CN105042765B - 室内空气品质智能调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及室内空气品质智能调节系统，包括人员出入数量信息采集模块、控制模块、云端管理平台和终端设备；人员出入数量信息采集模块设置在进出房间的通道，终端设备设置在室内；人员出入数量信息采集模块、控制模块、云端管理平台和终端设备通过网络通信连接；人员出入数量信息采集模块用于采集进、出和滞留在室内的人员数量；云端管理平台用于根据人员出入数量信息采集模块采集的数据对室内空气品质进行分析，确定控制策略，并发送相应的控制指令至终端设备；终端设备根据接收到的控制指令进入相应的工作模式。该系统结合红外探测技术、室内环境监测技术、物联网技术和空气净化技术，可操作性强，维护简便。

Description

室内空气品质智能调节系统
技术领域
本发明涉及室内空气质量监测和调节装置，具体指室内空气品质智能调节系统。
背景技术
现代建筑为了提高房屋的保温性能与安全性，密封化程度越来越高门窗可开启面积越来越小室外自然风无法进入室内，造成室内的空气不流通、热量积聚和细菌滋生；加之装饰材料、家具、家用电器、清洁剂等不断释放的挥发性有机物VOC，室内空气污染程度常常比室外空气污染严重2~3倍，在某些情况下，甚至可达100多倍。在室内可检测出约300多种污染物。越来越严峻的室内空气环境质量严重影响了人体健康。相关调查数据显示人体68％的疾病都与室内空气污染有关。传统关窗开空调的做法解决了室内温湿度失衡的问题，但仍不能有效降低室内空气的污染物浓度、细菌浓度和CO2浓度。为了解决上述问题通常人们采用在空调使用过程中打开门窗，实现通风。这一普遍采用的空调采暖季节通风方式不仅极大的增加空调的负荷，加重能源的损耗，而且在很多场合难以应用，例如：当室外噪声严重时，开窗通风换气会引来噪声污染；当室外风沙、灰尘较大时，开窗会破坏原本清洁的室内环境；晚上或者人少的时候，开窗会带来一些安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种室内空气品质智能调节系统，应用该系统可有效控制室内空气状况，在确保控制室内人员所需健康环境的同时，尽可能地减少运行能耗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：室内空气品质智能调节系统，包括人员出入数量信息采集模块、控制模块、云端管理平台和终端设备；所述人员出入数量信息采集模块设置在进出房间的通道，终端设备设置在室内；人员出入数量信息采集模块、控制模块、云端管理平台和终端设备通过网络通信连接；所述人员出入数量信息采集模块用于采集进、出和滞留在室内的人员数量；所述云端管理平台用于根据人员出入数量信息采集模块采集的数据对室内空气品质进行分析，确定控制策略，并发送相应的控制指令至终端设备；所述终端设备根据接收到的控制指令进入相应的工作模式。
作为优选，所述人员出入数量信息采集模块包括传感器单元、触发单元和计数器单元；所述传感器单元由第一，第二两个传感器构成，其中第一传感器设置在进出房间通道，且靠近出口的位置，第二传感器设置在进出房间通道，且远离出口的位置;所述触发单元由第一，第二两个触发器构成；所述计数器单元由进入人员计数器、出去人员计数器和滞留人员计数器构成，进入人员计数器和出去人员计数器与滞留人员计数器连接；第一，第二两个传感器分别与第一触发器连接，第一触发器与进入人员计数器连接；第一，第二两个传感器还分别与第二触发器连接，第二触发器与出去人员计数器连接；所述进入人员计数器和出去人员计数器分别与云端管理平台连接，滞留人员计数器与云端管理平台连接。
作为优选，所述控制模块包括依次连接的监控终端、网关、无线链路和无线网络节点。
