模块通过http通讯接口与云平台服务器模块通信连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的施工现场智能降尘系统具有以下显著的优越效果：

1，本实用新型结合传统降尘方法，采用树莓派模块和颗粒传感器模块智能控制降尘装置进行降尘作业，减少了人员投入，实现了降尘作业的提质增效。

2，本实用新型将智能化控制系统应用于施工现场降尘控制上，采用颗粒传感器感知施工现场扬尘水平，并通过数据采集分析，对降尘装置实施智能控制，从而有效降低施工现场扬尘。

3，本实用新型所述的施工现场智能降尘系统相比人工控制操作降尘装置，一是减少了人员、经济投入，二是降低了现场劳动量，三是使所述施工现场智能降尘系统开关精准，既避免了资源浪费又防止了降尘效果低；同时扩展性强，并且通过加装显示模块、云平台服务器模块进一步提高该系统的智能化程度，直观甚至远程显示施工现场降尘情况，达到了施工现场智能降尘的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述施工现场智能降尘系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述施工现场智能降尘系统的降尘装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-颗粒传感器模块；2-树莓派模块；3-执行模块；4-降尘装置、41-箱体、42-轴承、43-转轴、44-传动齿轮、45-电机、46-主动齿轮、47-固定块、48-固定螺丝杆、49-雾炮筒、410-第一销轴、411-第一铰接座、412-第二铰接座、413-第二销轴、414-伸缩杆、415-第三销轴、416-第三铰接座、417-万向轮；5-显示模块；6-云平台服务器模块；7-终端。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

如图1所示，所述施工现场智能降尘系统包括：颗粒传感器模块1、树莓派模块2、执行模块3、降尘装置4、显示模块5和与一终端7通信连接的云平台服务器模块6；颗粒传感器模块1、显示模块5、执行模块3分别与树莓派模块2电性连接，降尘装置4与执行模块3电性连接，树莓派模块2与云平台服务器模块6通信连接，具体的，颗粒传感器模块1用来采集施工现场的扬尘数据，降尘装置4开启后能够降低施工现场扬尘，执行模块3采用继电器，继电器是以小电流控制大电流的一种开关，在电流通过线圈时产生磁力，使得开关吸合，达到控制大电流的目的，具体地，继电器采用4路继电器，最大负载：交流250v/10a，直流30v/10a，工作电压为5v-24v，触发方式包括通过跳帽选择为高电平或低电平触发，执行模块3通过gpio端口与树莓派模块2相连，显示模块5通过i2c通讯接口或usb接口与树莓派模块2电性连接，显示模块5用于直观展现施工现场扬尘指标、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布关系信息，云平台服务器模块6用于接收由树莓派模块2发送的施工现场的实时扬尘情况、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布关系信息，同时，云平台服务器模块6能够将施工现场的实时扬尘情况、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布关系信息发送至终端7，其中，终端7包括用户的手机、电脑，用户能够通过终端7远程查看所述施工现场智能降尘系统的运行情况，并对历史数据进行查看和分析。

本实用新型设置的颗粒传感器模块1的型号为sjpm-md01，执行模块3的型号为hk21f，树莓派模块2的型号为raspberrypi3modelb，显示模块5采用oled显示屏。

进一步地，树莓派模块2通过对颗粒传感器模块1读取的pm10、pm2.5数据进行判断，当读取的pm10、pm2.5数据大于设定值时，树莓派模块2启动执行模块3，进而执行模块3打开降尘装置4；降尘至颗粒传感器读取的pm10、pm2.5数据小于设定值时，树莓派模块2关闭执行模块3，使降尘装置4关闭，同时树莓派模块2能够将施工现场的实时扬尘情况、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布信息展现于显示模块5，并且树莓派模块2通过http通讯接口与云平台服务器模块6相连，将施工现场的实时扬尘情况、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间信息上传至云平台服务器模块6。

进一步地，颗粒传感器模块1基于激光米氏mie散射理论，颗粒传感器模块1能够连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物数目，进而换算成为扬尘指标，颗粒传感器模块1以通用数字接口形式将扬尘指标输出给树莓派模块2。

进一步地，显示模块5采用有机发光二极管制成的oled显示屏，显示模块5通过i2c通讯接口与树莓派模块2电性连接，显示模块5用于展现施工现场的扬尘指标、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布关系信息，并且显示模块5通过http通讯接口与云平台服务器模块6通信连接，用于将施工现场的扬尘指标、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布信息上传至云平台服务器模块6。

进一步地，执行模块3通过cpio端口与树莓派模块2电性连接，执行模块3根据树莓派模块2输出的电信号控制降尘装置4开/关，需要说明的是，由于本实用新型所述施工现场智能降尘系统中的树莓派模块2需在低电压、小电流工况下工作，而降尘装置4则需要在高电压、大电流工况下工作，因此，需要执行模块3采用继电器进行衔接，继电器的型号为hh53p-24。

进一步地，如图2所示，降尘装置4包括箱体41，箱体41的底部固定连接有万向轮417，箱体41的内壁顶部固定连接有轴承42，轴承42的内圈固定套接有转轴43，箱体41的内部设置有传动齿轮44，转轴43的一端穿过轴承42并与箱体41内部设置的传动齿轮44固定连接，传动齿轮44的齿纹端啮合有主动齿轮46，转轴43的另一端贯穿箱体41并延伸至箱体41的外部，箱体41的上方设置有雾炮筒49，雾炮筒49的外表面固定连接有第一铰接座411，转轴43远离传动齿轮44的一端通过第一销轴410与第一铰接座411活动铰接，箱体41的内壁顶部并位于转轴43的右侧固定连接有电机45，电机45的输出端与主动齿轮46固定连接，转轴43的外表面并位于箱体41的上方固定连接有第二铰接座412，第二铰接座412的正面通过第二销轴413活动铰接有伸缩杆414，雾炮筒49的外表面并位于第一铰接座411的右侧固定连接有第三铰接座416，伸缩杆414远离第二销轴413的一端通过第三销轴415活动铰接有第三铰接座416，电机45的外表面固定连接有固定块47，固定块47的顶部与箱体41接触，固定块47的下方设置有固定螺丝杆48，固定螺丝杆48的螺纹端贯穿固定块47并与固定块47顶部设置的箱体41螺纹连接，雾炮筒49与供水管(图中未示出)连通。

本实用新型所述的施工现场智能降尘系统的工作原理为：

本实用新型所述的施工现场智能降尘系统采用公知的软件与硬件结合的方式，通过颗粒传感器模块1每分钟采集一次施工现场的pm2.5、pm10指标数据并传输至树莓派模块2，树莓派模块2对pm2.5、pm10指标数据进行查询、判断，当pm2.5、pm10指标大于设定的允许值时通过输出电信号，控制执行模块3的继电器打开降尘装置4进行降尘作业，当施工现场pm2.5、pm10指标数据下降至允许值时，控制执行模块3的继电器关闭降尘装置4结束降尘作业，同时加装的显示模块5，通过树莓派模块2处理后，每分钟实时展现最新的施工现场的扬尘指标、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布信息；加装云平台服务器模块6，将树莓派模块2处理后的施工现场的扬尘指标、降尘装置4开启情况、降尘装置4历史数据、扬尘数量与时间分布关系信息上传至云平台服务器模块6，再通过云平台服务器模块6发送至用户的终端7，用于用户实现远程查看降尘信息。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

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