CN111811072A - 一种结合室内外污染物状态的室内空气净化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结合室内外污染物状态的室内空气净化方法及系统，其中该方法包括：步骤1，获取空气净化器部署位置所在地的室外天气空气质量及相关的空气污染物数据，以及空气净化器部署位置室内空气污染物数据；步骤2，根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染物数据，基于预设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关机控制指令；步骤3，基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空气净化器的开关机动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的风速档位，进行室内空气净化。本发明能够保护居室内的人呼吸到安全可靠的洁净空气，更加精准，更加有效地对居室内的空气污染进行净化处理。
Description
技术领域
本发明涉及空气消毒净化技术领域，尤其涉及一种结合室内外污染物状态 的室内空气净化方法及系统。
背景技术
随着空气污染的日益严重，越来越多的人通过在室内设置空气净化器来净 化室内空气，空气净化器能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空 气质量。同时在室外空气质量好的时候，人们通常会习惯于开窗通风，另外由 于房屋结构的原因，很难做到室内外的空气不交换，不对流，这样就会出现， 一旦室外的空气质量变差，室内的空气质量也会变差的情况。
针对室内空气质量的净化改善，现有的解决方案，有通过APP远程控制的， 也有通过净化器内置的污染物检测传感器，或者第三方的空气质量检测装置， 来驱动空气净化器运转净化解决室内空气污染的。
现有的技术方案，无论是人对空气净化器机身操作，还是通过APP远程操 作，都需要人进行操作控制，如果是基于空气净化器内置的污染物检测传感器， 或者第三方的空气质量检测装置，来驱动空气净化器，也会由于空气净化器内 置的污染物检测传感器，或者第三方的空气质量检测装置，安装位置或者摆放 的位置，以及室内外空气交换对流的原因，对室内空气污染的净化处理有不同 程度的滞后，导致在空气净化器启动净化之前，室内的空气质量已经很差了。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合室内外污染物状态的室内空气净化方法及系 统，通过基于影响室外天气空气质量数据中的污染物，结合室内的空气污染物 数据，来实现驱动室内的空气净化器对室内空气中的污染物进行消除净化的目 的。
本发明提供了一种结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，包括：
步骤1，获取空气净化器部署位置所在地的室外天气空气质量及相关的空气 污染物数据，以及空气净化器部署位置室内空气污染物数据；
步骤2，根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染物数据，基于预设 的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关机控制指令；所述 控制策略包括：
当所述室外空气污染物数据、室内空气污染物数据中任一数据的污染物量 高于参照量时，生成开机控制指令，当室外空气污染物数据及室内空气污染物 数据的污染物量均低于参照量时，生成关机控制指令；
步骤3，基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空气净化器的开关机 动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的风速档位，进行室 内空气净化。
进一步地，步骤1中所述室外天气空气质量及相关的空气污染物数据由云 后台根据空气净化器的位置信息，向公共天气服务接口请求获得。
进一步地，步骤1中所述室内空气污染物数据由空气净化器的空气污染物 检测传感器采集获得。
进一步地，步骤2中所述参照量为不同空气质量等级中每个环境参数项对 应的参数范围。
进一步地，步骤2中所述参照量为空气质量等级为二级的每个环境参数项 对应的参数范围。
进一步地，步骤3中所述风速档位的调节策略为：按照空气污染程度由小 到大的顺序将不同的空气质量等级，分别对应于风速由小到大的风速档位。
本发明还提供了一种结合室内外污染物状态的室内空气净化系统，包括云 后台及终端空气净化器，所述终端空气净化器通过通讯模块与所述云后台通信；
所述终端空气净化器包括：
室外空气污染物数据获取模块，用于通过所述云后台根据空气净化器的位 置信息，向公共天气服务接口请求获得；
空气污染物检测传感器，用于采集室内空气污染物数据；
控制指令生成模块，用于根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染 物数据，基于预设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关 机控制指令；所述控制策略包括：当室外空气污染物数据、室内空气污染物数 据中任一数据的污染物量高于参照量时，生成开机控制指令，当室外空气污染 物数据及室内空气污染物数据的污染物量均低于参照量时，生成关机控制指令；
