CN103323567B - 一种空气质量监测方法、传感器监测节点及接收终端 - Google Patents

Abstract

本发明适用于空气质量监测技术领域，提供了一种空气质量监测方法、传感器监测节点及接收终端。所述方法包括以下步骤：传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数；传感器监测节点将测量到的空气质量的参数传送给接收终端或智能移动终端上；接收终端根据传感器监测节点传送过来的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况。本发明能够监测写字楼办公室内用户工位的空气质量状况，对各项空气指标数据进行统计分析，得出一个整体的办公室内空气质量分布情况，并将结果定时反馈给用户以及楼层管理部门。

Description

一种空气质量监测方法、传感器监测节点及接收终端

技术领域

本发明属于空气质量监测技术领域，尤其涉及一种空气质量监测方法、传感器监测节点及接收终端。

背景技术

随着国民经济的发展，越来越多现代化的写字楼不断在城市各个角落拔地而起，大量白领工作阶层进驻到写字楼中的工位工作，每天都在一个地方工作，呼吸着同样的空气成了白领阶层生活的真实写照。但是，由于绝大多数写字楼采用全封闭设计，室内的空气更新完全依赖于中央空调，而由于全封闭的原因，室内空气并没有得到及时的更新，室外新鲜的空气无法进入室内。久而久之，室内空气越加污浊，威胁着每个白领的身体健康。然而对每个白领而言，污浊的空气对每个人却是不可见的，尽管危险就在每一个人的身边，但是任何一个人都无法知道这种危险的存在。

同时由于对工作环境空气质量问题的忽视，越来越多的白领患上了“写字楼综合症”。长期处于这样的工作环境中，可能会导致呼吸及神经系统的病变，甚至有患癌症的风险。

目前，市场上已经出现了各种空气质量检测仪，能够检测某些空气质量参数，并将总体的空气质量情况显示给用户。

在另一些设计方案中，也出现了利用传感器节点并结合无线网络大范围的监测室内的空气质量状况。

然而，上述现有技术存在以下缺点：

（1）空气质量检测仪只是监测一个节点的空气质量情况，无法对办公室内整体的空气质量情况进行监测；

（2）空气质量检测仪是单独的一个系统，检测仪之间不能互联，这样就不能实现检测仪之间数据的共享，也就不能统计出整个室内环境的空气情况。检测仪与手机、电脑等这些每个人最常用的设备也无法进行数据传递，这就会影响检测仪的使用频率，也大大降低了检测仪的效果；

（3）空气质量检测仪由于是一个独立的系统，除了检测空气质量的传感器之外，还包含了其他的功能模块，比如用于显示数据的显示模块，这就导致检测仪价格较高，难以在办公室内这样的场合普及；

（4）基于无线网络以及传感器节点的空气质量监测系统虽然能大范围的监测室内的空气状况，但是仍然是一个独立的系统，无法与手机、电脑等这些每个人最常用的设备进行数据传递，这就无法实时将数据传递给用户，用户也无法知晓目前呼吸的空气质量情况；

（5）基于无线网络以及传感器节点的空气质量监测系统的用户体验设计不足，无法较好的反映用户的实际需求，因此很难真正在办公室内推广开；

（6）所有的监测方式并不是仅为办公室内白领的工作环境设计，因此不能很好的解决每一个工位上的白领对空气质量问题的实际关注情况；

（7）所有的监测方式并不能将数据实时反馈给监测点附近的用户，因此造成了设备使用率低，无法发挥设备原有的作用；

（8）所有的监测方式和系统都是一个独立的设备，无法与每个人最常使用的设备如手机、电脑等进行数据传递，也就无法做到将数据实时展现给用户。因为每一个工作于办公室内的人使用最多的就是手机和电脑这两种设备，而用户是不会常常关心空气监测系统上的数据的。因此，如果监测到的数据无法传送到这两种设备上，也就不能将空气质量监测结果告知用户，系统的使用率、用户体验也会大大降低；

（9）基于无线网络以及传感器节点的空气质量监测系统设计的出发点在于室内环境，无法很好的符合写字楼办公室内用户工位的实际情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够很好的解决在办公室用户工位的空气质量监测上的单独管理和网络化管理需求的空气质量监测方法、传感器监测节点及接收终端。

