CN104133038A - 车内环境监测管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车内环境监测管控系统，属于空气处理技术领域。该车内环境监测管控系统至少包括主控制器、与主控制器耦接的空气监测模块、分析模块和空气处理装置，主控制器根据分析模块的分析结果来驱动所述空气处理装置。该车内环境监测管控系统可以有效监控并自动改善车内环境，具有智能化的优点，非常适合构建车内宜人环境。

Description

车内环境监测管控系统

技术领域

本发明属于空气处理技术领域，涉及车内环境监测管控系统。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们对汽车的依赖越来大，汽车也被越来越被广泛应用，人们在车内停留的时间也越来越长，并且人们也不断追求舒适宜人的驾驶环境或乘坐环境。

当前的车内空间环境通常为一个相对封闭空间，主要应用汽车空调来对车内环境进行调节控制，但是，空调主要是用来调节车内的温度，其并不能有效监测车内环境中有害物质，更不能智能化地对车内空气进行处理以改善车内空气质量。

但是，令人担忧的是，随着马路上车辆越来越多，汽车尾气排放也越来越多，路面上的车辆更容易被这些排放尾气所污染，相对封闭的车内空间的空气质量非常令人担忧，严重影响驾驶员或乘客的身体健康和安全。

例如，研究表明，车内一氧化碳浓度在6至60毫克/立方米时，随着时间的推移，它能降低司机眼睛对颜色的敏感性、空间感受能力、夜晚视觉以及听力，从而降低司机的注意力、思考能力以及司机紧握方向盘的双手肌肉的耐久性，严重影响行车安全。很多人长时间驾驶、乘车后都会感到不适(如头晕、头痛、恶心、呕吐等)，却往往以为只是由于疲劳的缘故，事实上，这是由于疲劳和车内一氧化碳污染双重因素导致的。当汽车停驶而暖气(冷气)继续开放，车窗又紧闭时，发动机排出的一氧化碳就会逐渐积聚在车内，时间一长，车内人员便会不知不觉中毒而失去知觉，严重时会丧失生命。

再例如，经常报道有幼年儿童因为粗心大意而遗留于封闭车内空间中而导致死亡的严重事故，这是由于车内空气长时间不能通风所导致的。

有鉴于此，有必要提出一种新型的车内环境监测管控系统，以智能化地构建宜人的车内空间环境。

发明内容

本发明的目的在于，自动实现车内空气质量的改善以构建宜人的车内空间环境。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种车内环境监测管控系统，其特征在于，包括：

主控制器；

与所述主控制器耦接的空气监测模块，其用于实时探测车内有害物质的浓度或含量；

与所述主控制器耦接的分析模块，其用于根据所述车内有害物质的浓度或含量分析车内空气质量状况并输出分析结果至所述主控制器；以及

与所述主控制器耦接的空气处理装置；

其中，所述主控制器根据所述分析结果来驱动所述空气处理装置。

按照本发明一实施例的车内环境监测管控系统，其中，所述空气监测模块至少包括以下传感器的任意组合：甲醛传感器、微尘传感器、一氧化碳传感器、总挥发性有机化合物传感器。

按照本发明还一实施例的车内环境监测管控系统，其中，所述空气处理装置包括空气净化装置和排风装置，所述空气净化装置和排风装置分别与所述主控制器耦接。

优选地，所述空气净化装置是设置有活性碳纤维滤芯的过滤装置。

按照本发明再一实施例的车内环境监测管控系统，其中，还包括：

与所述主控制器耦接的红外传感器，其用于判断车内空间中是否有人。

在之前所述任一实施例的车内环境监测管控系统中，其还包括与所述主控制器耦接的显示模块，所述显示模块用于显示车内环境的空气状况。

在之前所述任一实施例的车内环境监测管控系统中，其包括：与所述主控制器耦接的语音报警模块，所述主控制器根据所述分析结果来控制所述语音报警模块。

按照本发明再一实施例的车内环境监测管控系统，其中，其还包括电源模块，所述电源模块至少与所述主控制器耦接并为所述主控制器、空气监测模块、分析模块和/或空气处理装置工作时提供电源。

