CN108800367A - 一种净化空气的节能型新风系统及其净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种净化空气的节能型新风系统及其净化方法，包括安装在室外的空调机组、空气净化器机组、加湿器机组以及安装在室内室外的传感器单元，传感器单元、空调机组、空气净化器机组、加湿器机组均与主机部分无线连接，所述主机部分与监控终端无线连接。本发明通过传感器采集室内与室外的粉尘污染度、空气清新度环境参数，并将室内和室外环境参数对比判断，进而控制空调、空气净化器的不同工作模式，使得室内控制质量保持在较佳状态。同时，通过空气净化器结合用户评价、控制器来控制精油的蒸发，实现室内空气更好地净化。最后，基于传感器检测的环境参数，来控制空调、空气净化器、加湿器的出风口角度，达到室内新风的平衡。

Description

一种净化空气的节能型新风系统及其净化方法

技术领域：

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种净化空气的节能型新风系统及其净化方法。

背景技术：

目前，空调的使用越来越普遍。空调在公共场所和家庭中越来越频繁地使用。在使用中，需要关闭门窗以避免室内空气与室外空气之间的对流，并降低空调的制冷或制热效果。这在房间里创造了一个相对封闭的空间。室内人员呼出的二氧化碳不能排出，氧气不能及时补充。另一方面，空调不能起到有效的交换空气作用，当室外空气比室内清新时，空调也无法将清新的室外空气引入室内，空调对室内空气的净化作用有限，不干净的空调滤网又会将细菌等污染不断在室内散播。夏季户外气温较高，空调频繁使用，人们长时间处于空调和开放环境。室内空气质量差；冬季是寒冷的高发季节，人们长时间关闭门窗，导致室内空气不流通，容易滋生细菌和病毒。

若使用空气净化器，其只能保持室内空气质量的稳定，无法在室外空气质量较好时引入室外空气，这就造成了空气净化成本的提升。同时用户想要空气特定香味时，只能在空气净化器中加入精油，空气净化器不能维持室内香味的浓度，浓度过高会使人不适应，浓度过低无法使人闻到香味。

综上空调与空气净化器都不能实现智能、节能地净化室内空气，也不能保持室内空气香味浓度，更不能让用户选择香味的种类，甚至调节香味的浓度。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种净化空气的节能型新风系统及其净化方法，以解决现有技术的不足。

本发明由如下技术方案实施：一种净化空气的节能型新风系统，包括安装在室外的空调机组、空气净化器机组、加湿器机组以及安装在室内室外的传感器单元，所述传感器单元、空调机组、空气净化器机组、加湿器机组均与主机部分无线连接，所述主机部分与监控终端无线连接。

优选的，所述传感器单元包括温湿度传感器、甲醛浓度传感器、TVOC浓度传感器、粉尘颗粒传感器与香味种类传感器。

优选的，所述主机部分为单片机、ARM处理器或者PC机任意一种。

优选的，所述监控终端为PC机或者手机。

优选的，所述传感器单元、空调机组、空气净化器机组、加湿器机组通过Zigbee、NB-IoT、Lora任意一种无线通信网与主机部分无线连接。

优选的，所述主机部分与监控终端通过蓝牙、WiFi或者GPRS无线连接。

一种净化空气的节能型新风系统净化方法，包括以下步骤：

步骤1、粉尘颗粒传感器检测室外和室内的粉尘污染程度，甲醛浓度传感器、TVOC浓度传感器检测室外和室内的空气清新度，温湿度传感器检测室内的温湿度；

步骤2、当室外空气粉尘污染较室内大时，主机控制空调机组运行在普通模式下；当室外空气粉尘污染较室内小时，主机控制空调机组运行在进风模式下；当室外空气较室内清新时，主机控制空气净化器机组仅用于蒸发精油；当室外空气不比室内清新时，主机控制空气净化器机组运行在净化空气+蒸发精油模式下；当室内空气干燥时，主机控制加湿器机组工作在加湿模式；

步骤3、主机根据室内室外各角落的传感器节点采集的环境数据，使用边缘计算技术，计算并控制空调、加湿器和空气净化器出风口的角度达到室内新风平衡。

优选的，所述空气净化器机组运行在蒸发精油模式下具体为：空气净化器有共N种精油，每种精油都有单独的通道进行蒸发，使用8位微控制器控制，可以实现N通道8位PWM输出，实现每种精油0-255级蒸发强度，其中0级即不蒸发，其蒸发实现方法为：