空气净化控制模块，用于基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空 气净化器的开关机动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的 风速档位，进行室内空气的净化。
借由上述方案，通过结合室内外污染物状态的室内空气净化方法及系统， 具有如下技术效果：
1)通过结合室内外空气污染来控制空气净化器，当室外出现空气污染，提 前开启室内的空气净化器，避免室内空气被污染以后再处理，着实有效的预防 室内空气质量变差，保护居室内的人呼吸到安全可靠的洁净空气。
2)通过结合室内外空气污染来控制空气净化器，及时感知室内外空气质量 的变化，针对室外空气质量的变化控制空气净化器，能够更加精准，更加有效 地对居室内的空气污染进行净化处理。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明结合室内外污染物状态的室内空气净化方法的流程图；
图2是本发明云后台获取空气净化器位置信息的流程图；
图3是本发明结合室内外污染物状态的室内空气净化系统的结构示意图；
图4是本发明一实施例中断电故障上报装置的结构示意图；
图5是本发明一实施例中待机监测的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明中相关术语解释如下：
空气净化器：又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、 分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类 的装修污染、细菌、过敏原等)，是用于有效提高空气清洁度的产品，主要分为 家用、商用、工业、楼宇等应用场景。
空气质量(Air quality)：空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依 据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时 间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污 染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机 的尾气、工业污染、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地 貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。空气污染的污染物包括：烟尘、总 悬浮颗粒物、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、二氧化氮、二氧化硫、 一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等等。
参图1所示，本实施例提供了一种结合室内外污染物状态的室内空气净化 方法，包括：
步骤S1，获取空气净化器部署位置所在地的室外天气空气质量及相关的空 气污染物数据，以及空气净化器部署位置室内空气污染物数据。
步骤S2，根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染物数据，基于预 设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关机控制指令；所 述控制策略包括：
当所述室外空气污染物数据、室内空气污染物数据中任一数据的污染物量 高于参照量时，生成开机控制指令，当室外空气污染物数据及室内空气污染物 数据的污染物量均低于参照量时，生成关机控制指令。
步骤S3，基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空气净化器的开关 机动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的风速档位，进行 室内空气净化。
在本实施例中，步骤S1中室外天气空气质量及相关的空气污染物数据由云 后台根据空气净化器的位置信息，向公共天气服务接口请求获得。
云后台获取空气净化器位置信息的流程参图2所示：
1)手机连接到路由器上；
2)将Wi-Fi的配置信息，包括SSID和密码，发送给空气净化器；
3)空气净化器通过手机发送的Wi-Fi配置信息进行联网，连接成功后，注 册至云后台；
4)手机将所在位置信息发送至云后台，与净化器绑定；
5)云后台将绑定的位置信息发送至空气净化器。
本实施例通过配置空气净化器联网，将空气净化器部署位置所在地在云后 台与空气净化器绑定，云后台根据空气净化器绑定的所在地，向公共的天气服 务接口(国家气象局及其授权的组织提供)请求室外天气数据。
通过在空气净化器配网过程中，将移动终端(如智能手机)的位置信息与 部署地的空气净化器绑定，并与云后台绑定位置，可使云后台简便地获取到空 气净化器的位置信息，而无需在空气净化器中单独设置位置获取模块(如GPS)， 简化了空气净化器的结构，降低了成本。
在本实施例中，步骤S1中室内空气污染物数据由空气净化器的空气污染物 检测传感器采集获得。
在本实施例中，步骤S2中参照量为不同空气质量等级中每个环境参数项对 应的参数范围。该参照量可以采用空气质量等级为二级的每个环境参数项对应 的参数范围。
在本实施例中，步骤S3中所述风速档位的调节策略为：按照空气污染程度 由小到大的顺序将不同的空气质量等级，分别对应于风速由小到大的风速档位。