本发明是这样实现的，一种传感器监测节点，所述传感器监测节点包括：多种与空气质量有关的传感器、控制模块、信号采集模块、蓝牙模块、电源模块、以及USB接口；

多种与空气质量有关的传感器，用于检测空气中相关质量的指标数据；

控制模块，用于传感器监测节点的信号控制；

信号采集模块，用于采集传感器监测节点内部各种传感器的数据；

蓝牙模块，用于与接收终端或者智能移动终端进行数据交换；

电源模块，用于给传感器监测节点提供电力供应；

USB接口，用于与计算机进行连接，主要是用于给电源模块进行充电。

本发明的另一目的在于提供一种接收终端，所述接收终端包括：控制模块、蓝牙模块、电源模块、USB接口；

控制模块，用于控制接收终端的工作流程；

蓝牙模块，用于接收传感器监测节点的数据信息；

电源模块，用于给接收终端提供电力供应；

USB接口，用于将接收终端通过所述USB接口插在一台计算机上，USB接口还用于给电源模块进行充电。

本发明的另一目的在于提供一种空气质量监测方法，所述方法包括以下步骤：

传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数；

传感器监测节点将测量到的空气质量的参数传送给接收终端或智能移动终端上；

接收终端根据传感器监测节点传送过来的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、采用基于蓝牙的数据传输方案，可以实现独立和网络化的数据管理，避免了现有技术要么只能监测单个节点、要么只能分析整体分布情况的弊端，本发明既能够将单个传感器监测节点监测到的空气质量数据传输给用户智能手机，也能够将所有传感器监测节点的数据统一起来，分析出整个室内各项空气质量指标数据的分布情况；

2、本发明针对的环境是写字楼办公室内用户工位的空气质量状况，这样能更好的挖掘用户的真实需求，提供更好的设计；而现有技术不能很好的解决对写字楼办公室内用户工位空气质量的监测问题；

3、本发明的传感器监测节点安装在用户电脑显示器的上边框上，这样的安装位置能够很好的监测用户呼吸的空气的质量状况；

4、本发明的传感器监测节点带有风机模块，能够让用户与传感器监测节点之间的空气流动起来，并最终被传感器监测节点检测到。这样可以更贴切的反应用户呼吸的空气的质量的情况，这是现有技术的传感器节点所不具有的功能；

5、本发明的传感器监测节点包含红外测距模块，可以让整个系统统计出用户在当前质量状况的空气中呼吸的时间，这可以为跟踪分析用户的身体状况提供数据支持；

6、本发明的传感器监测节点可以随意安装在用户需要的位置，只要用户觉得安装位置能够贴近用户的呼吸范围；

7、本发明的传感器监测节点由于采用蓝牙进行数据传输，因此能够和用户进行信息反馈，并最终将每一个用户的反馈信息归总到分析软件中，分析软件将计算出一个让绝大多数人都能接受的空气环境设置方案，这可以降低写字楼的运营成本；

8、接收终端可以将各个传感器监测节点的数据进行统计分析，并得出办公室室内各项空气质量指标数据的分布情况，这将为改善办公室室内空气质量状况提供数据支持。

附图说明

图1是本发明实施例提供的传感器监测节点的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的接收终端的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的空气质量监测方法的实现流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明实施例提供的传感器监测节点的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

所述传感器监测节点包括：多种与空气质量有关的传感器10、控制模块20、信号采集模块30、蓝牙模块40、电源模块50、以及USB接口60。

多种与空气质量有关的传感器，用于检测空气中相关质量的指标数据。

在本发明实施例中，多种与空气质量有关的传感器主要包括：二氧化碳传感器、湿度传感器、温度传感器、尘埃传感器、甲醛传感器等。

其中，二氧化碳传感器，用于监测空气中二氧化碳的浓度。

其中，湿度传感器，用于监测空气湿度。

其中，温度传感器，用于监测空气中的温度。

其中，尘埃传感器，用于检测空气中的尘埃浓度。

其中，甲醛传感器，用于监测空气中甲醛的浓度。

控制模块，用于传感器监测节点的信号控制；

信号采集模块，用于采集传感器监测节点内部各种传感器的数据；

蓝牙模块，用于与接收终端或者智能移动终端进行数据交换；

电源模块，用于给传感器监测节点提供电力供应；

USB接口，用于与计算机进行连接，主要是用于给电源模块进行充电。

作为本发明一优选实施例，传感器监测节点还包括一支架。支架上设有一个带弹簧的夹子，通过这个夹子可以将传感器监测节点夹在办公室工位上台式机显示器的上边框，之所以采用这样的固定方式，是因为用户在工位上的大部分时间都是面对着电脑显示器工作，显示器离用户的呼吸范围较近，若传感器监测节点固定在显示器上，便能很好的反映用户呼吸的空气质量情况。

