CN111228557A - 一种基于人工智能的物理和化学双重消毒杀菌系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统及其方法，包括：AI云平台；实时采集当前环境数据并发送至控制器的数据采集模块；存储接收到的环境数据，通过网络通信模块将环境数据传输至AI云平台的智能控制器；分别与智能控制器、AI云平台进行通信的网络通信模块；以及通过AI云平台进行信息交互，用以实时接收控制信息实现对其控制的物理消杀设备和化学消杀设备。热网光氢离子消杀装置和次氯酸雾化喷淋雾化装置，物理和化学消杀两者完美结合相互补充，基本上能够做到病毒和细菌的杀灭率99.999％。
Description
技术领域
本申请涉及智能控制系统技术领域，具体而言，涉及一种基于人工智能的物理和化学双重消毒杀菌系统及其方法。
背景技术
新冠肺炎可由以下途径传播，1.直接传播：患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，呼出气体近距离接触直接吸入，可以导致感染；2.气溶胶传播：飞沫在空气悬浮过程中失去水分而剩下的蛋白质和病原体组成的核，形成飞沫核，可以通过气溶胶的形式漂浮至远处，造成远距离的传播；3.接触传播：飞沫沉积在物品表面，接触污染手后，再接触口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，导致感染。
目前现有的防疫消杀方法大部分是传统的人工消杀，使用消杀喷壶，农用喷洒设备，保洁员搽抹，雾化设备进行喷杀，或者单一途径消杀，在当下以为大数据、云计算、人工智能化时代显得更为落后。人工缺少可靠的实时监督，存在非常大的随意性有时候甚至忘记，同时存在卫生死角，不仅浪费人工、效率低下，不能够监测特定空间空气的质量，比如:PM2.5，TVOC等，最重要的是，还增加了感染病毒的可能,给社会的稳定发展带来了潜在的不稳定因素。
专利文献CN201811219059.4公开了一种电机厂多功能物联云空气净化管理系统及其控制方法，包括净化消毒终端系统、IoT物联系统、智能监控系统。所述净化消毒终端系统能够实现对医院空气质量参数的采集、对空气进行净化消毒；所述IoT物联系统能够接收并处理来自净化消毒终端系统的空气质量数据并实现净化消毒终端系统和智能监控系统的数据指令通讯；所述智能监控系统能够实现对空气质量数据的实时采集、上传及显示与对净化消毒终端系统的远程控制。本发明对实现电机厂中空气质量实时监控及净化消毒提供了可行性。该方案采用智能方案进行消毒，但是其并不能用来对空气中的病毒进行消杀。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种基于人工智能的物理和化学双重消杀系统及其方法，以解决相关技术中效率低下、消毒不彻底的问题。
为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种基于人工智能的物理和化学双重消杀系统。
根据本申请的人工智能的物理和化学双重消杀系统，包括：AI云平台；实时采集当前环境数据并发送至控制器的数据采集模块；存储接收到的环境数据，通过网络通信模块将环境数据传输至AI云平台的智能控制器；分别与智能控制器、AI云平台进行通信的网络通信模块；以及通过AI云平台进行信息交互，用以实时接收控制信息实现对其控制的物理消杀设备和化学消杀设备。
优选地，所述化学消杀设备包括气罐、喷淋雾化控制箱、储液罐、次氯酸生成设备，所述气罐与所述喷淋雾化控制箱之间连接有泵，所述泵与所述储液罐连接，所述储液罐与所述次氯酸生成设备连接。
优选地，还包括新风机组，所述新风机组与所述化学消杀设备通过风道连接。
优选地，所述物理消杀设备包括高温双波紫外消杀装置和光氢离子消杀装置。
优选地，所述数据采集模块包括CO2浓度传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、甲醛传感器、氧气传感器、臭氧传感器、异步磁珠转动传感器、尘埃粒子计数器传感器、浮游菌微生物传感器中的一种或数种。
优选地，所述网络通信模块采用无线网络通信模块。
优选地，所述网络通信模块采用nb-iot通信模块、4G模块或者5G模块。
