CN109028479A - 一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法 - Google Patents

一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法，所述室内空气质量自动调节系统包括：云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中所述空气质量检测装置位于室内，且适于采集室内各项空气指标数据，并通过空气质量检测装置的通讯模块发送至云服务器；所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；本发明的室内空气质量自动调节系统能够在室内有人时，自动调节室内空气质量，确保人员处于健康的环境之中；本发明的室内空气质量自动调节系统可操作性强，维护方便。

Description

一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及家居控制领域，具体涉及一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法。
背景技术
随着社会的进步，人们对室内居住环境的要求越来越高，比如使用空调调节室内温度、使用空气净化器净化室内空气等，目前新风设备在家居领域的使用也逐渐普及，为了提高人们的生活品质，给人们提供一个健康的室内环境，本发明设计了一种室内空气质量自动调节系统，将红外探测技术、室内环境监测技术、物联网技术和空气净化技术等结合起来，在室内有人的情况下，开启室内空气调节设备，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，能科学降低能耗和净化室内空气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室内空气质量自动调节系统及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内空气质量自动调节系统，包括：云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
进一步，所述通讯模块包括双频全向天线阵列，且所述双频全向天线阵列包括：正六边形的反射地板和竖立在该反射地板上且中心对称设置的三对双频辐射单元组；其中所述反射地板上还设有与各双频辐射单元一一对应的金属导过孔；辐射传输线分别穿过各金属导过孔后，与相应的双频辐射单元的馈电点电连接；以及所述三对双频辐射单元组构成双频全向天线阵列。
进一步，每对中心对称的双频辐射单元组具有偶数个介质基板，且各介质基板的外表面覆盖有弯折辐射贴片部；所述弯折辐射贴片部包括：回形弯折辐射结构、U形弯折辐射结构、连接部和匹配单元；其中所述回形弯折辐射结构的一端与U形弯折辐射结构的一端连接；所述U形弯折辐射结构的另一端与连接部的一端相连接；所述连接部的另一端与辐射传输线电连接；以及所述匹配单元设置在连接部的两侧。
进一步，所述反射地板为金属地板；所述辐射传输线为同轴传输线，且同轴传输线的外导体与金属地板连接，其内导体穿过金属导过孔后与双频辐射单元的馈电点电连接。
进一步，所述双频辐射单元的介质基板为正方形；各介质基板在反射地板上的投影与正六边形的相应边长平行；以及相邻的两双频辐射单元的介质基板在反射地板上的投影形成的钝角为120°。
进一步，所述双频辐射单元包括一个介质基板，即每对双频辐射单元组的介质基板个数为两个，且该两个介质基板关于反射地板的中心对称。
进一步，所述双频辐射单元包括两个互相平行且成列排列的介质基板，即每对双频辐射单元组的介质基板个数为四个。
进一步，所述双频辐射单元包括两个互相平行且成行排列的介质基板，即每对双频辐射单元组的介质基板个数为四个；以及每个双频辐射单元中的两个介质基板的大小相同。
进一步，所述反射地板和双频辐射单元均为PCB板；各双频辐射单元之间的隔离度为10~20dB；以及所述双频全向天线阵列的天线低频为790~894MHz，其天线高频为1710~2690MHz。
又一方面，本发明还提供了一种室内空气质量自动调节系统的工作方法，包括：云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，本发明的室内空气质量自动调节系统能够在室内有人时，自动调节室内空气质量，确保人员处于健康的环境之中；本发明的室内空气质量自动调节系统可操作性强，维护方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明室内空气质量自动调节系统的原理框图；
图2是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的第一种实施方式）；
图3是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的弯折辐射贴片部的结构示意图；
图4是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的另一种实施方式）；
图5是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的第三种实施方式）。