作为本发明另一优选实施例，传感器监测节点还包括一个风机模块。由于将传感器监测节点固定在显示器上后，所测量的空气范围与用户呼吸的空气范围还有一定偏差，因此，必须让传感器监测节点周围的空气能够进行一定程度的流动，风机模块正是为了实现这一点。

其中，风机模块主要包括：一个微型的电机，一个减速器和一个风叶。同时，风机的入风口面对着用户，这样，当电机运行后，风叶能够缓慢的转动，用户呼吸范围内的空气就能够缓慢的进入传感器监测节点中，并最终经过传感器的监测，产生各项空气质量指标数据。通过这样的方式，传感器监测节点监测到的空气质量数据就能够尽可能的反应用户呼吸到的空气质量情况。

作为本发明另一优选实施例，传感器监测节点还包括一个红外测距模块，红外测距模块用于探测当前时刻用户是否在工位上。这样做的意义在于统计用户在工位上呼吸这样质量的空气的时间，为跟踪分析用户身体状况提供数据支持。

请参阅图2，为本发明实施例提供的接收终端的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

接收终端包括：控制模块100、蓝牙模块200、电源模块300、USB接口400。

控制模块，用于控制接收终端的工作流程；

蓝牙模块，用于接收传感器监测节点的数据信息；

电源模块，用于给接收终端提供电力供应；

USB接口，用于将接收终端通过所述USB接口插在一台计算机上，USB接口还用于给电源模块进行充电。

在本发明实施例中，在与接收终端连接的计算机上安装有分析软件，该分析软件可以接收从接收终端传输过来的各传感器监测节点监测到的数据，并通过计算得出办公室内各项空气质量指标参数的二维分布情况。

在本发明实施例中，传感器监测节点和接收终端的蓝牙模块均采用蓝牙4.0标准，在该标准中，信号的传递距离超过100米，这样的距离足可以满足办公室内环境的应用。

下面详细描述传感器监测节点和接收终端的应用场景。

传感器监测节点可以单独使用，也可以组成网络使用。同时，两种情况的应用也可以并存。下面具体介绍这两种情况：

传感器监测节点单独使用：在此种情况下，传感器监测节点的数据可以直接通过蓝牙模块传送到当前工位用户的智能手机上，智能手机只要下载相应的应用程序，就能够搜索出附近的蓝牙设备，这样，传感器监测节点的空气质量指标数据就能够传输到用户的智能手机上，以直观的方式显示给用户观看。

同时，用户也可以对这些信息进行反馈。比如用户智能手机上的应用程序会询问用户对当前环境的温度和湿度是否感到满意，如果用户感到满意会询问用户是否同意降低当前环境的温度和湿度。应用程序会将所有用户的反馈意见发送到与接收终端对应的分析软件上，分析软件在采用一定算法后，会分析出一个能够让办公室内绝大多数人都满意的温度和湿度设置，并以此来改变中央空调的温度和湿度设置。采用这样的方法可以将中央空调的温度和湿度设置在一个最佳的状态，这可以为写字楼的运营降低电力成本。

传感器监测节点组网使用：在此种情况下，每一个工位上的传感器监测节点的数据将统一传输到接收终端，接收终端再通过USB接口将这些数据传输到计算机中的分析软件中，分析软件将根据这些数据计算并生成空气质量各项指标数据的二维分布图，并将这些数据通过计算机的显示屏显示给每一个用户。

由上可知，对办公室内各传感器监测节点的空气质量各项指标数据进行统计分析的意义在于：

在了解了空气质量各项指标参数的分布之后，就能够为改善办公室内空气质量状况提供判断依据。比如，若分布图中某一项数据在某一个位置的取值较大，就需要对室内环境进行适当改造，进而改善空气质量。

