CN109521151A - 一种实现空气质量监测的人机交互装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现空气质量监测的人机交互装置及方法，包括人机交互串口屏1、甲醛传感器2、二氧化碳传感器3、PM2.5/PM10传感器4、异味传感器5；2‑5各个功能的传感器用于监测空气质量成分，并将数据反馈至人机交互串口屏，人机串口屏通过采集数据并分析过往数据，前台刷新空气质量数据并显示数据分析结果。本发明能够快速有效地检测空气质量中的各种参数，通过这些参数可以有效地判断当前空气质量。

Description

一种实现空气质量监测的人机交互装置及方法
技术领域
本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种人机交互系统的空气质量监测装置和方法。
背景技术
随着工业化的发展、社会活动的繁荣以及生活居室的繁华，空气污染日益严重，日常生活中，非常容易遭受如工业废气、汽车尾气、PM2.5不达标、雾霭等大气污染的侵害。因此一个空气质量检测装置成为日常必需品。
而目前的关于空气质量监测的系统无论是基于操作系统或是基于单片机开发的，其开发都比较复杂，难度比较大，成本也很高，同时显示部分大多为单色屏，缺乏人机交互。因此，在高成本、高难度的开发环境下所开发空气质量监测产品过于单一化和呆板，缺乏用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种人机交互系统的空气质量监测装置和方法，通过彩色人机交互串口屏和空气质量模块的结合实现可以具有完好的人机交互体验的空气质量监测产品，不仅保证了开发的简单化，同时保证产品不仅具有色彩度丰富的人机交互体验，此外，还可以及时对空气质量进行监测同时进行记录和分析，而非传统的只显示几个传感器数值，保证产品的个性化，增强用户体验。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种人机交互系统的空气质量监测装置，包括人机交互串口屏1、甲醛传感器2、二氧化碳传感器3、PM2.5/PM10传感器4、异味传感器5；
所述人机交互串口屏1，是具备显示和触控功能的串口屏，通过彩色TFT显示屏把人机交互的内容呈现出来；
所述甲醛传感器2，是检测空气质量中的甲醛浓度检测设备，用于检测空气中有害气体甲醛的浓度；
所述二氧化碳传感器3，是检测空气质量中的二氧化碳浓度检测设备，用于检测空气中二氧化碳的浓度；
所述PM2.5/PM10传感器4，为检测空气中PM2.5/PM10颗粒物的浓度，将PM2.5/PM10颗粒感器作为检测空气质量中的PM2.5/PM10颗粒测设备；
所述异味传感器5；为检测空气中其他有害气体异味的浓度，将异味感器作为检测空气质量中的异味浓度检测设备；
本发明的有益效果是：通过单一功能传感器作为空气质量监测的手段，及时向人机交互串口屏反馈空气当前质量，人机交互串口屏与四个空气质量监测传感器相连接进行数据交换；可以实现人机交互操作、传感器数值的显示以及通过各个传感器传回来的数值进行数据分析并对对用户发出提示以及提出建议。
进一步，所述甲醛传感器2通过115200bps波特率N81格式进行与人机交互串口屏的数据通信，可以高效安全地把甲醛传感器的数据传输到人机交互串口屏上。
进一步，所述二氧化碳传感器3通过115200bps波特率N81格式进行与人机交互串口屏的数据通信，可以高效安全地把二氧化碳传感器的数据传输到人机交互串口屏上。
进一步，所述PM2.5/PM10传感器4通过115200bps波特率N81格式进行与人机交互串口屏的数据通信，可以高效安全地把PM2.5/PM10传感器的数据传输到人机交互串口屏上。
进一步，所述异味传感器与人机交互串口屏通过115200bps波特率N81格式进行传输数据；可以高效安全地把异味传感器的数据传输到人机交互串口屏上。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述甲醛传感器采用DRAT WZ-S甲醛传感器；
进一步，所述二氧化碳传感器采用MG811传感器；
进一步，所述PM2.5/PM10传感器采用AM4100传感器；
进一步，所述异味传感器采用TMP-300E传感器；
采用上述进一步方案的有益效果是：这些传感器对于对应的空气质量监测更加准确和灵敏。
一种人机交互系统的空气质量监测的方法，包括以下步骤：
步骤1，初始化各个传感器模块和串口屏；
步骤2，采集各个传感器数据并分析过往数据；
步骤3，前台刷新空气质量数据并给出数据分析结果；
本发明的有益效果是：通过传感器对于空气质量数据的采集以及人机交互串口屏的结合，把反应空气质量的数据和人机操作结合了起来。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，当所述初始化各个传感器模块时，可以通过人机交互串口屏的复位指令把各个传感器模块均重新复位一次；
进一步，当所述采集各个传感器数据并分析过往数据时候，可以通过人机交互串口屏内置的大量FLASH空间来存储；
进一步，所说采集各个传感器数据时，可以通过人机交互串口屏进行数据的软件滤波算法来实现；
进一步，所述软件滤波可以采用平滑滤波的方法；
进一步，所述前台刷新空气质量数据可以采用人机交互串口屏的数据变量来实现；
采用上述进一步方案的有益效果是：能够通过算法实现数据的精准采集和处理，以及通过人机交互串口屏内置的强大功能实现数据的刷新和存储，实现了串口屏和各个传感器的紧密连接，实现了整个系统的运作。
本发明的一种人机交互系统的空气质量监测装置和方法，能够快速有效地检测空气质量中的各种参数，通过这些参数可以有效地判断当前空气质量。
附图说明
图1为本发明实施例中人机交互系空气质量监测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中人机交互系空气质量监测方法的流程示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、人机交互串口屏，2、甲醛传感器，3、二氧化碳传感器，4、PM2.5/PM10传感器，5、异味传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明人机交互系空气质量监测装置，包括人机交互串口屏1、甲醛传感器2、二氧化碳传感器3、PM2.5/PM10传感器4、异味传感器5；
所述人机交互串口屏1，是具备显示和触控功能的串口屏，通过彩色TFT显示屏把人机交互的内容呈现出来；
通过人机交串口屏1可以实现人机交互操作、传感器数值的显示以及通过各个传感器传回来的数值进行数据分析，并对用户提供参考建议和提醒；
人机交互串口屏1是具备串口通信功能，通过四组串口与四个空气质量监测传感器相连接进行数据交换；
所述甲醛传感器2，为检测空气中有害气体甲醛的浓度，将甲醛传感器作为检测空气质量中的甲醛浓度检测设备；
所述甲醛浓度按照mg/m3的单位来标称；通过mg/m3的单位能充分体现出甲醛的浓度的状况。
所述二氧化碳传感器3，为检测空气中二氧化碳的浓度，将二氧化碳感器作为检测空气质量中的二氧化碳浓度检测设备；
所述二氧化碳浓度按照mg/m3的单位来标称；通过mg/m3的单位能充分体现出甲醛的浓度的状况。
所述PM2.5/PM10传感器4，为检测空气中PM2.5/PM10颗粒物的浓度，将PM2.5/PM10颗粒感器作为检测空气质量中的PM2.5/PM10颗粒测设备；
所述PM2.5/PM10浓度按照ug/m3的单位来标称；通过ug/m3的单位能充分体现出甲醛的浓度的状况。
所述异味传感器5；为检测空气中其他有害气体异味的浓度，将异味传感器作为检测空气质量中的异味浓度检测设备；
所述异味传感器浓度按照高、中、低、差四个档位来标称，通过四个档位把异味分等级，通过四个等级划分空气质量中的异味强弱。
如图2所示，一种人机交互系空气质量监测方法，包括以下步骤：
步骤1，初始化各个传感器模块和串口屏；
步骤2，采集各个传感器数据并分析过往数据；
步骤3，前台刷新空气质量数据并给出数据分析结果；
当整个系统上电后或复位后，整个系统要对串口屏初始化，以保证串口屏运行的程序是从最初始的地址执行，同时串口屏初始化完毕后初始化各个传感器，保证各个传感器能够重新读取数据。
各个传感器返回来的数值都会被存储在人机交互串口屏中，通过跟以往数据的比较，滤波出当前实际的传感器数值，并且可以预判断后续的空气品质。
通过对传感器数值的处理和分析后，把前台显示的空气品质数值刷新并把分析的结果显示出来。
本发明的一种人机交互系空气质量监测的方法，能充分地把传感器采集回来的数据进行深度地分析，把空气品质和人机交互完美地结合在了一起。
本发明还提出了一种人机交互系空气质量监测的装置，用以实施上述的一种人机交互系空气质量监测的方法。上述一种人机交互系空气质量监测方法部分的说明均适用于本发明的人机交互系统后台开发装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)

