CN113325904A - 一种智能物联网新风系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能物联网新风系统，包括新风系统、主控模块、环境数据采集模块和云端环境数据库；所述新风系统包括与所述主控模块互联的新风多终端控制模块、沿采集现场分布的新风管道，以及沿新风管道上设置对应各个采集现场区域的新风设备，并且多个新风设备由多终端控制模块独立控制；所述环境数据采集模块包括多个分别分布在采集现场各区域的温湿度模块和空气质量模块，通过将环境数据采集模块由传统有线连接变为无线连接，使得数据采集点位置选择无需受到与控制板的距离影响，且无需进行布线可以随时调整采集点位置，因此可以避免因靠近新风装置出风口和回风口而造成的数据误差。

Description

一种智能物联网新风系统
技术领域
本发明涉及物联网系统技术领域，具体涉及一种智能物联网新风系统。
背景技术
物联网也称传感网，是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，随着科技的发展，智能物联网新风系统具有广阔的市场。
目前商用领域的新风空调机组在物联网、云控制、机器智能方面还处于空白，现有的新风系统仅用于室内室外空气循环，与物联网初步结合，仅能实现一些初步的功能，例如通过物联网上传温湿度等环景数据，自动控制也是人手通过控制终端实现控制设备开启，智能化程度尚且较低。
另外，智能物联网新风系统在实际实用的过程中仍存在以下问题：
(1)现场数据采集点布放不合理，目前商用领域的新风空调机组的环境数据采集点基本安装在设备的控制面板上，采集点并非在客户的真实使用环境中，所以收集到的数据与实际环境有偏差，难以实现对设备进行最优的控制；
(2)现场数据采集点数量不足，商业使用环境一般比较复杂，不同的区域可能有不同的温湿度，因此需要布放足够的环境数据采集点才能全面了解各区域情况，从而为智能控制提供决策依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能物联网新风系统，以解决现有技术中的新风系统在现场数据采集点布放不合理，以及现场数据采集点数量不足的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种智能物联网新风系统，包括新风系统、主控模块、环境数据采集模块和云端环境数据库；
所述新风系统包括与所述主控模块互联的新风多终端控制模块、沿采集现场分布的新风管道，以及沿新风管道上设置对应各个采集现场区域的新风设备，并且多个新风设备由多终端控制模块独立控制；
所述环境数据采集模块包括多个分别分布在采集现场各区域的温湿度模块和空气质量模块，各个区域的温湿度模块和空气质量模块通过无线传输与所述云端环境数据库和所述主控模块实现互联；
所述主控模块与所述云端数据库互联，所述主控模块通过算法处理各自区域的环境检测数据与所述云端数据库对比，并且所述主控模块根据对比结果控制处于相应区域的新风设备运行或是关闭。
作为本发明的一种优选方案，所述温湿度采集模块包括温湿度主控模块、第一温湿度传感器和第二温湿度传感器；
温湿度主控模块与第一温湿度传感器和第二温湿度传感器通过数据线连接，并且温湿度主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
第一温湿度传感器用于高湿度环境温度运行，第二温湿度传感器用于高温差环境稳定运行，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器在采集区域内远离新风设备的出风口和进风口。
作为本发明的一种优选方案，所述空气质量模块包括气体主控模块、模数转换器和气体传感器；
气体主控模块与模数转换器和气体传感器通过数据线连接，并且气体主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
气体传感器用于检测采集区域内空气中二氧化碳和易挥发气体含量，并通过模数转换器将气体传感器检测到的模拟信号转换为数字信号并通过气体主控模块传输至所述云端数据库。
作为本发明的一种优选方案，所述温湿度主控模块按预设频率采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的检测数据，温湿度主控模块分两组采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的各10条测数据；
所述温湿度主控模块通过剪裁平均算法计算出两组数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
作为本发明的一种优选方案，所述气体主控模块按预设频率采集气体传感器的检测数据，并在气体主控模块累计采集到10条由模数转换器转换后的检测数据，由气体主控模块通过剪裁平均算法计算出10条数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
作为本发明的一种优选方案，所述云端数据库内根据环境数据采集模块的数量设立相应的预警数组和预测数组；