另外，当每一个办公室内的用户都了解了空气质量的分布状况后，就能够达成以下一种协议：不能承受降低温度的用户可以移动到温度较高的位置；而喜欢较低温度的用户也可以换到温度较低的位置。这样做可以避免喜欢较高温度环境的用户坐在温度较低的地方，而喜欢较低温度的用户坐在温度较高的地方，从而在整体上降低办公室内的平均温度，为写字楼降低电力运营成本。

请参阅图3，为本发明实施例提供的空气质量监测方法的实现流程，其包括以下步骤：

在步骤S101中，传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数；

在步骤S102中，传感器监测节点将测量到的空气质量的参数传送给接收终端或智能移动终端上；

在步骤S103中，接收终端根据传感器监测节点传送过来的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况。

作为本发明一实施例，所述方法还包括：

接收终端还通过USB接口将计算出的整个室内各项空气质量指标参数的分布情况数据传输到计算机中的分析软件中，分析软件将根据这些数据计算并生成空气质量各项指标数据的二维分布图，并将这些数据通过计算机的显示屏显示给每一个用户查看。

然而，可以理解的是，本发明实施例除了应用于写字楼办公室内用户工位空气质量状况的监测外，本发明中的传感器监测节点也可以单独使用。比如，可以放在家庭的卧室中，传感器监测节点在放置在用户的床铺旁边后，就能够在用户休息后，统计分析用户呼吸的空气质量状况，这对于跟踪分析用户的身体情况将提供更加全面的数据支持。

综上所述，与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、采用基于蓝牙的数据传输方案，可以实现独立和网络化的数据管理，避免了现有技术要么只能监测单个节点、要么只能分析整体分布情况的弊端，本发明既能够将单个传感器监测节点监测到的空气质量数据传输给用户智能手机，也能够将所有传感器监测节点的数据统一起来，分析出整个室内各项空气质量指标数据的分布情况；

2、本发明针对的环境是写字楼办公室内用户工位的空气质量状况，这样能更好的挖掘用户的真实需求，提供更好的设计；而现有技术不能很好的解决对写字楼办公室内用户工位空气质量的监测问题；

3、本发明的传感器监测节点安装在用户电脑显示器的上边框上，这样的安装位置能够很好的监测用户呼吸的空气的质量状况；

4、本发明的传感器监测节点带有风机模块，能够让用户与传感器监测节点之间的空气流动起来，并最终被传感器监测节点检测到。这样可以更贴切的反应用户呼吸的空气的质量的情况，这是现有技术的传感器节点所不具有的功能；

5、本发明的传感器监测节点包含红外测距模块，可以让整个系统统计出用户在当前质量状况的空气中呼吸的时间，这可以为跟踪分析用户的身体状况提供数据支持；

6、本发明的传感器监测节点可以随意安装在用户需要的位置，只要用户觉得安装位置能够贴近用户的呼吸范围；

7、本发明的传感器监测节点由于采用蓝牙进行数据传输，因此能够和用户进行信息反馈，并最终将每一个用户的反馈信息归总到分析软件中，分析软件将计算出一个让绝大多数人都能接受的空气环境设置方案，这可以降低写字楼的运营成本；

8、接收终端可以将各个传感器监测节点的数据进行统计分析，并得出办公室室内各项空气质量指标数据的分布情况，这将为改善办公室室内空气质量状况提供数据支持。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种传感器监测节点，其特征在于，所述传感器监测节点包括：多种与空气质量有关的传感器、控制模块、信号采集模块、蓝牙模块、电源模块、以及USB接口；

多种与空气质量有关的传感器，用于检测空气中相关质量的指标数据；

控制模块，用于传感器监测节点的信号控制；

信号采集模块，用于采集传感器监测节点内部各种传感器的数据；

蓝牙模块，用于与接收终端或者智能移动终端进行数据交换；

电源模块，用于给传感器监测节点提供电力供应；

USB接口，用于与计算机进行连接，主要是用于给电源模块进行充电；

所述传感器监测节点还包括一个红外测距模块，用于探测当前时刻用户是否在工位上，统计用户在工位上呼吸空气的时间，并跟踪分析用户身体状况；

所述传感器监测节点还包括一个风机模块，所述风机模块包括：一个微型的电机，一个减速器和一个风叶；当电机运行后，风叶能够缓慢的转动，用户呼吸范围内的空气就能够缓慢的进入传感器监测节点中，并最终经过传感器的监测，产生各项空气质量指标数据；

