CN108548241B - 一种可移动的室内空气净化仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可移动的室内空气净化仪，涉及空气净化装置领域，包括：智能小车、空气净化仪和至少一个空气质量监控设备；智能小车包括第一电源模块、第一单片机、驱动模块、4路红外反射传感器和第一无线通讯模块；驱动模块、4路红外反射传感器、第一无线通讯模块分别与第一单片机连接；空气净化仪设置在智能小车上，与第一单片机连接；空气质量监控设备包括第二电源模块、第二无线通讯模块、第二单片机、PM2.5传感器和显示模块；第二无线通讯模块、PM2.5传感器、显示模块分别与第二单片机相连。解决了单一定点空气净化仪无法满足大范围空气净化的需求，实现了大范围的空气净化。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化装置领域，尤其是一种可移动的室内空气净化仪。
背景技术
室内环境是人们生活、工作的主要场所，由于室内空气污染物的来源广泛、种类繁多，并且室内空气流通情况较差，部分室内空气污染物在较短时间内就可以对人体健康产生极大的危害，部分因室内通风不良的问题而在室内积累下来的污染物也会对人体健康产生不良影响。
在人们对室内环境健康要求越来越高的情况下，室内空气净化装置的研究也顺势而生，目前的空气净化仪都只能检测一个定点的空气质量，但根据不同的应用环境，部分场合要求大范围的空气净化，此时，单一定点空气净化仪则无法满足大范围空气净化的需求。
发明内容
本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种可移动的室内空气净化仪。
本发明的技术方案如下：
一种可移动的室内空气净化仪，所述可移动的室内空气净化仪包括：智能小车、空气净化仪和至少一个空气质量监控设备；
所述智能小车包括第一电源模块、第一单片机、驱动模块、4路红外反射传感器和第一无线通讯模块；所述驱动模块、4路所述红外反射传感器、所述第一无线通讯模块分别与所述第一单片机连接；
所述空气净化仪设置在所述智能小车上，与所述第一单片机连接；所述空气净化仪用于提升室内空气质量；
所述空气质量监控设备包括第二电源模块、第二无线通讯模块、第二单片机、PM2.5传感器和显示模块；所述第二无线通讯模块、所述PM2.5传感器、所述显示模块分别与所述第二单片机相连；
所述第一电源模块用于为所述智能小车供电；所述第一单片机用作所述智能小车的控制中心；所述驱动模块用于实现所述智能小车的移动；所述红外反射传感器用于识别所述智能小车移动或停止的预设路径；所述第一无线通讯模块和所述第二无线通讯模块用于实现所述智能小车与所述空气质量监控设备之间的无线通信；所述第二单片机用作所述空气质量监控设备的控制中心；所述PM2.5传感器用于读取环境监控点处的微粒浓缩度值的模拟量；所述显示模块用于显示环境监控点处的PM2.5浓度值。
其进一步的技术方案为：所述空气质量监控设备设置在所述环境监控点处；
所述预设路径包括所述智能小车从起始点到所述环境监控点之间的移动路径和所述环境监控点处的停车标志。
其进一步的技术方案为：所述红外反射传感器中2路位于所述智能小车的前部底板中央位置，用于识别所述智能小车的移动路径，另外2路位于所述智能小车的前部底板两侧位置，用于识别所述环境监控点处的停车标志。
其进一步的技术方案为：所述移动路径的宽度与用于识别所述移动路径的2路所述红外反射传感器之间的距离相等；
所述停车标志位于所述移动路径的两侧，与用于识别所述停车标志的2路所述红外反射传感器在智能小车的前部底板上的位置对应；所述停车标志的宽度与所述智能小车的移动速度呈正相关。
其进一步的技术方案为：所述智能小车的预设路径是通过黑色材料铺设成的；
所述移动路径的走向根据所述空气质量监控设备所在位置设定；
