CN107461860A - 一种智能新风净化系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能新风净化系统，包括主控系统，以及分别与所述主控系统耦合连接的电源系统、指标探测装置、人体红外传感装置、风机装置、人机交互装置，所述风机装置在室内有人时保持开启、在室内无人时待机休眠，整个新风净化换气系统在室内持续无人达一定时长后自动关机，实现所述新风净化换气系统运行状态的自动控制功能。相应的，本发明还提供一种室内智能新风净化换气系统的控制方法。本发明大幅提升了新风净化换气系统根据室内温度和人员活动情况进行智能调节的精度和效果，对于因室温升高而产生的系统误报和失灵及人员频繁进出室内而产生的系统频繁启动关闭等问题，所述室内智能新风净化换气系统提供了有效的解决方案。

Description

一种智能新风净化系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种室内新风净化系统，应用室内装饰领域，尤其涉及一种智能新风净化系统及其控制方法

背景技术

在现代社会城市生活中，建筑物室内空气污染日益严重，如潮湿天气、新买的家具、新装修的环境、打印机、复印机器材等使用及相关对空气有污染的物体，造成对室内空气污染，从而对人类健康产生不利影响，使得净化换气设备成了人们健康生活中所不可或缺的重要工具。随着近年来电子产品的不断发展，尤其是室内智能化家居的兴起，多功能净化换气产品除满足人们日常生产生活中净化空气、降温保温和抽湿等基本功能上的要求外，也在逐渐向着自动化、人性化和智能化方向发展。如中国专利文献号201110050626.X于2011.03.03公开了一种对流循环恒温恒湿净化换气系统，包括主控单元，以及分别与所述主控单元相连接的电源系统、温度检测单元、湿度检测单元、风机系统、空气调节单元；该发明能够应用于房屋、汽车等需要进行空气调控的室内环境，除了解决夏天室内温度过高，冬天温度过低，空调环境下湿度过低、空气质量变差的问题外，还能实现一定程度的自动控制调节功能，以达到提升客户体验和节能环保效果的目的。

相关案例及市场研究表明，具有智能识别和控制功能的净化换气系统越来越受到人民群众的喜爱，是今后相关产品研发的一个重要方向。例如，将人体红外传感装置运用于净化换气系统，从而达到根据室内人员的活动情况对净化换气系统进行智能控制的目标。然而，运用于本领域的人体红外传感器设备以热释电红外感应器为主，主要由微控制器、PIR传感器和菲涅尔透镜等部件构成，其普遍存在抗干扰性不强、受温度影响较大等缺点，尤其当环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时甚至会造成短时失灵。实验显示，在春季时调试热释电红外感应器灵敏度很高，能对10米以外的人体移动产生响应，而在炎热的夏天(气温在30度以上)，灵敏度大幅下降，只能对1～2米的人体移动产生响应。同时，由于人体红外传感装置与净化换气系统其他模块仍然存在协同性不强、智能化程度有限等问题，系统误报、漏报率较高，在具体功能的实现上离精确智能化的目标仍有距离。上述原因使得净化换气系统在整体功能发挥上大打折扣，给用户带来不畅的产品体验，从而阻碍了将人体红外传感装置智能化运用于净化换气系统这一设计思路的深入发展。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的现有技术存在的部分问题，提供一种智能新风净化系统，在满足净气、换气、除尘、除湿、调节室温、节能环保等功能的基础之上，通过所述主控系统的集中数据控制功能，实现了所述指标探测装置和所述人体红外传感装置之间的协同作用，从而大幅提升了新风净化换气系统根据室内温度和人员活动情况进行智能调节的精度和效果。对于因室温升 高而产生的系统误报和失灵，以及人员频繁进出室内而产生的系统频繁启动关闭等问题，所述室内智能新风净化换气系统提供了有效的解决方案，达到了相对于现有技术更加智能化的自动控制效果。

本发明具体内容为：一种智能新风净化系统，包括具有数据控制功能的主控系统，以及分别与所述主控系统耦合连接的电源系统、指标探测装置、人体红外传感装置、风机装置、人机交互装置，其中，所述指标探测装置至少包括一温度探测器。

首先，通过所述温度探测器、人体红外传感装置的采集功能和所述主控系统的数据控制功能相结合，并用一套软件程序处理和转化相关数据的方式，使所述温度探测器采集的室内温度值C与所述人体红外传感装置的上门限电压值V1、下门限电压值V2、用于第一判定延时的时间T1、用于第二判定延时的时间T2同时建立对应关系。上述做法中，将室内温度值C作为调整所述人体红外传感装置的上门限电压值V1、下门限电压值V2的自变量，是因为人体红外传感装置的探测灵敏度在其正常工作温度下会随着环境温度的改变而产生较大幅度的波动，而适当调节门限电压可以使人体红外传感装置的探测灵敏度相对保持稳定，从而减少人体红外传感装置的误判和漏判，实现系统的精确自控功能。另一方面，由于调节门限电压毕竟不能完全解决人体红外传感装置的探测灵敏度下降的问题，因此本发明同时将室内温度值C作为调整第一判定延时T1、第二判定延时T2的自变量，在探测灵敏度下降的情况下适当延长系统分析和判断室内有无人状态的时间，从而提高统计分析的稳定性和准确性，最终同样是为了实现系统的精确自控功能。

