CN106693546A - 一种无源分布式可移动智能除霾系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除霾系统及方法。所述系统包括云端系统、至少一个智能终端和至少一个除霾架构；所述除霾架构，用于安装在机动车车顶，对含有PM2.5污染物的空气进行净化处理；所述智能终端，用于控制所述除霾架构进行空气过滤并计算除霾量；所述云端系统，用于向所述智能终端发送信息，接收所述智能终端的信息并进行统计。本发明可实现可持续的移动性除霾、全城除霾、时时除霾的功能。通过所述除霾系统，可以有效的解决室外雾霾严重的问题，尤其是汽车尾气以及道路扬尘带来的雾霾问题，同时不需要对其进行供能，不会造成二次污染。

Description

一种无源分布式可移动智能除霾系统及方法

技术领域

本发明涉及空气净化领域，更具体地，涉及一种除霾系统及方法。

背景技术

目前，随着经济的飞速发展、城市化与工业化进程的加快，雾霾天气在我国出现的频率和强度在近年来也明显增加，引起了广泛的社会关注。

雾霾，顾名思义是雾和霾的组合词。雾是指由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，对能见度有重要影响，严重威胁交通安全；而霾则指的是空气中能使大气混浊的微小粒子，比如灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等，会对人体的健康产生十分严重的危害。以2013年1月份为例，我国多个城市遭受持续雾霾天气，环境质量达六级重度污染，AQI(Air Quality Index，空气质量指数)多次达到500上限，给人们的生产和生活带来了极大的不便，甚至是危害。因此，如何有效且科学地管理并治理雾霾将是我国亟待解决的一大问题。

形成雾霾的原因多种多样，雾霾天气一般是多种污染源之间进行混合作用形成的。与此同时，不利的气象条件也容易造成污染物的沉积，不利于其扩散。一般来讲，造成城市有毒颗粒污染物的原因主要有机动车尾气、供暖烧煤产生的废气、工业排放的废气、建筑工地或者道路交通产生的扬尘以及可生长颗粒等。

据有关数据统计研究，雾霾颗粒污染物的主要成分就是机动车排放的尾气。PM10污染物的主要来源是是使用柴油的大型车，比如大公交、大型卡车等；而使用汽油的小型车排放的尾气虽然是气态污染物，但一些污染物若是碰上雾天，很容易转化成二次污染颗粒物，加重雾霾。

目前，国内常用的除霾方案主要分为以下两个方面：

一种是以空气净化器为代表的小区域室内除霾装置。空气净化器是一种能够通过物理或者化学方法吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品，按照使用场景分为家用、商用、工业、楼宇等多种类型。与之类似的还有车载式除霾装置，用于汽车内部的空气净化。这些装置可以有效改善室内的空气质量，提高人们的生活质量。但是，对于污染更加严重的室外，这些装置往往无能为力。另外，这些装置只能净化周围的小区域空气，不具备可移动性。

另一种是使用人工增雨(雪)、人工消雾或者是在纯霾天气条件下，使用物理搅拌法、水冲刷法或电磁法等试验方法进行的除霾操作。人工增雨、消雾这两种方案投入较大，虽然除霾效果比较明显，但只能营造出“APEC蓝”类似的短暂效果，不具备可持续性。搅拌法等方案中有一个比较典型的产品应用——除霾车。该产品以中小型车辆为载体，并配备完善的户外除霾装置，主要能够解决从地面往上5米这个人们主要呼吸区域里的空气问题。虽然除霾车具备了可移动性，但是其只对所经过区域的空气具有净化效果，城市中也不能每时每刻都派遣过多除霾车进行除霾工作，无法实现全城除霾和时时除霾。另外，这些除霾方案的实施都需要消耗一定的资源，容易造成二次污染，无法达到绿色无源的效果。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种除霾系统及方法。