第二方面，本申请还提供了一种基于人工智能的物理和化学双重消杀方法，包括以下步骤：S1、采用权利要求1-7中任意一消杀系统中的数据采集模块对周围环境的空气质量数据进行采集；S2、数据采集模块将采集的数据上传至AI云平台，AI云平台对数据进行处理分析，根据数据特征建模计算各影响因素权重；S3、根据不同的影响因素权重输出不同的消杀模块参数，从而控制物理消杀设备和化学消杀设备实施联合消杀作业；S4、采集新的周围空气质量数据进行检测，当空气质量数据不达标时，消杀模块会再次启动物理消杀设备和化学消杀设备，使其循环往复作业，直到空气质量数据达到标准。
优选地，S1步骤中所采集到的空气质量数据包括空间位置、空间大小、优先级、时间段、温度、湿度、CO2浓度、PM2.5、TVOC数据。
优选地，S3步骤中所提到的物理消杀设备采用254nm紫外线加185nm真空紫外线的双波段组合照射消毒，物理消杀设备的温度设置在50-70℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.热网光氢离子消杀装置和次氯酸雾化喷淋雾化装置，物理和化学消杀两者完美结合相互补充，基本上能够做到病毒和细菌的杀灭率99.999％。
2.智能终端设备加上嵌入式智能化控制程序，同时连接控制中心节能云平台，可以分等级、分区域、分时段管控，做到网络化、智能化、数字化、精细化管理；根据已有数据和采集数据进行分析判断，自动进行消杀组合方法的选择。同时，还可与视频监控系统联动做到文字、图片、视频联动监测。
3.智能终端设备支持连接多种类型的传感器，能够监测二氧化碳浓度、PM2.5，TVOC、等环境有害物质或气体。同时连接AI云平台，建立AI消杀数学模型，不断迭代循环学习进化，做到越来越智能防疫消杀管控。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的一种基于人工智能的物理和化学双重消毒杀菌系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本发明公开了一种基于人工智能的物理和化学双重消毒杀菌系统，包括AI云平台；实时采集当前环境数据并发送至控制器的数据采集模块6；存储接收到的环境数据，通过网络通信模块将环境数据传输至AI云平台的智能控制器3；分别与智能控制器3、AI云平台进行通信的网络通信模块；以及通过AI云平台进行信息交互，用以实时接收控制信息实现对其控制的物理消杀设备和化学消杀设备。
所述AI平台与所述智能控制器通过网络通信模块连接，所述智能控制器与所述数据采集模块连接，所述物理消杀设备和化学消杀设备与所述智能控制器连接。
在本实施例中，所述化学消杀设备包括气罐10、喷淋雾化控制箱12、储液罐13、次氯酸生成设备14，所述气罐10与所述喷淋雾化控制箱12之间连接有泵11，所述泵11与所述储液罐13连接，所述储液罐13与所述次氯酸生成设备14连接，所述气罐10上设有阀16。
在本实施例中，还包括新风机组4，所述新风机组4与所述化学消杀设备通过风道9连接。
在本实施例中，还包括抽风式排风扇15，所述抽风式排风扇15与所述风道9连接。
在本实施例中，所述物理消杀设备包括高温双波紫外消杀装置8、光氢离子消杀装置7。
在本实施例中，所述数据采集模块6包括CO2浓度传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、甲醛传感器、氧气传感器、臭氧传感器、异步磁珠转动传感器、尘埃粒子计数器传感器、浮游菌微生物传感器中的一种或数种。
在本实施例中，所述网络通信模块采用nb-iot通信模块、4G模块或者5G模块。
在本实施例中，所述数据采集模块的型号为YY-PY-100。网络通信模块的型号为HX-NET-100。
第二方面，本申请还提供了一种基于人工智能的物理和化学双重消杀方法，包括以下步骤：S1、采用权利要求1-7中任意一消杀系统中的数据采集模块对周围环境的空气质量数据进行采集；S2、数据采集模块将采集的数据上传至AI云平台，AI云平台对数据进行处理分析，根据数据特征建模计算各影响因素权重；S3、根据不同的影响因素权重输出不同的消杀模块参数，从而控制物理消杀设备和化学消杀设备实施联合消杀作业；S4、采集新的周围空气质量数据进行检测，当空气质量数据不达标时，消杀模块会再次启动物理消杀设备和化学消杀设备，使其循环往复作业，直到空气质量数据达到标准。S1步骤中所采集到的空气质量数据包括空间位置、空间大小、优先级、时间段、温度、湿度、CO2浓度、PM2.5、TVOC数据。S3步骤中所提到的物理消杀设备采用254nm紫外线加185nm真空紫外线的双波段组合照射消毒，物理消杀设备的温度设置在50-70℃。