步骤21、先将用户选择的N种精油以相同的强度依次单独蒸发，由用户操作主机部分对香味的满意程度、浓度进行评分；

步骤22、主机部分控制器根据用户感知的浓度评分，对每种精油蒸发强度对应关系进行校准，并记录下对每种精油的满意程度。

优选的，所述步骤21具体实现方法为：

主机部分控制器对2种到N种精油根据校准过后蒸发强度同时进行蒸发，由用户对香味的满意程度进行评分；

主机部分控制器使用人工神经网络进行分析，得出用户最喜好的多种不同浓度精油的组合，并保存下。

优选的，所述步骤3具体实现方法为：

DHT11型温湿度传感器、ZE08-CH2O型甲醛浓度传感器、CCS811型TVOC浓度传感器、GP2Y1010AU0F型粉尘颗粒传感器与香味种类传感器采集数据后发送给主机部分，主机部分对采集数据各自存储、分析并与设定值比对，主机部分分析处理得出最利于改善本传感节点空气参数的空调机组、加湿器机组和空气净化器机组出风口的角度，由误差最大的节点仲裁后将数据发送到空调机组、加湿器机组和空气净化器，循环往复地使用边缘计算技术，达到室内新风的均衡。

本发明的优点：本发明基于传感器技术、无线通信技术、智能控制技术于一体，通过传感器采集室内与室外的粉尘污染度、空气清新度环境参数，并将室内和室外环境参数对比判断，进而控制空调、空气净化器的不同工作模式，使得室内空气质量保持在较佳状态。同时，通过空气净化器结合用户评价、控制器人工神经网络技术来控制精油的蒸发，实现室内空气更好地净化。最后，基于传感器检测的环境参数，通过边缘计算技术，来控制空调、空气净化器、加湿器的出风口角度，达到室内新风的平衡。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种净化空气的节能型新风系统，包括安装在室外的空调机组5、空气净化器机组6、加湿器机组3以及安装在室内室外的传感器单元2，传感器单元2、空调机组5、空气净化器机组6、加湿器机组3均与主机部分1无线连接，主机部分1与监控终端4无线连接。

本实施例中，传感器单元2包括DHT11型温湿度传感器、ZE08-CH2O型甲醛浓度传感器、CCS811型TVOC浓度传感器、GP2Y1010AU0F型粉尘颗粒传感器与香味种类传感器，其中香味种类传感器为气味传感器或者电子鼻。

本实施例中，主机部分1为AVR ATmega328单片机、STM32F103 ARM处理器或者PC机任意一种。

本实施例中，监控终端4为PC机或者手机。

本实施例中，传感器单元2、空调机组5、空气净化器机组6、加湿器机组3通过ZigBee、NB-IoT、Lora任意一种无线通信网与主机部分1无线连接。其中ZigBee模块型号为CC2630、NB-IoT模块型号为NB73、Lora模块型号为SX1278。

本实施例中，主机部分1与监控终端4通过蓝牙、WiFi或者GPRS无线连接，其中蓝牙模块型号为CC2640。

一种净化空气的节能型新风系统净化方法，包括以下步骤：

步骤1、粉尘颗粒传感器检测室外和室内的粉尘污染程度，甲醛浓度传感器、TVOC浓度传感器检测室外和室内的空气清新度，温湿度传感器检测室内的温湿度；

步骤2、当室外空气粉尘污染较室内大时，主机控制空调机组运行在普通模式下；当室外空气粉尘污染较室内小时，主机控制空调机组运行在进风模式下；当室外空气较室内清新时，主机控制空气净化器机组仅用于蒸发精油；当室外空气不比室内清新时，主机控制空气净化器机组运行在净化空气+蒸发精油模式下；当室内空气干燥时，主机控制加湿器机组工作在加湿模式；

步骤3、主机根据室内室外各角落的传感器节点采集的环境数据，使用边缘计算技术，计算并控制空调、加湿器和空气净化器出风口的角度达到室内新风平衡。

本实施例中，空气净化器机组运行在蒸发精油模式下具体为：空气净化器有共N种精油，每种精油都有单独的通道进行蒸发，使用8位微控制器控制，可以实现N通道8位PWM输出，实现每种精油0-255级蒸发强度，其中0级即不蒸发，其蒸发实现方法为：

步骤21、先将用户选择的N种精油以相同的强度依次单独蒸发，由用户操作主机部分对香味的满意程度、浓度进行评分人对不同气味的感知程度不同，即使每种精油以相同强度蒸发，人感知的浓度各不相同；

步骤22、主机部分控制器根据用户感知的浓度评分，对每种精油蒸发强度对应关系进行校准，并记录下对每种精油的满意程度。

本实施例中，步骤21具体实现方法为：

主机部分控制器对2种到N种精油根据校准过后蒸发强度同时进行蒸发，由用户对香味的满意程度进行评分；主机部分控制器使用人工神经网络进行分析，得出用户最喜好的多种不同浓度精油的组合，并保存下。当另一用户单独使用，重复以上过程。当多位用户同时使用，控制器对多位用户的喜好进行分析，计算出能让多位用户同时满意的多种不同浓度精油的组合。