根据本发明的一个方面，提供一种除霾系统，包括云端系统、至少一个智能终端和至少一个除霾架构；

所述除霾架构，用于安装在机动车车顶，对含有PM2.5污染物的空气进行净化处理；

所述智能终端，用于控制所述除霾架构进行空气过滤并计算除霾量；

所述云端系统，用于向所述智能终端发送信息，接收所述智能终端的信息并进行统计；

一个所述除霾架构对应一个所述智能终端，并与所述智能终端进行通信连接；所有智能终端与所述云端系统进行通信连接。

进一步，所述除霾架构包括引流装置、除霾滤网和智能芯片；

所述引流装置，包括进气口和排气口，用于将含有PM2.5污染物的空气通过进气口引导进所述除霾架构，并将净化后的空气通过排气口排出所述除霾架构；

所述除霾滤网，设置在所述引流装置中，用于以过滤的方式对含有PM2.5等污染物的空气进行处理；

所述智能芯片，用于获取所述引流装置的进气口和排气口的空气量和/或所述机动车车速，并通过无线通信方式将所获取的信息发送给对应的智能终端。

根据本发明的另一个方面，还提供一种除霾方法，包括：

步骤1，通过机动车、除霾架构、智能终端和云端系统构建无源分布式可移动除霾系统；

步骤2，通过所述云端系统向所述智能终端发送天气信息和PM2.5浓度信息；

步骤3，所述智能终端根据接收的天气信息和PM2.5浓度信息，控制所述除霾结构进行空气过滤，并计算除霾量和进行耐久度分析；将除霾量和耐久度信息发送给所述云端系统；

步骤4，所述云端系统根据各智能终端的除霾量统计一段时间内全城除霾总量，并根据各智能终端分析的耐久度信息统计所有除霾架构的耐久度。

本申请提出一种除霾系统及方法，通过在机动车车顶安装除霾架构，通过智能终端连接除霾结构及云端系统，实现除霾架构、智能终端及云端系统之间的通信连接，以形成无源分布式可移动除霾系统，实现可持续的移动性除霾、全城除霾、时时除霾的功能。通过所述除霾系统，可以有效的解决室外雾霾严重的问题，尤其是汽车尾气以及道路扬尘带来的雾霾问题，同时不需要对其进行供能，不会造成二次污染。

附图说明

图1为本发明除霾系统示意图；

图2为本发明所述除霾架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种除霾系统，包括云端系统、至少一个智能终端和至少一个除霾架构；

所述除霾架构，用于安装在机动车车顶，对含有PM2.5污染物的空气进行净化处理；

所述智能终端，用于控制所述除霾架构进行空气过滤并计算除霾量；

所述云端系统，用于向所述智能终端发送信息，接收所述智能终端的信息并进行统计；

一个所述除霾架构对应一个所述智能终端，并与所述智能终端进行通信连接；所有智能终端与所述云端系统进行通信连接。

本发明为了解决现有技术对室外除霾的问题，提供了一种无源的分布式可移动持续性智能除霾系统。所述除霾系统利用城市中时刻在道路上行驶的机动车，在所述机动车顶部安装除霾装置，实现可持续的移动性除霾、全城除霾、时时除霾的功能。通过该系统，可以有效的解决室外雾霾严重的问题，尤其是汽车尾气以及道路扬尘带来的雾霾问题，同时不需要对其进行供能，且不会造成二次污染。

作为一个可选的实施例，所述除霾架构包括引流装置、除霾滤网和智能芯片；

所述引流装置，包括进气口和排气口，用于将含有PM2.5污染物的空气通过进气口引导进所述除霾架构，并将净化后的空气通过排气口排出所述除霾架构；

所述除霾滤网，设置在所述引流装置中，用于以过滤的方式对含有PM2.5等污染物的空气进行处理；

所述智能芯片，用于获取所述引流装置的进气口和排气口的空气量和/或所述机动车车速，并通过无线通信方式将所获取的信息发送给对应的智能终端。

本实施例，根据流体力学的原理在机动车车顶安装除霾架构，包括引流装置、除霾滤网和智能芯片，其中除霾滤网是所述除霾架构的核心部件，引流装置是外围装置，智能芯片是智能系统构建的辅助装置。所述无线通信方式包括蓝牙、wifi或移动数据网络等

本实施例中除霾架构如图2所示，所述引流装置的进气口朝向机动车前进的方向，排气口在相反的一方；在道路上高速行驶的机动车带动的气流进入所述引流装置，并通过安装在所述引流装置内的车顶的除霾滤网，通过滤网过滤的方式对含有PM2.5等污染物的空气进行处理，得到干净无污染的空气并通过排气口排出，从而完成对空气的净化过程。

所述智能芯片可以进行数据采集，获取所述引流装置的进气口和排气口的空气量发送给所述智能终端，用于所述智能终端计算除霾量；或者也可以进行车速测速，将车速发送智能终端；但本实施例不限制车速的获取方式，基于现有技术任意一种方式获取车速都在本实施例的保护范围之内。

作为一个可选的实施例，所述智能终端控制所述除霾架构进行过滤包括：

根据天气信息控制除霾架构的开启和关闭；

当所述除霾架构开启时，控制所述引流装置的进气量，以对所述除霾滤网的过滤强度进行控制。

本实施例中的天气信息为所述云端系统发送给智能终端，在刮风、下雨等恶劣天气时，所述智能终端控制所述除霾架构关闭；天气合适并且需要除霾时，控制所述除霾架构开启，以进行除霾。