本发明的技术效果是，该车内环境监测管控系统可以实时监测车内环境中所含有害物质的状况，并可以基于该监测的信息智能化地管控空气处理装置，从而使车内空气质量得以改善，车内环境自动被优化，具有智能化特征，并且，容易保证车内环境的宜人性，也容易保证车内人员的健康安全。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本发明一实施例的车内环境监测管控系统的模块结构示意图。

图2是图1所示的车内环境监测管控系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

图1所示为按照本发明一实施例的车内环境监测管控系统的模块结构示意图。车内环境监测管控系统10可以安装使用于各种类型的车辆中，其具体可以包括主控制器100、空气监测模块120、分析模块150、以及主要由空气净化装置160和排风装置170组成的空气处理装置。主控制器100是整个监测管控系统10的管控处理核心，其可以用来处理或发送各种指令，以达到对其所耦接的其他各个模块或部件的控制，其具体功能可以结合以下详细说明来理解。具体地，主控制器100可以为一个单独设置的处理器，其也可以与系统10所安装对应的汽车的电子系统中的既有的处理器；主控制器100的类型不是限制性的，其所完成的功能也并不限于本申请中以下所描述的功能。

在一实施例中，空气监测模块120主要是用来实时探测车内空气中的有害物质的浓度或含量，具体可以通过传感器来实现，其主要包括甲醛传感器121、微尘传感器122、一氧化碳(CO)传感器123、总挥发性有机化合物(TVOC)传感器124。

具体地，甲醛传感器121用于实时探测车内空间中的甲醛的含量甲醛传感器121的探测指标可以为：(1)苯，1-100ppm；(2)甲苯，10-100pp；(3)甲醇，5-100ppm；(4)酒精，30-300ppm；(5)丙酮，10-300ppm；(6)甲醛，1-10ppm。因此，需要理解的是，甲醛传感器121并不限于仅探测车内空间中的甲醛，甲醛类似的、诸如以上示出的苯、甲苯、甲醇、酒精、丙酮等类似的物质均可以被探测出来。甲醛传感器121具体地可以但不限于采用型号为MQ138的传感器，该传感器具有广泛的探测范围、快速的响应恢复及较高的灵敏度、长期的工作稳定性、简单的测试电路等特点，适宜于醇类、醛类、芳族化合物等有机溶剂的探测。甲醛传感器121(例如MQ138传感器)的输出电路中可以设置可调电阻，可操作地通过设置其可调电阻，调节其探测的灵敏度。甲醛传感器121与主控制器100可以通过诸如I/O接口连接，其输出的关于浓度信息的模拟信号被输入至主控制器100中，主控制器100可以将其转换为数字信号。

具体地，微尘传感器122用于实时探测车内空气中的烟气(特别是吸烟产生的)、花粉、房屋粉尘等。微尘传感器122具体可以但不限于采用型号为DSM501灰尘/粉尘传感器，可操作地通过其输出电路的电阻参数，设置可探测的粉尘的大小，例如，可以灵敏检测直径1微米以上的粒子，采用与粒子计算器相同原理为基础，检测出单位体积粒子的绝对个数。DSM501传感器的输出方式为PWM脉宽调制信号输出，无需信号调制电路，输出信号可直接被主控制器100处理。

具体地，一氧化碳传感器123用于实时探测车内空间中的一氧化碳的含量。一氧化碳传感器123探测的浓度范围可以为10-1000ppm。一氧化碳传感器123具体可以但不限于采用型号为TP-2或MSG1100的传感器。一氧化碳传感器123与主控制器100可以通过诸如I/O接口连接，其输出的关于CO浓度信息的模拟信号被输入至主控制器100中，主控制器100可以将其转换为数字信号。

具体地，TVOC传感器124用于实时探测车内空间中的氨气、芳族化合物、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等有害气体的含量，其探测的浓度范围可以但不限于为10-1000ppm。TVOC传感器124具体可以采用型号为MQ135的传感器，其与主控制器100可以通过诸如I/O接口连接，其输出的关于浓度信息的模拟信号被输入至主控制器100中，主控制器100可以将其转换为数字信号。