预警数组包括预设的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值，其中温度阀值和湿度阀值分为两组分别对应第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的采集平均值；
预测数组由主控模块上传相应的所述环境数据采集模块的温湿度平均数据和气体平均数据为一组数据，之后根据主控模块根据时间段依次上传该环境数据采集模块的数剧并累计为多组数据；
并且所述云端数据库保留预设时间段内的预测数据，在预测数据的数据组累计达到预设数量后，对预测数组尾部旧数组依次清除。
作为本发明的一种优选方案，所述主控模块访问根据云端数据库并读取对应区域的预警数组和预测数组，通过算法计算该预测数组中多个数据组的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值的递增趋势，并预测出到达预警数组的相应时间；
所述主控模块根据获取对应区域的预警的时间后，通过控制该区域的新风设备切换至对应温度、湿度、二氧化碳和易挥发性气体的相应功能。
作为本发明的一种优选方案，所述主控模块采集到任意一组所述环境采集模块上传数值超过预警数组时，由所述主控模块主动控制相应区域的新风设备启动对于异常数据的相应功能，并且所述主控模块将异常数值上传至所述云端数据库后对异常数据进行标红。
作为本发明的一种优选方案，所述主控模块和云端数据库皆设定供手机客户端加密访问的客户端接口；
所述云端数据库对手机客户端提供访问权限，所述主控模块为手机客户端提供所述云端数据库的访问和操作权限；
手机客户端通过所述主控模块编辑所述云端数据库中预警数组的各个预警数值，并且手机客户端通过所述主控模块主动控制各个区域的新风设备切换相应功能，并在所述云端数据库中保留客户端操作的历史记录。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
(1)本发明通过将环境数据采集模块由传统有线连接变为无线连接，使得数据采集点位置选择无需受到与控制板的距离影响，且无需进行布线可以随时调整采集点位置，因此可以避免因靠近新风装置出风口和回风口而造成的数据误差，提升了环境数据采集的准确性；
另外，可以根据现场需求进行灵活增加或者减少采集点的数目，通过更合理的配置采集位置与数量实现环境数据精准获取，为主控模块的自动控制提供高效的决策数据。
(2)本发明通过大数据分析获得设备的制冷、制热、湿度调节、空气过滤换风等功能的效能曲线，根据效能曲线及实时环境数据的趋势预测得到最优的运行参数，实现提效降耗目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供温湿度采集模块的流程图。
图2为本发明实施例提供气体采集模块的流程图。
图3为本发明实施例提供主控模块的流程图。
图4为本发明实施例提供客户端的流程图。
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做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至图4所示，本发明提供了一种智能物联网新风系统，包括新风系统、主控模块、环境数据采集模块和云端环境数据库；
所述新风系统包括与所述主控模块互联的新风多终端控制模块、沿采集现场分布的新风管道，以及沿新风管道上设置对应各个采集现场区域的新风设备，并且多个新风设备由多终端控制模块独立控制；
所述环境数据采集模块包括多个分别分布在采集现场各区域的温湿度模块和空气质量模块，各个区域的温湿度模块和空气质量模块通过无线传输与所述云端环境数据库和所述主控模块实现互联；
所述主控模块与所述云端数据库互联，所述主控模块通过算法处理各自区域的环境检测数据与所述云端数据库对比，并且所述主控模块根据对比结果控制处于相应区域的新风设备运行或是关闭。
本发明通过将环境数据采集模块设置为无线传输采集数据，使得环境数据采集模块可以安装在现场的任意位置，并远离新风装置的进风口和出风口，减小了新风装置在运行时对环境数据采集造成的影响；
另外，通过设置多个环境数据采集模块，并根据现场划分出多个环境数据采集点用于安装环境数据采集模块，可以更准确的反映出现场各个区域的环境数据，提升了采集环境数据的准确性。
本发明通过将多个区域采集的环境数据上传至云端数据库，并通过主控模块对实时上传数据进行比对，以此计算出相应区域内环境数值达到预警所需的时间，便于提前控制对应区域的新风装置运行，以此达到多个新风装置运行的最优解，提升了新风装置的效率。
其中，所述温湿度采集模块包括温湿度主控模块、第一温湿度传感器(型号为DHT22)和第二温湿度传感器(型号为DHC1080)；
温湿度主控模块与第一温湿度传感器和第二温湿度传感器通过数据线连接，并且温湿度主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
第一温湿度传感器用于高湿度环境温度运行，第二温湿度传感器用于高温差环境稳定运行，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器在采集区域内远离新风设备的出风口和进风口。
所述空气质量模块包括气体主控模块、模数转换器和气体传感器(型号为CCS811)；
气体主控模块与模数转换器和气体传感器通过数据线连接，并且气体主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