其次，为了提高所述主控系统判断室内有无人状态的准确性，所述主控系统还要在第一判定延时T1的时长内对所述红外人体感应装置发出的信号进行统计分析，通过分析的不同结果控制所述风机装置在室内有人时保持开启、在室内无人时待机休眠，并控制整个新风净化换气系统在室内持续无人的时长达到第二判定延时T2后自动关机，从而使所述新风净化换气系统实现运行状态的自动控制功能。

在室温C为-10～+50摄氏度之间的情况下，所述第一判定延时T1的范围一般为30～300秒，第二判定延时T2的范围为1800～7200秒，室温C与第一判定延时T1、第二判定延时T2在函数值对应关系上呈负相关。

为实现上述系统功能，本发明提供了一种自动控制方法，包括以下步骤。

步骤一：

所述主控系统储存有室内温度值C与人体红外传感装置的上门限电压值V1、下门限电压值V2，第一判定延时值T1、第二判定延时值T2之间的函数关系模型。

步骤二：

所述主控系统优先响应处理所述温度探测器采集的室内温度值C，并根据预设的函数关系模型对V1、V2、T1、T2的具体数值进行调整。

步骤三：

调整完毕后，所述主控系统开始处理所述人体红外传感装置发出的信号， 同时触发第一判定延时。在延时T1期间，所述主控系统对人体红外传感信号进行统计，并在延时结束后结合统计结果分析判断室内是否处于有人状态。

若所述主控系统判断室内持续有人，进入步骤四。

若所述主控系统判断室内持续无人，进入步骤五。

若所述主控系统判断室内间断有人，进入步骤六。

步骤四：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入运行状态。

步骤五：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入待机休眠状态，并同时触发第二判定延时；若经过时间T2后，所述主控系统仍然判断室内持续无人，则包括主控系统在内的全部系统进入关机状态；若在T2时间内所述主控系统判断室内持续有人或判断室内间断有人，则停止第二判定延时计数，并使所述风机装置切换到相应状态。

步骤六：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入亚稳定状态，具体为若之前状态为待机休眠状态，则继续待机休眠，若之前状态为运行状态，则继续保持运行。

本发明不仅实现了新风净化换气系统在室内持续有人、无人及其他状态下智能自控调节的功能，避免了人员离开忘记关闭设备电源的可能性，克服了实际使用中因经常出入导致的新风净化换气系统频繁自动开启关闭产生的系统不稳定和设备容易老化的技术问题，并大幅削弱了因人体红外传感装置误报而带来的使用体验不佳的感受。综上所述，提高了现有新风净化换气系统精确智能化程度。

附图说明

图1为本发明涉及的系统功能模块框图。

图2为本发明涉及的智能控制总流程图。

图3是本发明涉及的室内智能新风净化换气系统的实施例的结构示意图。

图4是本发明涉及的人体红外探测电路的电路原理图。

在图3中附图标记含义如下：

1-室外防雨防虫百叶风口；2-风管；3-新风净化箱；4-全热交换机；5-风口；6-DDC控制器；7-交换机；8-服务器；9-空气质量探测器；10-温度探测器；11-人体红外传感装置；12-时间定时器；13-室内空气显示屏；14-智能控制面板；15-Internet。

具体实施方式

以下为了更好理解本系统所涉及技术方案，如下内容为实施例中对具体设备功能作出进一步解释，以便于本领域技术人员更好理解并实施该技术方案。

具体而言，图1-图4所示，所示为一种室内智能新风净化换气系统，包括主控系统，以及分别与所述主控系统耦合连接的电源系统、指标探测装置、人 体红外传感装置、风机装置、人机交互装置。

优选的，所述主控系统由DDC控制器6实现；DDC控制器6是整个控制系统的核心，是系统实现控制功能的关键部件，从参数的采集、传输到控制等各个环节均采用数字控制功能来实现。

优选的，所述指标探测装置包括空气质量探测器9，温度探测器10，用于对室内环境指标进行采集和信号转化。

优选的，如图4所示，所述人体红外传感装置11由BISS0001集成芯片及热释电红外传感器构成探测电路。

优选的，所述风机装置包括新风净化箱3及全热交换机4。

优选的，所述人机交互装置为智能控制面板14，能够直观方便的查看系统运行状况并进行设置或操作。

本实施例中还包括服务器8与交换机7等网络设备，用以与手机、平板电脑等无线终端进行数据传输，实现远程控制功能。

系统初始化完毕后，自动开启运行。DDC控制器6优先接收所述温度探测器10发出的信号。温度探测器10在本实施例中具有三大作用，一是通过DDC控制器6对新风净化箱3及全热交换机4的工作效率起到调节作用；二是通过DDC控制器6对人体红外传感装置11的上下门限电压进行调节，以使得人体红外传感装置11在不同室温下自适应的作出灵敏度调整；三是通过DDC控制器6对第一判定延时T1、第二判定延时T2进行调节。