其中：
反射地板10；反射地板11；反射地板12；双频辐射单元20；双频辐射单元21；双频辐射单元22；金属导过孔30；金属导过孔31；金属导过孔32；回形弯折辐射结构41；U形弯折辐射结构51；连接部61；匹配单元71。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明室内空气质量自动调节系统的原理框图。
如图1所示，本实施例1提供了一种室内空气质量自动调节系统，包括：云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
具体的，所述空气指标检测传感器包括：温度传感器、CO2检测传感器和PM2.5检测传感器；所述终端设备包括：位于室内的空调、空气净化器和新风设备；当温度传感器检测到室内温度低于阈值范围时，所述云服务器控制空调开始制热，当温度传感器检测到室内温度高于阈值范围时，所述云服务器控制空调开始制冷；当CO2检测传感器检测到室内CO2浓度超出阈值范围时，所述云服务器控制新风设备启动；当PM2.5检测传感器检测到室内PM2.5浓度超出阈值范围时，所述云服务器控制空气净化器启动；所述监控终端例如但不限于为手机、iPad。
本实施例的室内空气质量自动调节系统能够实现在室内有人时，自动调节室内空气质量，确保人员处于健康的环境之中；且本实施例的室内空气质量自动调节系统可操作性强，维护方便。
进一步，为了确保各空气指标及时精准地发送至云服务器，提高室内空气质量自动调节系统的调节效率和调节精度，对本室内空气质量自动调节系统的通讯模块做出改进。
图2是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的第一种实施方式）。
如图2所示，所述通讯模块包括双频全向天线阵列，且所述双频全向天线阵列包括：正六边形的反射地板10和竖立在该反射地板10上且中心对称设置的三对双频辐射单元组；其中所述反射地板10上还设有与各双频辐射单元2一一对应的金属导过孔30；辐射传输线分别穿过各金属导过孔30后，与相应的双频辐射单元20的馈电点电连接；以及所述三对双频辐射单元组构成双频全向天线阵列。
具体的，将反射地板10均匀分成六个部分；双频辐射单元2共有6个，并分别竖立在反射地板10上的六个部分，各双频辐射单元2分别靠近反射地板10相应的边长设置，每两个相对于反射地板10中心对称的双频辐射单元2构成一对双频辐射单元组。
图3是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的弯折辐射贴片部的结构示意图。
每对中心对称的双频辐射单元组具有偶数个介质基板，且各介质基板的外表面覆盖有弯折辐射贴片部；如图3所示，所述弯折辐射贴片部包括：回形弯折辐射结构41、U形弯折辐射结构51、连接部61和匹配单元71；其中所述回形弯折辐射结构41的一端与U形弯折辐射结构51的一端连接；所述U形弯折辐射结构51的另一端与连接部61的一端相连接；所述连接部61的另一端与辐射传输线电连接；以及所述匹配单元71设置在连接部61的两侧。
所述反射地板10为金属地板；所述辐射传输线为同轴传输线，且同轴传输线的外导体与金属地板连接，其内导体穿过金属导过孔后与双频辐射单元的馈电点电连接。
所述双频辐射单元2的介质基板为正方形；各介质基板在反射地板10上的投影与正六边形的相应边长平行；以及相邻的两双频辐射单元的介质基板在反射地板10上的投影形成的钝角为120°。
作为双频辐射单元2的第一种实施方式，所述双频辐射单元2包括一个介质基板20，即每对双频辐射单元组的介质基板20个数为两个，且该两个介质基板20关于反射地板10的中心对称。
图4是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的另一种实施方式）。
如图4所示，作为双频辐射单元2的另一种实施方式，所述双频辐射单元2包括两个互相平行且成列排列的介质基板21，即每对双频辐射单元组的介质基板21个数为四个。
图5是本发明室内空气质量自动调节系统的双频全向天线阵列的结构示意图（对应双频辐射单元的第三种实施方式）。
如图5所示，作为双频辐射单元2的第三种实施方式，所述双频辐射单元2包括两个互相平行且成行排列的介质基板22，即每对双频辐射单元组的介质基板22个数为四个；以及每个双频辐射单元2中的两个介质基板22的大小相同。
所述反射地板10和双频辐射单元2均为PCB板；各双频辐射单元2之间的隔离度为10~20dB。
本双频全向天线阵列的天线低频为790~894MHz，天线高频为1710~2690MHz，具体的天线指标如下表所示：
根据上表可知，本双频全向天线阵列，天线低频为790~894MHz，天线驻波比VSWR<2，同时效率可以做到55%以上；天线高频为1710~2690MHz，天线驻波比VSWR<2.5，同时效率可以做到60%左右；即可以很好地满足双频3G、4G网络需求，并具有较高的效率。
根据天线的隔离度测试可知，天线隔离在790～894MHz时，大于7dB；在1710～2690MHz时，大于12dB；对角或平行天线隔离度大于15dB；即在多个频段均具有较高的dB值。