1.一种实现空气质量监测的人机交互装置，其特征在于，包括人机交互串口屏1、甲醛传感器2、二氧化碳传感器3、PM2.5/PM10传感器4、异味传感器5；
所述人机交互串口屏1，是具备显示和触控功能的串口屏，通过彩色TFT显示屏把人机交互的内容呈现出来；
所述甲醛传感器2，是检测空气质量中的甲醛浓度检测设备，用于检测空气中有害气体甲醛的浓度；
所述二氧化碳传感器3，是检测空气质量中的二氧化碳浓度检测设备，用于检测空气中二氧化碳的浓度；
所述PM2.5/PM10传感器4，为检测空气中PM2.5/PM10颗粒物的浓度，将PM2.5/PM10颗粒感器作为检测空气质量中的PM2.5/PM10颗粒测设备；
所述异味传感器5；为检测空气中其他有害气体异味的浓度，将异味感器作为检测空气质量中的异味浓度检测设备。
2.根据权利要求1所述的实现空气质量监测的人机交互装置，其特征在于：所述甲醛传感器2、所述二氧化碳传感器3、所述PM2.5/PM10传感器4、所述异味传感器5通过115200bps波特率N81格式进行与人机交互串口屏的数据通信，可以高效安全地把甲醛传感器的数据、二氧化碳传感器的数据、PM2.5/PM10传感器的数据、异味传感器的数据传输到人机交互串口屏上。
3.根据权利要求1所述的实现空气质量监测的人机交互装置，其特征在于：所述甲醛传感器采用DRAT WZ-S甲醛传感器；所述二氧化碳传感器采用MG811传感器；所述PM2.5/PM10传感器采用AM4100传感器；所述异味传感器采用TMP-300E传感器。
4.一种实现空气质量监测的人机交互方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，初始化各个传感器模块和串口屏；步骤2，采集各个传感器数据并分析过往数据；步骤3，前台刷新空气质量数据并给出数据分析结果。
5.根据权利要求4所述的实现空气质量监测的人机交互方法，其特征在于：当所述初始化各个传感器模块时，可以通过人机交互串口屏的复位指令把各个传感器模块均重新复位一次。
6.根据权利要求4所述的实现空气质量监测的人机交互方法，其特征在于：当所述采集各个传感器数据并分析过往数据时候，可以通过人机交互串口屏内置的大量FLASH空间来存储。
7.根据权利要求4所述的实现空气质量监测的人机交互方法，其特征在于：所说采集各个传感器数据时，可以通过人机交互串口屏进行数据的软件滤波算法来实现；所述软件滤波可以采用平滑滤波的方法。
8.根据权利要求4所述的实现空气质量监测的人机交互方法，其特征在于：所述前台刷新空气质量数据可以采用人机交互串口屏的数据变量来实现。
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