所述停车标志位于所述空气质量监控设备处，所述停车标志设置为横向。
其进一步的技术方案为：所述黑色材料为黑色胶布。
本发明的有益技术效果是：
通过将空气净化仪设置在智能小车上，可以实现空气净化仪在室内的移动，智能小车按照预设路径移动到各个空气质量监控设备处，智能小车上的空气净化仪可以对空气质量不达标的地方进行空气净化，将至少一个空气质量监控设备与智能小车结合起来，仅需要一台空气净化仪就可以进行大范围的空气净化工作，空气净化仪跟随智能小车利用预设路径实现有计划的移动，不仅可以增加空气净化仪的工作效率，而且可以减少不必要的硬件耗损。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种可移动的室内空气净化仪的示意图。
图2是本发明实施例提供的一种可移动的室内空气净化仪的结构方框图。
图3是本发明实施例提供的一种红外反射传感器与预设路径的对应关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
图1是本发明实施例提供的一种可移动的室内空气净化仪的示意图，如图1所示，可移动的室内空气净化仪包括：智能小车1、空气净化仪2和至少一个空气质量监控设备3。空气净化仪2设置在智能小车1上。
结合参考图2，智能小车包括第一电源模块11、第一单片机12、驱动模块13、4路红外反射传感器14和第一无线通讯模块15，驱动模块13、4路红外反射传感器14和第一无线通讯模块15分别与第一单片机12连接。
可选的，第一单片机12是Arduino Meg2560R3单片机。
第一电源模块11用于为智能小车1供电，第一单片机12用作智能小车1的控制中心，驱动模块13用于实现智能小车1的移动，红外反射传感器14用于识别智能小车1移动或停止的预设路径。
可选的，驱动模块13包括直流电机和驱动芯片L293D。
可选的，红外反射传感器14为TR5000，检测距离为0到3cm。
空气净化仪2与第一单片机12连接，空气净化仪2用于提升室内空气质量。
空气质量监控设备包括第二电源模块31、第二无线通讯模块32、第二单片机33、PM2.5传感器34和显示模块35，第二无线通讯模块32、PM2.5传感器34、显示模块35分别与第二单片机33相连。
可选的，第二单片机33是Arduino Uno R3单片机。
可选的，显示模块35可以采用液晶显示屏。
第一无线通讯模块15和第二无线通讯模块32用于实现智能小车1与空气质量监控设备3之间的无线通信，第二单片机33用作空气质量监控设备3的控制中心，PM2.5传感器34用于读取环境监控点处的微粒浓缩度值的模拟量，显示模块35用于显示环境监控点处的PM2.5浓度值。
可选的，PM2.5传感器34是GP2Y1014AU粉尘传感器。
可选的，第一无线通讯模块15和第二无线通讯模块32采用无线数传收发模块AS01-ML01DP5。
可选的，空气质量监控设备3设置在环境监控点处。
可选的，预设路径包括智能小车1从起始点到环境监控点之间的移动路径和环境监控点处的停车标志。
可选的，红外反射传感器14中2路位于智能小车1的前部底板中央位置，用于识别智能小车1的移动路径，另外2路位于智能小车1的前部底板两侧位置，用于识别环境监控点处的停车标志。
结合参考图3，智能小车1的前部底板上共有4路红外反射传感器14，位于中间两路的红外反射传感器14用于识别移动路径，位于两侧的红外反射传感器14用于识别停车标志。
用于识别停车标志的2路红外反射传感器14的位置可根据停车标志调整。
可选的，移动路径的宽度与用于识别移动路径的2路红外反射传感器14之间的距离相等。
为了避免移动路径的宽度与中间两路红外反射传感器14之间的距离不匹配造成智能小车1因左右摇摆过大而驶离移动路径的问题，将移动路径的宽度与中间两路红外反射传感器14之间的距离设置为相等，可以使得智能小车1在行驶过程中不会出现左右摇晃的情况。