作为优选，所述终端设备包括空调、新风设备和空气净化器。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：室内空气品质智能调节系统结合红外探测技术、室内环境监测技术、物联网技术和空气净化技术，可操作性强，维护简便。使用时，该系统根据室内空气指标参数即收集到的室内人员活动情况，可以量化配置控制调节方案，能有效减少空调与新风设备的运行能耗，通过智能控制空调与新风设备的运行参数，确保其工作在人体所需的健康环境之中，有利于人体的健康。在优化室内空气环境质量的同时大大提高了空调和新风设备的运行效率，能科学降低能耗和进化室内空气。
附图说明
图1为本发明室内空气品质智能调节系统的结构框图。
图2为本发明中控制模块的结构框图。
图3为本发明中人员出入数量信息采集模块的结构框图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
参见图1至图3，室内空气品质智能调节系统，包括人员出入数量信息采集模块10、控制模块20、云端管理平台40和终端设备30；所述人员出入数量信息采集模块10设置在进出房间的通道，终端设备30设置在室内；人员出入数量信息采集模块10、控制模块20、云端管理平台40和终端设备30通过网络通信连接；所述人员出入数量信息采集模块10用于采集进、出和滞留在室内的人员数量；所述云端管理平台40用于根据人员出入数量信息采集模块10采集的数据对室内空气品质进行分析，确定控制策略，并发送相应的控制指令至终端设备30；所述终端设备30根据接收到的控制指令进入相应的工作模式。
系统待机状态时，通过人员出入数量信息采集模块探测房间的人员活动情况，当检测到人员进入并滞留后进入工作状态，云端管理平台40启动对空气品质的分析服务，云端管理平台40根据用户预先设定理想参数范围对接收到空气指标参数进行评估，当检测到空气指标参数达到或超过用户设定参数值，云端管理平台40发出启动指令控制终端设备30，即：当空气指的温度指标达到或超过设定的温度阀值时，云端管理平台40发出启动指令控制空调制冷；当空气指的温度指标达到或超过设定的CO2浓度阀值时，云端管理平台40发出启动指令控制新风设备工作；当空气指的温度指标达到或超过设定的室内污染物阀值时，云端管理平台40发出启动指令控制空气净化器工作。并且云端管理平台40还根据室内实时滞留人数与相应指标参数浓度，智能匹配（空调、新风、空气净化器的启停时间和档位）相应的控制策略；当室内人员离开规定时间后关闭上述设备只保留人员出入数量信息采集模块10中的传感单元（传感单元可采用人员活动探测器）继续运行系统转为待机状态。
所述人员出入数量信息采集模块10包括传感器单元11、触发单元12和计数器单元13；传感器单元11由第一，第二两个传感器11a，11b构成，其中第一传感器11a设置在进出房间通道，且靠近出口的位置，第二传感器11b设置在进出房间通道，且远离出口的位置;所述触发单元12由第一，第二两个触发器12a，12b构成；所述计数器单元13由进入人员计数器13a、出去人员计数器13b和滞留人员计数器13c构成，进入人员计数器13a和出去人员计数器13b与滞留人员计数器13c连接；第一，第二两个传感器11a，11b分别与第一触发器12a连接，第一触发器12a与进入人员计数器13a连接；第一，第二两个传感器11a，11b还分别与第二触发器12b连接，第二触发器与出去人员计数器13b连接；所述进入人员计数器13a和出去人员计数器13b分别与云端管理平台40连接，滞留人员计数器13c与云端管理平台40连接。
每当有人顺序通过第一传感器11a，第二传感器11b或者顺序通过第二传感器11b，第一传感器11a时，通过光敏二极管及配套元件将光信号转化为电信号传给对应的触发器。
第一，第二两个触发器12a，12b采用JK触发器，第一，第二两个触发器12a，12b将第一，第二两个传感器11a，11b采集的人通过进出房间通道的电信号转化为CP脉冲，从而驱动进入人员计数器13a、出去人员计数器13b工作。
进入人员计数器13a和出去人员计数器13b均采用同步加法计数器74LS160N，对进入及出去人员分别进行统计，滞留人员计数器13c采用可逆计数器74LS192D，将进出人员信号分别输入到滞留人员计数器13c中，通过计算得出逗留人员数目。