因此，主控制器100可以对诸如各种传感器输入的浓度探测信号进行信号格式转换以生成适合进一步处理的(例如适于分析模块150等模块处理的)其他格式的信号。

应当理解的是，空气监测模块120所包括的传感器的种类并不限于以上实施例的类型，其可以根据需要探测的有害物质浓度(或含量)的扩展进行拓展设置，并且，甲醛传感器121、微尘传感器122、一氧化碳传感器123、TVOC传感器124和其他用于探测有害气体浓度的传感器的任意组合也可以构成本发明实施例的空气监测模块120。

在一实施例中，分析模块150可以与主控制器100的接口直接连接，主控制器100将空气监测模块120输入的车内有害物质的浓度相关信号进行转换后、输出符合分析模块150格式要求的信号。分析模块150中存储有相应的比较标准，在分析模块150中进行比较后，可以判断当前车内空间的某一被探测的有害物质的浓度是否超标，从而输出一相应的表示分析结果的指令至主控制器100，主控制器100进一步可以基于该指令进行进一步的处理。分析模块150中存储的比较标准可以根据具体使用要求等进行优化调节。

进一步，主控制器100可以基于分析模块150输出的指令至少驱动空气净化装置160和排风装置170，例如还可以驱动语音报警模块140。具体地，当分析模块150分析出当前车内空间中的CO和/或甲醛超标时，主控制器100通过某一对应连接排风装置170的输出接口输出指令，以启动排风装置170实行强排风，通风降低封闭空间内的CO和/或甲醛含量，避免影响驾驶员或乘客的身体安全。当分析模块150分析出当前车内空间中的甲醇、TVOC、微尘等中的一个或多个超标时，主控制器100通过某一对应连接空气净化装置160的输出接口输出指令，以启动空气净化装置160，降低车内空间中的甲醇、TVOC或微尘等有害物质的含量。排风装置170可以以有线或者无线的方式与主控制器100耦接，强排风的相关指令也可以通过有线或者无线通信链路传输。

空气净化装置160或排风装置170被启动后，直到相应传感器探测到的有害物质的浓度值在分析模块150中被判断为未超标时，才停止空气净化装置160或排风装置170。当然，空气净化装置160或排风装置170也可以按照主控制器100的指令要求，以定时运行方式来进行处理车内空气。

在一优选实施例中，空气净化装置160是设置有活性碳纤维滤芯的过滤装置。其其中，活性炭纤维是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料，其超过50％的碳原子位于内外表面，构筑成独特的吸附结构，被称为表面性固体。它是由纤维状前驱体，经一定的程序炭化活化而成。较发达的比表面积和较窄的孔径分布使得它具有较快的吸附脱附速度和较大的吸附容量，并具有耐酸碱耐腐蚀特性。

继续如图1所示，在一实施例中，车内环境监测管控系统10还包括红外传感器130。红外传感器130用于判断车内空间中是否存在有人。具体地红外传感器130可以但不限于采用型号为HC-SR501的红外传感器，其可以全自动地感应人的存在并输出高电平至主控制器100，人离开感应范围则自动延时关闭高电平、输出低电平。红外传感器130的输出信号可以系统10的工作模式，即选择进入智能模式还是工作模式；当在车内空间感应到人的存在时，输出高电平以使系统10处于工作模式，从而使系统10的各个子模块可以正常工作，实现其监测管控功能；当在车内空间未感应到人的存在时，输出低电平以使系统10处于睡眠模式，从而使系统10的各个子模块可以停止工作，有利于减少能耗。

继续如图1所示，在一实施例中，车内环境监测管控系统10中还设置有显示模块110，其用于显示车内空间的空气质量信息，以便车内人员直观获取相关信息。显示模块110与主控制器100的某一接口连接，主控制器100从各个传感器接收的模拟信号被数字转换处理后可以输出至显示模块110，以实时显示当前车内空间的有害物质指标；同时，显示模块110根据分析模块150所输出的指令，控制显示模块110显示当前车内空间中的有害物质的超标状况。

继续如图1所示，在一实施例中，车内环境监测管控系统10中还设置有语音报警模块140。具体地，语音报警模块140中，可以初步录入4条语音，分别对应以下四种不同情况(主控制器100相应地发出不同的指令)：