同时当所述除霾架构开启时，所述智能终端可以PM2.5浓度信息，控制除霾架构的过滤强度。当PM2.5浓度较大时，加大所述除霾架构的过滤强度；当PM2.5浓度较小时，降低所述除霾架构的过滤强度，实现对所述除霾架构的智能控制。

具体的，所述智能终端通过下式计算对应的除霾架构的除霾量：

M＝v×s×t×p％，

其中，M为计算得到的除霾量v为所述机动车的当前车速，s为所述除霾滤网的过滤面积，t为所述除霾架构的除霾时间，p％为机动车所在位置的PM2.5浓度。

具体的，所述智能终端还用于通过下式对所述除霾滤网的耐久度进行分析：

D＝1-M/T，

其中，D为分析得到的耐久度，M为所述除霾滤网的除霾量，T为所述除霾滤网的总除霾能力。

本实施例所述智能终端，是指智能设备上的APP应用程序，所述智能设备具有计算处理功能和通信功能，比如计算机、智能手机和平板电脑等。

所述耐久度是指架构中的过滤系统还能继续正常使用的程度，如果耐久度过低，则需要对其进行维护与更新。本实施例中所述智能终端一段时间内计算的除霾量以及过滤系统的除霾总能力对其耐久度进行计算。本实施例中所述一段时间是指所述除霾滤网已经除霾的总时间，M为所述除霾滤网已经除霾的总量。

具体的，所述云端系统将天气信息发送给所述智能终端，用于智能终端根据所述天气信息控制对应的除霾架构的开启和关闭；

所述云端系统将PM2.5浓度信息发送给所述智能终端，用于智能终端计算对应的除霾架构的除霾量。

本实施例中，所述云端系统根据天气的变化情况按照一定的时间间隔向智能终端发送天气信息，比如可以按固定的时间间隔发送，也可以在监测到天气变化的时候发送，或者这两者相结合的方案即在固定的时间间隔内发送天气信息，若临时发生天气变化也向智能终端即时推送天气信息。

同样，本实施例中，所述云端系统根据PM2.5浓度的变化情况按照一定的时间间隔向智能终端发送PM2.5浓度信息，比如可以按固定的时间间隔发送，也可以在监测到PM2.5浓度变化的时候发送，或者这两者相结合的方案即在固定的时间间隔内发送PM2.5浓度信息，若临时发生PM2.5浓度变化也向智能终端即时推送PM2.5浓度信息。

作为一个可选的实施例，所述云端系统接收所有智能终端计算的除霾架构的除霾量信息和耐久度信息；基于所述除霾量信息统计一段时间内全城的除霾总量；基于所述耐久度信息，统计所有除霾架构的耐久度。

本实施例中所述一段时间可以是一个月，一天，一小时，半小时等等，是指在这个时间段内全城所有机动车顶安装了除霾架构，并通过智能终端连接到所述云端系统时，所有除霾架构这段时间内的除霾总量。

本发明还提供一种除霾方法，包括：

步骤1，通过机动车、除霾架构、智能终端和云端系统构建无源分布式可移动除霾系统；

步骤2，通过所述云端系统向所述智能终端发送天气信息和PM2.5浓度信息；

步骤3，所述智能终端根据接收的天气信息和PM2.5浓度信息，控制所述除霾结构进行空气过滤，并计算除霾量和进行耐久度分析；将除霾量和耐久度信息发送给所述云端系统；

步骤4，所述云端系统根据各智能终端的除霾量统计一段时间内全城除霾总量，并根据各智能终端分析的耐久度信息统计所有除霾架构的耐久度。

本发明所述除霾方法，与本发明所述除霾系统相对应，通过步骤1构建无源分布式可移动除霾系统，步骤2、步骤3和步骤4分别通过云端系统、智能终端和云端系统之间进行信息交互，实现全程除霾的联动、监控和信息统计。

作为一个可选的实施例，所述步骤1中，在所述机动车车顶安装所述除霾架构，建立所述智能终端与所述除霾结构及所述云端系统的通信连接，以形成无源分布式可移动除霾系统。

作为一个可选的实施例，所述步骤3中，所述智能终端按照第一预定的时间间隔计算除霾量和进行耐久度分析，并按照第二预定的时间间隔将除霾量和耐久度信息发送给所述云端系统。

本实施例中，所述智能终端可根据需要设置一种时间间隔计算除霾量和进行耐久度分析；同时，所述智能终端向云端系统上报除霾量和耐久度信息的时间间隔可以与其计算分析的时间间隔相同或不相同。