在室温为27摄氏度的情形下，所述人体红外传感装置11的上下门限电压V1、V2分别被调节到3.1伏特和1.5伏特，第一判定延时T1为180秒。

当室内有人走动、靠坐休息期间，所述人体红外传感装置11在第一判定延时T1时长内持续检测到室内有人的信号，经统计分析检测到室内有人的信号样本占总信号样本的比例为99.18％，高于系统判定上限阈值95％，因此时延期间及时延结束后，系统正常运行。

当有人频繁进出期间，在第一判定延时T1时长期间内信号波形不稳定，经统计分析检测到室内有人的信号样本占总信号样本的比例为77.45％，高于系统判定下限阈值5％并低于上限阈值95％，系统处于亚稳定状态，但继续保持运行。

当人员离开房间后，所述人体红外传感装置11检测到室内无人，在第一判定延时T1时长期间内，经统计分析检测到室内有人的信号样本占总信号样本的比例为0.22％，低于系统判定下限阈值5％，系统自动调整新风净化箱3及全热交换机4进入待机休眠状态，并同时触发第二判定延时T2。

30分钟后，人员重新进入房间，第一判定延时T1时长期间内的统计分析结果显示室内有人，则第二判定延时计数终止，DDC控制器6指令新风净化箱3及全热交换机4切换到运行状态。

新风净化箱3及全热交换机4进入休眠期间后，经过第二判定延时T2时长后仍未有人进入室内，系统自动关机。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，例如，主控系统、人体红外传感装置及探测电路所使用的集成芯片等并不限于以上实施例所列的型号，还可以是其他可以实现基本相同功 能的系列芯片或设备。上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种智能新风净化系统，包括具有数据控制功能的主控系统，以及分别与所述主控系统耦合连接的电源系统、指标探测装置、人体红外传感装置、风机装置、人机交互装置，其中，所述指标探测装置至少包括一温度探测器，其特征在于：

通过所述温度探测器、人体红外传感装置的采集功能和所述主控系统的数据控制功能相结合，使所述温度探测器采集的室内温度值C与所述人体红外传感装置的上门限电压值V1、下门限电压值V2、用于第一判定延时的时间T1、用于第二判定延时的时间T2同时建立对应关系，以及

所述主控系统根据对所述红外人体感应装置发出的信号进行统计分析，控制所述风机装置在室内有人时保持开启、在室内无人时待机休眠，并控制整个新风净化换气系统在室内持续无人达一定时长后自动关机，从而使所述新风净化换气系统实现运行状态的自动控制功能。

2.根据权利要求1所述的一种智能新风净化系统，其特征在于：所述主控系统由DDC控制器构成。

3.根据权利要求1所述的一种智能新风净化系统，其特征在于：所述人体红外传感装置由BISS0001集成芯片及热释电红外传感器构成探测电路。

4.根据权利要求1所述的一种智能新风净化系统，其特征在于：所述指标探测装置还包括湿度探测器和空气质量探测器。

5.根据权利要求1所述的一种智能新风净化系统，其特征在于：所述风机装置包括新风净化箱和全热交换机。

6.根据权利要求1所述的一种智能新风净化系统，其特征在于：所述电源系统包括配电控制箱，配电控制箱内部安装有若干个微型空气开关、接触器、热过载保护器、浪涌保护器等，组成若干个配电控制回路。

7.一种新风净化换气系统的自动控制方法，包括以下步骤：

步骤一：

所述主控系统储存有室内温度值C与人体红外传感装置的上门限电压值V1、下门限电压值V2，第一判定延时值T1、第二判定延时值T2之间的函数关系模型。

步骤二：

所述主控系统优先响应处理所述温度探测器采集的室内温度值C，并根据预设的函数关系模型对V1、V2、T1、T2的具体数值进行调整。

步骤三：

调整完毕后，所述主控系统开始处理所述人体红外传感装置发出的信号，同时触发第一判定延时。在延时T1期间，所述主控系统对人体红外传感信号进行统计，并在延时结束后结合统计结果分析判断室内是否处于有人状态。

若所述主控系统判断室内持续有人，进入步骤四。

若所述主控系统判断室内持续无人，进入步骤五。

若所述主控系统判断室内间断有人，进入步骤六。

步骤四：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入运行状态。

步骤五：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入待机休眠状态，并同时触发第二判定延时；若经过时间T2后，所述主控系统仍然判断室内持续无人，则包括主控系统在内的全部系统进入关机状态；若在T2时间内所述主控系统判断室内持续有人或判断室内间断有人，则停止第二判定延时计数，并使所述风机装置切换到相应状态。

步骤六：

所述主控系统发出指令控制所述风机装置进入亚稳定状态，具体为若之前状态为待机休眠状态，则继续待机休眠，若之前状态为运行状态，则继续保持运行。

8.一种新风净化换气系统的自动控制方法，其特征在于：所述用于第一判定延时的时间T1的范围为30～300秒。

9.一种新风净化换气系统的自动控制方法，其特征在于：所述用于第二判定延时的时间T2的范围为1800～7200秒。