本实施例中，步骤3具体实现方法为：

DHT11型温湿度传感器、ZE08-CH2O型甲醛浓度传感器、CCS811型TVOC浓度传感器、GP2Y1010AU0F型粉尘颗粒传感器与香味种类传感器采集数据后发送给主机部分，主机部分对采集数据各自存储、分析并与设定值比对，主机部分分析处理得出最利于改善本传感节点空气参数的空调机组、加湿器机组和空气净化器机组出风口的角度，由误差最大的节点仲裁后将数据发送到空调机组、加湿器机组和空气净化器，循环往复地使用边缘计算技术，达到室内新风的均衡。

本发明基于传感器技术、无线通信技术、智能控制技术于一体，通过传感器采集室内与室外的粉尘污染度、空气清新度环境参数，并将室内和室外环境参数对比判断，进而控制空调、空气净化器的不同工作模式，使得室内空气质量保持在较佳状态。同时，通过空气净化器结合用户评价、控制器人工神经网络技术来控制精油的蒸发，实现室内空气更好地净化。最后，基于传感器检测的环境参数，通过边缘计算技术，来控制空调、空气净化器、加湿器的出风口角度，达到室内新风的平衡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，包括安装在室外的空调机组(5)、空气净化器机组(6)、加湿器机组(3)以及安装在室内室外的传感器单元(2)，所述传感器单元(2)、空调机组(5)、空气净化器机组(6)、加湿器机组(3)均与主机部分(1)无线连接，所述主机部分(1)与监控终端(4)无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，所述传感器单元(2)包括DHT11型温湿度传感器、ZE08-CH2O型甲醛浓度传感器、CCS811型TVOC浓度传感器、GP2Y1010AU0F型粉尘颗粒传感器与香味种类传感器。

3.根据权利要求1所述的一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，所述主机部分(1)为AVR ATmega328单片机、STM32F103 ARM处理器或者PC机任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，所述监控终端(4)为PC机或者手机。

5.根据权利要求1所述的一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，所述传感器单元(2)、空调机组(5)、空气净化器机组(6)、加湿器机组(3)通过ZigBee、NB-IoT、Lora任意一种无线通信网与主机部分(1)无线连接。

6.根据权利要求1所述的一种净化空气的节能型新风系统，其特征在于，所述主机部分(1)与监控终端(4)通过蓝牙、WiFi或者GPRS无线连接。

7.一种净化空气的节能型新风系统净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、粉尘颗粒传感器检测室外和室内的粉尘污染程度，甲醛浓度传感器、TVOC浓度传感器检测室外和室内的空气清新度，温湿度传感器检测室内的温湿度；

步骤2、当室外空气粉尘污染较室内大时，主机控制空调机组运行在普通模式下；当室外空气粉尘污染较室内小时，主机控制空调机组运行在进风模式下；当室外空气较室内清新时，主机控制空气净化器机组仅用于蒸发精油；当室外空气不比室内清新时，主机控制空气净化器机组运行在净化空气+蒸发精油模式下；当室内空气干燥时，主机控制加湿器机组工作在加湿模式；

步骤3、主机根据室内室外各角落的传感器节点采集的环境数据，使用边缘计算技术，计算并控制空调、加湿器和空气净化器出风口的角度达到室内新风平衡。

8.根据权利要求7所述的一种净化空气的节能型新风系统净化方法，其特征在于，所述空气净化器机组运行在蒸发精油模式下具体为：空气净化器有共N种精油，每种精油都有单独的通道进行蒸发，使用8位微控制器控制，可以实现N通道8位PWM输出，实现每种精油0-255级蒸发强度，其中0级即不蒸发，其蒸发实现方法为：

步骤21、先将用户选择的N种精油以相同的强度依次单独蒸发，由用户操作主机部分对香味的满意程度、浓度进行评分；

步骤22、主机部分控制器根据用户感知的浓度评分，对每种精油蒸发强度对应关系进行校准，并记录下对每种精油的满意程度。

9.根据权利要求8所述的一种净化空气的节能型新风系统净化方法，其特征在于，所述步骤21具体实现方法为：

主机部分控制器对2种到N种精油根据校准过后蒸发强度同时进行蒸发，由用户对香味的满意程度进行评分；

主机部分控制器使用人工神经网络进行分析，得出用户最喜好的多种不同浓度精油的组合，并保存下。

10.根据权利要求7所述的一种净化空气的节能型新风系统净化方法，其特征在于，所述步骤3具体实现方法为：

DHT11型温湿度传感器、ZE08-CH2O型甲醛浓度传感器、CCS811型TVOC浓度传感器、GP2Y1010AU0F型粉尘颗粒传感器与香味种类传感器采集数据后发送给主机部分，主机部分对采集数据各自存储、分析并与设定值比对，主机部分分析处理得出最利于改善本传感节点空气参数的空调机组、加湿器机组和空气净化器机组出风口的角度，由误差最大的节点仲裁后将数据发送到空调机组、加湿器机组和空气净化器，循环往复地使用边缘计算技术，达到室内新风的均衡。