本实施例根据室内空气质量等级，定义开启空气净化器的条件，以及调节 风速档位的对应关系：
每个空气质量等级都包括与每个环境参数项对应的参数范围，例如：环境 空气质量等级为一级时，空气中PM2.5的1小时平均浓度值低于35μg/m3，空 气净化器关机，若开机风速档位在1档运行；环境空气质量等级为二级时，空 气中PM2.5的1小时平均浓度值在35-75μg/m3之间，空气净化器开机，调节风 速档位2档；环境空气质量等级为三级时，空气中PM2.5的1小时平均浓度值 在75-115μg/m3之间，空气净化器开机，调节风速档位3档；环境空气质量等级 为四级时，空气中PM2.5的1小时平均浓度值在115-150μg/m3之间，空气净化器开机，调节风速档位4档；环境空气质量等级为五级时，空气中PM2.5的1 小时平均浓度值高于150μg/m3，空气净化器开机，调节风速档位最大档。
下面通过具体实例，进一步说明本发明结合室内外污染物状态的室内空气 净化方法。
例如，某空气净化器所在位置的室外天气空气质量的主要污染物为PM2.5， PM2.5的浓度为150微克/立方米，依据室外空气污染物的控制策略，开启空气 净化器。若当前空气净化器检测到所在空间室内PM2.5浓度低于35微克/立方 米，且设定的关机条件是PM2.5浓度低于35微克/立方米，按照基于室内空气 污染物的控制策略，需要将空气净化器关机，但是室外天气中的空气污染物 PM2.5浓度，仍然高于35微克/立方米，所以空气净化器不会关机。待到室外的 PM2.5浓度也低于35微克/立方米，才会将空气净化器关机。
再例如，某空气净化器所在位置的室外天气空气质量的主要污染物为PM2.5，PM2.5的浓度为150微克/立方米，依据室外空气污染物的控制策略，开启空气 净化器。若当前空气净化器检测到所在空间室内PM2.5浓度为75微克/立方米， 则根据室内空气污染物与调节风速档位的对应关系，空气净化器会调节到3档， 进行净化，直至室外的PM2.5浓度低于35微克/立方米，且室内的PM2.5浓度 也低于35微克/立方米，然后关闭空气净化器。
再例如，某空气净化器所在位置的室外天气空气质量的主要污染物为PM2.5， 但是PM2.5的浓度为15微克/立方米，依据室外空气污染物的控制策略，不会 开启空气净化器，但是当前空气净化器检测到所在空间室内PM2.5浓度为75微 克/立方米，则根据室内空气污染物与调节风速档位的对应关系，空气净化器会 调节到3档，进行净化，直至室内PM2.5浓度低于35微克/立方米，然后关闭 空气净化器。
参图3所示，本实施例还提供了一种结合室内外污染物状态的室内空气净 化系统，包括云后台及终端空气净化器，终端空气净化器通过通讯模块与云后 台通信；
终端空气净化器包括：
室外空气污染物数据获取模块，内置于MCU(微控制器)，用于通过所述云 后台根据空气净化器的位置信息，向公共天气服务接口请求获得；
空气污染物检测传感器，用于采集室内空气污染物数据；
控制指令生成模块，内置于MCU，用于根据获取的室外空气污染物数据及室 内空气污染物数据，基于预设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气 净化器开关机控制指令；所述控制策略包括：当室外空气污染物数据、室内空 气污染物数据中任一数据的污染物量高于参照量时，生成开机控制指令，当室 外空气污染物数据及室内空气污染物数据的污染物量均低于参照量时，生成关 机控制指令；
空气净化控制模块，内置于MCU，用于基于生成的空气净化器开关机控制指 令，执行空气净化器的开关机动作，并根据当前室内空气污染物数据，通过控 制电机转速调节空气净化器的风速档位，进行室内空气的净化。
终端空气净化器的显示屏除了可显示室内空气污染物数据，还可显示室外 空气污染物数据，方便用户随时查看室外空气质量情况。
该结合室内外污染物状态的室内空气净化方法及系统，具有如下技术效果：
1)通过结合室内外空气污染来控制空气净化器，当室外出现空气污染，提 前开启室内的空气净化器，避免室内空气被污染以后再处理，着实有效的预防 室内空气质量变差，保护居室内的人呼吸到安全可靠的洁净空气。
2)通过结合室内外空气污染来控制空气净化器，及时感知室内外空气质量 的变化，针对室外空气质量的变化控制空气净化器，能够更加精准，更加有效 地对居室内的空气污染进行净化处理。
本实施例中终端空气净化器通过通讯模块与云后台进行数据传输，由于种 种原因，一旦断电，整个机器就不能工作，通过云后台也只能知晓电器离线， 无法及时获知电器断电这一事件。再者，云后台发现电器离线，也无法判断是 断电引起的电器离线，还是通讯模块故障引起的电器离线，这给空气净化器的 故障处理及维护带来不便。为了解决上述问题，本实施例提供了一种断电故障 上报装置。
参图4所示，断电故障上报装置与空气净化器的通讯模块连接；
断电故障上报装置包括备用电池、充放电电路、电压转换电路、模数转换 电路及断电故障上报模块；
充放电电路的输入端与空气净化器的输入电源连接，充放电电路的输出端 与电压转换电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与通讯模块的电源输入 端连接；
备用电池与充放电电路连接，用于在有输入电源时通过充放电电路向备用 电池充电，在无输入电源时通过备用电池向通讯模块供电；
模数转换电路连接输入电源及通讯模块，用于检测输入电源的输入电压， 将供电状态信息反馈至通讯模块；
断电故障上报模块内嵌于通讯模块，用于获取模数转换电路反馈的供电状 态信息以及充放电电路接通或断开输入电源的信息，若供电状态处于异常状态 且充放电电路与输入电源处于断开状态，将断电故障信息上传至云后台。