人工智能物理和化学消杀系统基本原理是：光氢离子消杀装置，光氢离子空气净化技术是利用100nm-300nm的紫外线作为光源，照射在涂有纳米级的二氧化钛基材上，产生离子、电子、低浓度氧离子、过氧化氢、羟自由基以及大量的负离子。能有效杀灭空气中的各类细菌、病毒、氧化并分解空气中的有毒有害气体,纳米光氢离子技术通过多种氧化剂的超强分解能力减少空气污染，降解微粒、霉菌、TVOC化学气味、异臭味、去除细菌、病毒。高温双波紫外消杀装置，高温热网可以控制在0-70度范围，可以在特定环境下组合使用，根据实际情况智能化开启高温杀死怕高温的病毒。另外254nm紫外线、外加185nm真空紫外线和双波段组合照射设计，254nm紫外线用于破坏微生物的DNA分子结构、抑制细菌，185nm真空紫外线将氧气转换为微量臭氧、消除病毒，254nm和185nm双波段组合消杀设计能达到更好的效果。
例如设置次氯酸水雾化喷淋消杀装置，次氯酸生产设备采用无隔膜式电解槽，电解专用电解液，阳极上的电解液中的氯离子被氧化，生成氯气。主要反应如下：2CI-→CI2+2e-，阳极上生成的氯气和水反应生成次氯酸。主要反应如下：CI2+H2O→HCIO+HCI，通过电解后产生的次氯酸(HCIO)，具有强劲的氧化能力，与微生物接触后能损害细胞膜，使细胞内的蛋白、RNA和DNA无法发挥正常的生化活性，迅速破坏有害微生物的细胞膜，导致微生物死亡达到杀菌效果，基本上能够做到病毒和细菌的杀灭率在99％以上。
数据采集系统采集各种环境数据，进行传感器数据融合分析，通过上述各类传感器采集环境数据，上传至后台数据服务器，可以采用的传感器包括：温湿度传感器、TVOC传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器、甲醛传感器；特殊传感器包括：异步磁珠转动(AMBR)传感器、尘埃粒子计数器传感器、浮游菌微生物传感器。根据数据特征建模计算各影响因素权重，通过对采集回的环境数据进行分析，对消杀设备进行精细化控制，比如什么情况喷洒多少剂量次氯酸水溶液进行消杀，开启多大功率的光氢消杀，执行消杀之后效果如何，进而输出消杀设备控制参数，下发控制物理消杀和化学消杀设备实施联合消杀作业，之后再采集分析环境数据，如此循环往复，达到持续消杀，达到洁净空气的同时还能够节能降耗。
通过对采集回的环境数据进行分析，对消杀设备进行精细化控制，比如什么情况喷洒多少剂量次氯酸水溶液进行消杀，开启多大功率的光氢消杀，执行消杀之后效果如何进行试验。其试验结果如下：
实验一：CO2传感器数据权重为1的处理如下：CO2浓度因素初级消杀模型为过滤—通风—消杀。其中过滤是用于去除PM，通风是用于去除TVOC，消杀是用于去除细菌和病毒：1.CO2浓度低新风换入多+温湿度组合＝空气质量好；2.CO2浓度低新风换入多+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量好+消杀效果好；3.CO2浓度中新风换入中+温湿度组合＝空气质量一般；4.CO2浓度中新风换入中+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量一般+消杀效果一般；5.CO2浓度高新风换入少+温湿度组合＝空气质量差；6.CO2浓度高新风换入少+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量差+消杀效果一般；
实验二：CO2传感器数据权重为0.6，PM2.5权重为0.2，TVOC权重为0.2的处理如下：CO2浓度因素初级消杀模型为过滤—通风—消杀。其中过滤是用于去除PM，通风是用于去除TVOC，消杀是用于去除细菌和病毒：1.CO2+PM2.5+TVOC浓度低新风换入多+温湿度组合＝空气质量好；2.CO2+PM2.5+TVOC浓度低新风换入多+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量好+消杀效果好；3.CO2+PM2.5+TVOC浓度中新风换入中+温湿度组合＝空气质量一般；4.CO2+PM2.5+TVOC浓度中新风换入中+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量一般+消杀效果一般；5.CO2+PM2.5+TVOC浓度高新风换入少+温湿度组合＝空气质量差；6.CO2+PM2.5+TVOC浓度高新风换入少+温湿度组合+已经启动了雾化消杀一定时长＝空气质量差+消杀效果一般。