可选的，移动路径的宽度一般设置为2cm至4cm，也可根据需要进行调整。
可选的，停车标志位于移动路径的两侧，与用于识别停车标志的2路红外反射传感器14在智能小车1的前部底板上的位置对应。
停车标志需要布置在两侧的红外反射传感器14能够检测到的位置，停车标志的长度需要达到能够使两侧的红外反射传感器14识别的长度。
可选的，停车标志的宽度与智能小车1的移动速度呈正相关。
由于智能小车1在行驶过程中的惯性，智能小车1在检测到横向的停车标志后不会立即停车，若停车标志的宽度不够，则智能小车1无法顺利停车，因此智能小车1的速度越快，停车标志的宽度设置的越宽。
可选的，智能小车1的预设路径是通过黑色材料铺设成的，移动路径的走向根据空气质量监控设备3所在位置设定，停车标志位于空气质量监控设备3处，停车标志设置为横向。
智能小车1搭载的红外反射传感器14可对黑色和白色反馈不同的数字信号，因此预设路径通过黑色材料铺设成，黑色材料可以与周围地板形成明显对比。
在实际应用中，根据室内空气净化的范围，在不同位置分别设置空气质量监控设备3，在空气质量监控设备3的位置设置好后，根据各个空气质量监控设备3的位置对智能小车1的移动路径进行设定。
可选的，黑色材料为黑色胶布。
可选的，停车标志是一条长度为6cm到10cm，宽度为2cm到4cm的横向黑色胶布，智能小车1在识别到停车标志时会在空气质量监控设备3处停车。
假设室内有两个环境监控点(A点和B点)，在A点和B点上分别设置有空气质量监控设备3，则本实施例中可移动的室内空气净化仪的工作过程可以是：
A点的空气质量监控设备3检测到A点的PM2.5浓度值D1，空气质量监控设备3会将浓度值D1加上d1变为D11后将D11发送给智能小1；B点的空气质量监控设备3检测到B点的PM2.5浓度值D2，空气质量监控设备3会将浓度值D2加上d2变为D22后将D22发送给智能小车1。
由于智能小车1只能接收到空气质量监控设备3发送的浓度值，但是无法判断接收到的浓度值来自哪个环境监控点，因此设置d1和d2使得智能小车1可以根据不同的值域范围判断出接收到的数据是D11还是D22，从而确定是来自A点还是B点。
正常情况下，室内环境的PM2.5浓度值有上限值Dmax，因此满足d1≤D11≤Dmax+d1，d2≤D22≤Dmax+d2。d1不宜设置的过高，d1主要起标志的作用，同理，d2为D22的下限，但是d2的值需要远大于Dmax+d1，从而使得D11和D22始终处于两个不同的值域范围内，即Dmax+d1＜d2是为了将A点和B点的浓度值区分开。d1可根据环境监控点A点处的历史PM2.5浓度值更改，d2可根据环境监控点B点处的历史PM2.5浓度值更改。
可选的，环境监控点A点和B点处的空气质量监控设备3产生的PM2.5浓度信号的频率是不同的，使得智能小车1接收到的数据不会丢包。
智能小车1在接收到环境监控点A点或B点发送来的浓度值后，根据浓度值所处的值域范围确定接收到的浓度值是来自A点还是B点，若来自A点，则将浓度值减去d1还原为D1，若来自B点，则将浓度值减去d2还原为D2。然后判断还原后的D1或D2是否超过预设浓度值。若D1超过预设浓度值而D2未超过预设浓度值，则智能小车1根据预设路径驶向环境监控点A点；若D2超过预设浓度值而D1未超过预设浓度值，则智能小车1根据预设路径驶向环境监控点B点；若D1和D2均超过预设浓度值，则智能小车1依次驶向环境监控点A点和环境监控点B点。智能小车1根据环境监控点处的停车标志判断移动是否到位，到达停车标志后，智能小车1控制空气净化仪2开启净化功能，直到该环境监控点处的空气质量监控设备3检测的浓度值达标。
以上所述的仅是本发明的优先实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述可移动的室内空气净化仪包括：智能小车、空气净化仪和至少一个空气质量监控设备；