本实施例中断电故障上报模块可通过在现有通讯模块内写入相关代码的方 式，实现断电故障上报功能，无需在通讯模块外围单独设置上报模块即可实现 断电故障信息的上传，简单易行，成本较低。
通过该断电故障上报装置，能够判断通信中断的故障原因，排除传输模块 故障，通过将断电故障信息上报至云后台，有利于工单派发，提高故障处理的 效率。
需要说明的是，该断电故障上报装置也可用于其它智能家电上，实现传输 中断故障原因的判断，在此，不在赘述。
本实施例中的通讯模块优选NB-IOT(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT，窄带物联网)模块，通过串口、复位电路引脚可对NB-IOT模块进行通 讯控制，简化了空气净化器联网的配置，同时保证空气净化器使用电信级的网 络品质联网，实现7X24小时稳定可靠地与云后台通讯，上报数据，接受控制。 需要说明的是，根据空气净化器部署地的实际网络覆盖情况，也可采用4G、3G、 2G通讯模块用于数据的无线传输。
参图4所示，在本实施例中的空气净化器包括MCU、空气质量采集模块及为 空气质量采集模块独立供电的电源模块，电源模块用于在空气净化器处于待机 状态时持续为空气质量采集模块供电。
空气质量采集模块用于在空气净化器处于待机状态时将实时采集的空气质 量数据上传至MCU,供MCU执行空气净化器的启动、调节电机转速及对应风速档 位的动作。空气质量采集模块可采用空气污染物检测传感器。
通过在空气净化器设置单独为空气质量采集模块供电的电源模块，可实现 空气净化器待机状态下的空气质量监测及空气净化，根据空气质量的变化，及 时、可靠地提供空气净化方案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还 可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，其特征在于，包括：
步骤1，获取空气净化器部署位置所在地的室外天气空气质量及相关的空气污染物数据，以及空气净化器部署位置室内空气污染物数据；
步骤2，根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染物数据，基于预设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关机控制指令；所述控制策略包括：
当所述室外空气污染物数据、室内空气污染物数据中任一数据的污染物量高于参照量时，生成开机控制指令，当室外空气污染物数据及室内空气污染物数据的污染物量均低于参照量时，生成关机控制指令；
步骤3，基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空气净化器的开关机动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的风速档位，进行室内空气净化。
2.根据权利要求1所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，其特征在于，步骤1中所述室外天气空气质量及相关的空气污染物数据由云后台根据空气净化器的位置信息，向公共天气服务接口请求获得。
3.根据权利要求2所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，其特征在于，步骤1中所述室内空气污染物数据由空气净化器的空气污染物检测传感器采集获得。
4.根据权利要求1所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，特征在于，步骤2中所述参照量为不同空气质量等级中每个环境参数项对应的参数范围。
5.根据权利要求2所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，特征在于，步骤2中所述参照量为空气质量等级为二级的每个环境参数项对应的参数范围。
6.根据权利要求5所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化方法，特征在于，步骤3中所述风速档位的调节策略为：按照空气污染程度由小到大的顺序将不同的空气质量等级，分别对应于风速由小到大的风速档位。
7.一种结合室内外污染物状态的室内空气净化系统，其特征在于，包括云后台及终端空气净化器，所述终端空气净化器通过通讯模块与所述云后台通信；
所述终端空气净化器包括：
室外空气污染物数据获取模块，用于通过所述云后台根据空气净化器的位置信息，向公共天气服务接口请求获得；
空气污染物检测传感器，用于采集室内空气污染物数据；
控制指令生成模块，用于根据获取的室外空气污染物数据及室内空气污染物数据，基于预设的结合室内外污染物状况的控制策略，生成空气净化器开关机控制指令；所述控制策略包括：当室外空气污染物数据、室内空气污染物数据中任一数据的污染物量高于参照量时，生成开机控制指令，当室外空气污染物数据及室内空气污染物数据的污染物量均低于参照量时，生成关机控制指令；
空气净化控制模块，用于基于生成的空气净化器开关机控制指令，执行空气净化器的开关机动作，并根据当前室内空气污染物数据，调节空气净化器的风速档位，进行室内空气的净化。
8.根据权利要求7所述的结合室内外污染物状态的室内空气净化系统，其特征在于，所述终端空气净化器还包括显示屏，所述显示屏用于显示室外空气污染物数据。
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