综上，本发明通过光氢离子消杀装置和次氯酸喷淋雾化消杀装置和高温双波紫外消杀装置，多技术结合做到物理和化学双重无死角消杀；以各种环境传感器不同的权重比例，建立人工智能数学模型指导消杀作业；利用大数据、云计算，人工智能做到更加精准施策；对环境情况进行监测，及时反馈情况和告警信息。因此，本发明克服了现有技术的种种缺点，具有高度的产业利用价值和实用价值。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，包括：AI云平台；实时采集当前环境数据并发送至控制器的数据采集模块；存储接收到的环境数据，通过网络通信模块将环境数据传输至AI云平台的智能控制器；分别与智能控制器、AI云平台进行通信的网络通信模块；以及通过AI云平台进行信息交互，用以实时接收控制信息实现对其控制的物理消杀设备和化学消杀设备。
2.如权利要求1所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，所述化学消杀设备包括气罐、喷淋雾化控制箱、储液罐、次氯酸生成设备，所述气罐与所述喷淋雾化控制箱之间连接有泵，所述泵与所述储液罐连接，所述储液罐与所述次氯酸生成设备连接。
3.如权利要求1所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，还包括新风机组，所述新风机组与所述化学消杀设备通过风道连接。
4.如权利要求1所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，所述物理消杀设备包括高温双波紫外消杀装置和光氢离子消杀装置。
5.如权利要求1所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，所述数据采集模块包括CO2浓度传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、甲醛传感器、氧气传感器、臭氧传感器、异步磁珠转动传感器、尘埃粒子计数器传感器、浮游菌微生物传感器中的一种或数种。
6.如权利要求1所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，所述网络通信模块采用无线网络通信模块。
7.如权利要求6所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒系统，其特征在于，所述网络通信模块采用nb-iot通信模块、4G模块或者5G模块。
8.一种基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用权利要求1-7中任意一消杀系统中的数据采集模块对周围环境的空气质量数据进行采集；S2、数据采集模块将采集的数据上传至AI云平台，AI云平台对数据进行处理分析，根据数据特征建模计算各影响因素权重；S3、根据不同的影响因素权重输出不同的消杀模块参数，从而控制物理消杀设备和化学消杀设备实施联合消杀作业；S4、采集新的周围空气质量数据进行检测，当空气质量数据不达标时，消杀模块会再次启动物理消杀设备和化学消杀设备，使其循环往复作业，直到空气质量数据达到标准。
9.如权利要求8所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒方法，其特征在于，其中，S1步骤中所采集到的空气质量数据包括空间位置、空间大小、优先级、时间段、温度、湿度、CO2浓度、PM2.5、TVOC数据。
10.如权利要求8所述的基于人工智能的物理和化学双重消菌杀毒方法，其特征在于，其中，S3步骤中所提到的物理消杀设备采用254nm紫外线加185nm真空紫外线的双波段组合照射消毒，物理消杀设备的温度设置在50-70℃。
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