所述智能小车包括第一电源模块、第一单片机、驱动模块、4路红外反射传感器和第一无线通讯模块；所述驱动模块、4路所述红外反射传感器、所述第一无线通讯模块分别与所述第一单片机连接；
所述空气净化仪设置在所述智能小车上，与所述第一单片机连接；所述空气净化仪用于提升室内空气质量；
所述空气质量监控设备包括第二电源模块、第二无线通讯模块、第二单片机、PM2.5传感器和显示模块；所述第二无线通讯模块、所述PM2.5传感器、所述显示模块分别与所述第二单片机相连；
所述第一电源模块用于为所述智能小车供电；所述第一单片机用作所述智能小车的控制中心；所述驱动模块用于实现所述智能小车的移动；所述红外反射传感器用于识别所述智能小车移动或停止的预设路径；所述第一无线通讯模块和所述第二无线通讯模块用于实现所述智能小车与所述空气质量监控设备之间的无线通信；所述第二单片机用作所述空气质量监控设备的控制中心；所述PM2.5传感器用于读取环境监控点处的微粒浓缩度值的模拟量；所述显示模块用于显示环境监控点处的PM2.5浓度值；
当在两个环境监控点A点和B点分别设置空气质量监控设备时；A点的空气质量监控设备检测到A点的PM2.5浓度值为D1后，将浓度值D1加上d1变为D11后将D11发送给所述智能小车；B点的空气质量监控设备检测到B点的PM2.5浓度值为D2后，将浓度值D2加上d2变为D22后将D22发送给所述智能小车；其中，d1≤D11≤Dmax+d1，d2≤D22≤Dmax+d2，且d2远大于Dmax+d1；环境监控点A点和B点处的空气质量监控设备产生的PM2.5浓度信号的频率是不同的；
所述智能小车在接收到环境监控点A点或B点发送的浓度值后，根据浓度值所处的值域范围确定接收到的浓度值是来自A点还是B点；当接收到的浓度值来自A点时，将接收到的浓度值减去d1还原为D1，当接收到浓度值来自B点时，将接收到的浓度值减去d2还原为D2；
当D1超过预设浓度值而D2未超过预设浓度值时，所述智能小车根据预设路径驶向环境监控点A点；当D2超过预设浓度值而D1未超过预设浓度值时，所述智能小车根据预设路径驶向环境监控点B点；当D1和D2均超过预设浓度值时，所述智能小车依次驶向环境监控点A点和环境监控点B点。
2.根据权利要求1所述的可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述空气质量监控设备设置在所述环境监控点处；
所述预设路径包括所述智能小车从起始点到所述环境监控点之间的移动路径和所述环境监控点处的停车标志。
3.根据权利要求2所述的可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述红外反射传感器中2路位于所述智能小车的前部底板中央位置，用于识别所述智能小车的移动路径，另外2路位于所述智能小车的前部底板两侧位置，用于识别所述环境监控点处的停车标志。
4.根据权利要求3所述的可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述移动路径的宽度与用于识别所述移动路径的2路所述红外反射传感器之间的距离相等；
所述停车标志位于所述移动路径的两侧，与用于识别所述停车标志的2路所述红外反射传感器在智能小车的前部底板上的位置对应；所述停车标志的宽度与所述智能小车的移动速度呈正相关。
5.根据权利要求2所述的可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述智能小车的预设路径是通过黑色材料铺设成的；
所述移动路径的走向根据所述空气质量监控设备所在位置设定；
所述停车标志位于所述空气质量监控设备处，所述停车标志设置为横向。
6.根据权利要求5所述的可移动的室内空气净化仪的控制方法，其特征在于，所述黑色材料为黑色胶布。
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