总体而言，本双频全向天线阵列，依照特定方式设置，通过设置反射地板以及竖立在反射地板上的三对双频辐射单元组平行构成双频全向天线阵列；每对双频辐射单元组包括多个介质基板，且在介质基板上设有双频的弯折辐射贴片部；进一步，所述弯折辐射贴片部设置了回形弯折结构和U弯折结构设计，使得天线能够更好的合理设置，形成多频全向天线阵列，并通过简单的馈电设置，使天线结构具有频带宽、加工容易、成本低等特点，满足双频3G/4G网络需求，获得了足够的天线增益又大大降低了能耗。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种室内空气质量自动调节系统的工作方法，包括：云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
具体的，本实施例所述的室内空气质量自动调节系统的工作原理、工作方法以及工作过程与实施例1中的室内空气质量自动调节系统相同，此处不再赘述。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，包括：
云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中
所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；
当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；
所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及
所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
2.根据权利要求1所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述通讯模块包括双频全向天线阵列，且所述双频全向天线阵列包括：
正六边形的反射地板和竖立在该反射地板上且中心对称设置的三对双频辐射单元组；其中
所述反射地板上还设有与各双频辐射单元一一对应的金属导过孔；
辐射传输线分别穿过各金属导过孔后，与相应的双频辐射单元的馈电点电连接；以及
所述三对双频辐射单元组构成双频全向天线阵列。
3.根据权利要求2所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
每对中心对称的双频辐射单元组具有偶数个介质基板，且各介质基板的外表面覆盖有弯折辐射贴片部；
所述弯折辐射贴片部包括：
回形弯折辐射结构、U形弯折辐射结构、连接部和匹配单元；其中
所述回形弯折辐射结构的一端与U形弯折辐射结构的一端连接；
所述U形弯折辐射结构的另一端与连接部的一端相连接；
所述连接部的另一端与辐射传输线电连接；以及
所述匹配单元设置在连接部的两侧。
4.根据权利要求3所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述反射地板为金属地板；
所述辐射传输线为同轴传输线，且同轴传输线的外导体与金属地板连接，其内导体穿过金属导过孔后与双频辐射单元的馈电点电连接。
5.根据权利要求4所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述双频辐射单元的介质基板为正方形；
各介质基板在反射地板上的投影与正六边形的相应边长平行；以及
相邻的两双频辐射单元的介质基板在反射地板上的投影形成的钝角为120°。
6.根据权利要求5所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述双频辐射单元包括一个介质基板，即
每对双频辐射单元组的介质基板个数为两个，且该两个介质基板关于反射地板的中心对称。
7.根据权利要求5所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述双频辐射单元包括两个互相平行且成列排列的介质基板，即每对双频辐射单元组的介质基板个数为四个。
8.根据权利要求5所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述双频辐射单元包括两个互相平行且成行排列的介质基板，即每对双频辐射单元组的介质基板个数为四个；以及
每个双频辐射单元中的两个介质基板的大小相同。
9.根据权利要求4所述的室内空气质量自动调节系统，其特征在于，
所述反射地板和双频辐射单元均为PCB板；
各双频辐射单元之间的隔离度为10~20dB；以及
所述双频全向天线阵列的天线低频为790~894MHz，其天线高频为1710~2690MHz。
10.一种室内空气质量自动调节系统的工作方法，其特征在于，包括：
云服务器，与该云服务器相连的空气质量检测装置、终端设备和监控终端；其中
所述空气质量检测装置位于室内，且包括处理器模块，与该处理器模块相连的红外传感器、若干空气指标检测传感器和通讯模块；
当红外传感器检测到室内有人时，各空气指标检测传感器采集相应的空气指标数据，并通过通讯模块发送至云服务器；
所述云服务器存储有各空气指标数据对应的阈值范围，当任一空气指标超出相应阈值范围，所述云服务器控制相应的终端设备启动，以调节室内空气质量；以及
所述云服务器同时将各项空气指标数据和终端设备启动情况发送至监控终端。
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