作为优化，所述控制模块20包括依次连接的监控终端21、网关22、无线链路23和无线网络节点24。
通过网关与各无线网络节点通信，进行数据采集、显示，也可根据需要对无线网络节点进行参数设置和控制等，网关完成RS-232接口到无线接口之间的转换。无线网络节点主要完成中段设备运行参数的采集，根据监控主机的指令通过红外遥控方式控制终端设备的运行，并通过无线网络完成与监控主机的通信。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.室内空气品质智能调节系统的控制方法，其特征在于，该室内空气品质智能调节系统包括人员出入数量信息采集模块（10）、控制模块（20）、云端管理平台（40）和终端设备（30）；
所述人员出入数量信息采集模块（10）设置在进出房间的通道，终端设备（30）设置在室内；
人员出入数量信息采集模块（10）、控制模块（20）、云端管理平台（40）和终端设备（30）通过网络通信连接；
所述人员出入数量信息采集模块（10）用于采集进、出和滞留在室内的人员数量；
所述云端管理平台（40）用于根据人员出入数量信息采集模块（10）采集的数据对室内空气品质进行分析，确定控制策略，并发送相应的控制指令至终端设备（30）；
所述终端设备（30）根据接收到的控制指令进入相应的工作模式；
系统待机状态时，通过人员出入数量信息采集模块探测房间的人员活动情况，当检测到人员进入并滞留后进入工作状态，云端管理平台（40）启动对空气品质的分析服务，云端管理平台（40）根据用户预先设定理想参数范围对接收到空气指标参数进行评估，当检测到空气指标参数达到或超过用户设定参数值，云端管理平台（40）发出启动指令控制终端设备（30）；
当空气指的温度指标达到或超过设定的温度阀值时，云端管理平台（40）发出启动指令控制空调制冷；当空气指的温度指标达到或超过设定的CO2浓度阀值时，云端管理平台（40）发出启动指令控制新风设备工作；当空气指的温度指标达到或超过设定的室内污染物阀值时，云端管理平台（40）发出启动指令控制空气净化器工作；
并且云端管理平台（40）还根据室内实时滞留人数与相应指标参数浓度，智能匹配相应的控制策略；当室内人员离开规定时间后关闭上述设备只保留人员出入数量信息采集模块中的传感单元继续运行系统转为待机状态。
2.如权利要求1所述的室内空气品质智能调节系统的控制方法，其特征在于：所述人员出入数量信息采集模块（10）包括传感器单元（11）、触发单元（12）和计数器单元（13）；
所述传感器单元（11）由第一，第二两个传感器（11a，11b）构成，其中第一传感器（11a）设置在进出房间通道，且靠近出口的位置，第二传感器（11b）设置在进出房间通道，且远离出口的位置;
所述触发单元（12）由第一，第二两个触发器（12a，12b）构成；
所述计数器单元（13）由进入人员计数器（13a）、出去人员计数器（13b）和滞留人员计数器（13c）构成，进入人员计数器（13a）和出去人员计数器（13b）与滞留人员计数器（13c）连接；
第一，第二两个传感器（11a，11b）分别与第一触发器（12a）连接，第一触发器（12a）与进入人员计数器（13a）连接；第一，第二两个传感器（11a，11b）还分别与第二触发器（12b）连接，第二触发器与出去人员计数器（13b）连接；
所述进入人员计数器（13a）和出去人员计数器（13b）分别与云端管理平台（40）连接，滞留人员计数器（13c）与云端管理平台（40）连接。
3.如权利要求1或2所述的室内空气品质智能调节系统的控制方法，其特征在于：所述控制模块（20）包括依次连接的监控终端（21）、网关（22）、无线链路（23）和无线网络节点（24）。
4.如权利要求3所述的室内空气品质智能调节系统的控制方法，其特征在于：所述终端设备（30）包括空调、新风设备和空气净化器。
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