所述传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数，并将测量到的空气质量的参数传送给接收终端或智能移动终端上，使接收终端根据传感器监测节点传送过来的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况，并计算出的整个室内各项空气质量指标参数的分布情况数据传输到计算机中的分析软件中，分析软件将根据这些数据计算并生成空气质量各项指标数据的二维分布图，并将这些数据通过计算机的显示屏显示给每一个用户查看。

2.如权利要求1所述的传感器监测节点，其特征在于，所述多种与空气质量有关的传感器包括：二氧化碳传感器、湿度传感器、温度传感器、尘埃传感器、甲醛传感器；

二氧化碳传感器，用于监测空气中二氧化碳的浓度；

湿度传感器，用于监测空气湿度；

温度传感器，用于监测空气中的温度；

尘埃传感器，用于检测空气中的尘埃浓度；

甲醛传感器，用于监测空气中甲醛的浓度。

3.如权利要求1所述的传感器监测节点，其特征在于，所述传感器监测节点还包括一支架，所述支架上设有一个用于将传感器监测节点夹在办公室工位上台式机显示器的上边框的带弹簧的夹子。

4.一种接收终端，其特征在于，所述接收终端包括：控制模块、蓝牙模块、电源模块、USB接口；

控制模块，用于控制接收终端的工作流程；

蓝牙模块，用于接收传感器监测节点的数据信息；

电源模块，用于给接收终端提供电力供应；

USB接口，用于将接收终端通过所述USB接口插在一台计算机上，USB接口还用于给电源模块进行充电；

所述传感器监测节点还包括一个红外测距模块，用于探测当前时刻用户是否在工位上，统计用户在工位上呼吸空气的时间，并跟踪分析用户身体状况；

所述传感器监测节点还包括一个风机模块，所述风机模块包括：一个微型的电机，一个减速器和一个风叶；当电机运行后，风叶能够缓慢的转动，用户呼吸范围内的空气就能够缓慢的进入传感器监测节点中，并最终经过传感器的监测，产生各项空气质量指标数据；

所述接收终端用于根据所述传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况，并计算出的整个室内各项空气质量指标参数的分布情况数据传输到计算机中的分析软件中，分析软件将根据这些数据计算并生成空气质量各项指标数据的二维分布图，并将这些数据通过计算机的显示屏显示给每一个用户查看。

5.一种空气质量监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

当电机运行后，风叶能够缓慢的转动，用户呼吸范围内的空气就能够缓慢的进入传感器监测节点中；

传感器监测节点测量办公室工位上每个用户周围的空气质量的参数；

传感器监测节点将测量到的空气质量的参数传送给接收终端或智能移动终端上；

探测当前时刻用户是否在工位上，统计用户在工位上呼吸空气的时间，并跟踪分析用户身体状况；

接收终端根据传感器监测节点传送过来的参数，计算出整个室内各项空气质量指标参数的分布情况；

接收终端还通过USB接口将计算出的整个室内各项空气质量指标参数的分布情况数据传输到计算机中的分析软件中，分析软件将根据这些数据计算并生成空气质量各项指标数据的二维分布图，并将这些数据通过计算机的显示屏显示给每一个用户查看。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器监测节点包括：多种与空气质量有关的传感器、控制模块、信号采集模块、蓝牙模块、电源模块、以及USB接口；

多种与空气质量有关的传感器，用于检测空气中相关质量的指标数据；

控制模块，用于传感器监测节点的信号控制；

信号采集模块，用于采集传感器监测节点内部各种传感器的数据；

蓝牙模块，用于与接收终端或者智能移动终端进行数据交换；

电源模块，用于给传感器监测节点提供电力供应；

USB接口，用于与计算机进行连接，主要是用于给电源模块进行充电。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收终端包括：控制模块、蓝牙模块、电源模块、USB接口；

控制模块，用于控制接收终端的工作流程；

蓝牙模块，用于接收传感器监测节点的数据信息；

电源模块，用于给接收终端提供电力供应；

USB接口，用于将接收终端通过所述USB接口插在一台计算机上，USB接口还用于给电源模块进行充电。