语音一：车内空气质量良好(对应无处理)；

语音二：车内一氧化碳浓度超标，请及时通风(对应智能延时通风)；

语音三：车内甲醛浓度超标，请及时通风(对应智能延时通风)；

语音四：车内有害挥发物超标，请及时通风(对应智能延时通风)。

因此，通过语音报警模块140，车内人员可以在对人气健康影响较大的有害气体超标时，及时获取相应信息，从而可以采用相应的打开车窗等动作(不限于仅采用排风装置来排风)，迅速排出有害物质。

在一实例中，车内环境监测管控系统10可以采用车辆上独立的电源供电，从而在车辆驻车时，只要车内有人，也可以保持车内环境监测管控系统10处于工作模式。

继续如图1所示，车内环境监测管控系统10还包括至少与主控制器100耦接的电源模块180。在该实施例中，车内环境监测管控系统10的各个部件主要使用5V和12V两种直流电源，汽车本身可以提供12V的直流电源电源，为使电源模块180可以给主控制器100、显示模块110、空气监测模块120、语音报警模块140、分析模块150、空气净化装置160、排风装置170等提供电源，其可以但不限于采用型号为MC7805的三端稳压电源模块，MC7805的输入电源为12V，由汽车自身输入，输出电压可以为5V，最大输出电流为1A。输出的5V的电压可以为与主控制器100耦接的空气监测模块120、分析模块150等直接提供电源。当然，电源模块180的输出电压也可以为空气净化装置160和排风装置170提供电源。在其他实施例中，如果空气净化装置160和排风装置170的工作电压可以与汽车直接提供的电源兼容(例如工作电压为12V)，那么也可以直接单独有汽车提供电源。应当理解到，根据车内环境监测管控系统10的各个部件所采用的型号差异导致所需的工作电压发生变化，电源模块180也可以相应的调整转换输出电压。电源模块180也可以是内置的电池来提供电源。

结合图1以及以上说明，车内环境监测管控系统10的工作原理图参见图2。在该实施例中，系统10具有自动监控运行模式、只监测模式、排风模式和净化模式，用于可以控制切换。多种模式的有利于满足用户的不同需求。主控制器100控制不同工作模式的切换，驱动其耦接的不同部件相应地工作。

将理解，当据称将部件“连接”或“耦接”到另一个部件时，它可以直接连接或耦接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接耦接”或“直接连接”到另一个部件时，则不存在中间部件。而且，如本文使用的“连接”或“耦接”可以包括以无线方式连接或耦接。

以上例子主要说明了本发明的车内环境监测管控系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (8)

1.一种车内环境监测管控系统，其特征在于，包括：

主控制器；

与所述主控制器耦接的空气监测模块，其用于实时探测车内有害物质的浓度或含量；

与所述主控制器耦接的分析模块，其用于根据所述车内有害物质的浓度或含量分析车内空气质量状况并输出分析结果至所述主控制器；以及

与所述主控制器耦接的空气处理装置；

其中，所述主控制器根据所述分析结果来驱动所述空气处理装置。

2.如权利要求1所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，所述空气监测模块至少包括以下传感器的任意组合：甲醛传感器、微尘传感器、一氧化碳传感器、总挥发性有机化合物传感器。

3.如权利要求1或2所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，所述空气处理装置包括空气净化装置和排风装置，所述空气净化装置和排风装置分别与所述主控制器耦接。

4.如权利要求3所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，所述空气净化装置是设置有活性碳纤维滤芯的过滤装置。

5.如权利要求1或2所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，还包括：

与所述主控制器耦接的红外传感器，其用于判断车内空间中是否有人。

6.如权利要求1或2所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，还包括：与所述主控制器耦接的显示模块，所述显示模块用于显示车内环境的空气状况。

7.如权利要求1或2所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，还包括：与所述主控制器耦接的语音报警模块，所述主控制器根据所述分析结果来控制所述语音报警模块。

8.如权利要求1或2所述的车内环境监测管控系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块至少与所述主控制器耦接并为所述主控制器、空气监测模块、分析模块和/或空气处理装置工作时提供电源。