综上所述，本发明中，车顶除霾架构恰好位于人体呼吸高度的位置，同时大多数机动车的流线型设计也决定了气流将会恰好通过车顶，保证了车顶除霾架构能够达到一个较好的功效。在城市中，对每一辆在道路上行驶的机动车的车顶安装除霾架构，由于机动车之间的独立性，则会构建以城市为载体的分布式除霾系统，实现全城除霾，达到显著的除霾效果。

本发明所述除霾系统及方法具有以下特点：

1)无源性。不需要对除霾架构进行供能，气流通过机动车高速行驶形成的。除霾架构中的智能芯片可以通过风能或是太阳能进行供电。

2)移动性。该特性是由机动车的移动性带来的，机动车在道路上行驶的同时便可以进行除霾工作。

3)持续性。在城市中，机动车几乎是无时无刻不在道路上行驶。白天有公交车、私家车等，晚上有运货的货车、卡车等。因此，该架构几乎每时每刻都在进行除霾工作，实现时时除霾、持续性除霾。

4)智能性。除霾架构中提供了固定的智能芯片，并配置智能终端与除霾架构上的智能芯片进行通信，对该架构进行控制和管理。

因此，本发明能有效的解决现有技术对室外除霾的不足的问题，可以有效的解决室外雾霾严重的问题，尤其是汽车尾气以及道路扬尘带来的雾霾问题，同时不需要对其进行供能，且不会造成二次污染。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除霾系统，其特征在于，包括云端系统、至少一个智能终端和至少一个除霾架构；

所述除霾架构，用于安装在机动车车顶，对含有PM2.5污染物的空气进行净化处理；

所述智能终端，用于控制所述除霾架构进行空气过滤并计算除霾量；

所述云端系统，用于向所述智能终端发送信息，接收所述智能终端的信息并进行统计；

一个所述除霾架构对应一个所述智能终端，并与所述智能终端进行通信连接；所有智能终端与所述云端系统进行通信连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述除霾架构包括引流装置、除霾滤网和智能芯片；

所述引流装置，包括进气口和排气口，用于将含有PM2.5污染物的空气通过进气口引导进所述除霾架构，并将净化后的空气通过排气口排出所述除霾架构；

所述除霾滤网，设置在所述引流装置中，用于以过滤的方式对含有PM2.5等污染物的空气进行处理；

所述智能芯片，用于获取所述引流装置的进气口和排气口的空气量和/或所述机动车车速，并通过无线通信方式将所获取的信息发送给对应的智能终端。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能终端控制所述除霾架构进行过滤包括：

根据天气信息控制除霾架构的开启和关闭；

当所述除霾架构开启时，控制所述引流装置的进气量，以对所述除霾滤网的过滤强度进行控制。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能终端通过下式计算对应的除霾架构的除霾量：

M＝v×s×t×p％，

其中，M为计算得到的除霾量v为所述机动车的当前车速，s为所述除霾滤网的过滤面积，t为所述除霾架构的除霾时间，p％为机动车所在位置的PM2.5浓度。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能终端还用于通过下式对所述除霾滤网的耐久度进行分析：

D＝1-M/T，

其中，D为分析得到的耐久度，M为所述除霾滤网的除霾量，T为所述除霾滤网的总除霾能力。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云端系统将天气信息发送给所述智能终端，用于智能终端根据所述天气信息控制对应的除霾架构的开启和关闭；

所述云端系统将PM2.5浓度信息发送给所述智能终端，用于智能终端计算对应的除霾架构的除霾量。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云端系统接收所有智能终端计算的除霾架构的除霾量信息和耐久度信息；基于所述除霾量信息统计一段时间内全城的除霾总量；基于所述耐久度信息，统计所有除霾架构的耐久度。

8.一种除霾方法，其特征在于，包括：

步骤1，通过机动车、除霾架构、智能终端和云端系统构建无源分布式可移动除霾系统；

步骤2，通过所述云端系统向所述智能终端发送天气信息和PM2.5浓度信息；

步骤3，所述智能终端根据接收的天气信息和PM2.5浓度信息，控制所述除霾结构进行空气过滤，并计算除霾量和进行耐久度分析；将除霾量和耐久度信息发送给所述云端系统；

步骤4，所述云端系统根据各智能终端的除霾量统计一段时间内全城除霾总量，并根据各智能终端分析的耐久度信息统计所有除霾架构的耐久度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，在所述机动车车顶安装所述除霾架构，建立所述智能终端与所述除霾结构及所述云端系统的通信连接，以形成无源分布式可移动除霾系统。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述智能终端按照第一预定的时间间隔计算除霾量和进行耐久度分析，并按照第二预定的时间间隔将除霾量和耐久度信息发送给所述云端系统。