气体传感器用于检测采集区域内空气中二氧化碳和易挥发气体含量，并通过模数转换器将气体传感器检测到的模拟信号转换为数字信号并通过气体主控模块传输至所述云端数据库。
在使用本系统前，需要对采集现场进行相应布置，包括对环境数据采集模块的安装以及主控模块的安装。
在安装环境数据采集模块时，需先将现场区分为若干采集区域，并根据各区域特征选取具有代表性的位置用于安装温湿度采集模块，以及气体数据采集模块，使得温湿度采集模块和气体数据采集模块在进行数据采集时不易受到其他因素的影响，例如新风装置的出风口和回风口，使得采集的环境数据更精确具有代表性。
其中，所述温湿度主控模块按预设频率采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的检测数据，温湿度主控模块分两组采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的各10条测数据；
所述温湿度主控模块通过剪裁平均算法计算出两组数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
所述气体主控模块按预设频率采集气体传感器的检测数据，并在气体主控模块累计采集到10条由模数转换器转换后的检测数据，由气体主控模块通过剪裁平均算法计算出10条数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
所述云端数据库内根据环境数据采集模块的数量设立相应的预警数组和预测数组；
预警数组包括预设的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值，其中温度阀值和湿度阀值分为两组分别对应第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的采集平均值；
预测数组由主控模块上传相应的所述环境数据采集模块的温湿度平均数据和气体平均数据为一组数据，之后根据主控模块根据时间段依次上传该环境数据采集模块的数剧并累计为多组数据；
并且所述云端数据库保留预设时间段内的预测数据，在预测数据的数据组累计达到预设数量后，对预测数组尾部旧数组依次清除。
所述主控模块访问根据云端数据库并读取对应区域的预警数组和预测数组，通过算法计算该预测数组中多个数据组的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值的递增趋势，并预测出到达预警数组的相应时间；
所述主控模块根据获取对应区域的预警的时间后，通过控制该区域的新风设备切换至对应温度、湿度、二氧化碳和易挥发性气体的相应功能。
所述主控模块采集到任意一组所述环境采集模块上传数值超过预警数组时，由所述主控模块主动控制相应区域的新风设备启动对于异常数据的相应功能，并且所述主控模块将异常数值上传至所述云端数据库后对异常数据进行标红。
云端数据库中，根据现在划分的多个区域建立多个对比组，并在相应的环境数据采集模块上传数据后，自动归入对应的对比组内形成预测数组，在对比组内预测数组与预警数组并列便于观察，并在环境数据采集模块上传新一组的预测数组后，原有的预测数组自动后退一列，直至预测数组的数量达到设定最大数量后自动删除远离预警数组的预测数组，使得云端数据库内各个对比组中始终为近期的环境数据采集平均数值，便于主控模块计算出准确的预测数值。
所述主控模块和云端数据库皆设定供手机客户端加密访问的客户端接口；
所述云端数据库对手机客户端提供访问权限，所述主控模块为手机客户端提供所述云端数据库的访问和操作权限；
手机客户端通过所述主控模块编辑所述云端数据库中预警数组的各个预警数值，并且手机客户端通过所述主控模块主动控制各个区域的新风设备切换相应功能，并在所述云端数据库中保留客户端操作的历史记录。
手机客户端直接访问云端数据库无历史记录，便于多个工作人员同时等距查看，且不会产生过多的数据造成系统冗余，但是通过手机端对云端数据库的预警数值进行编辑，或是对新风装置进行操作会留下历史记录，使得在操作失误后，可以根据历史记录还原系统，提升了系统的容错率。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能物联网新风系统，其特征在于：包括新风系统、主控模块、环境数据采集模块和云端环境数据库；
所述新风系统包括与所述主控模块互联的新风多终端控制模块、沿采集现场分布的新风管道，以及沿新风管道上设置对应各个采集现场区域的新风设备，并且多个新风设备由多终端控制模块独立控制；
所述环境数据采集模块包括多个分别分布在采集现场各区域的温湿度模块和空气质量模块，各个区域的温湿度模块和空气质量模块通过无线传输与所述云端环境数据库和所述主控模块实现互联；
所述主控模块与所述云端数据库互联，所述主控模块通过算法处理各自区域的环境检测数据与所述云端数据库对比，并且所述主控模块根据对比结果控制处于相应区域的新风设备运行或是关闭。
2.根据权利要求1所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述温湿度采集模块包括温湿度主控模块、第一温湿度传感器和第二温湿度传感器；
温湿度主控模块与第一温湿度传感器和第二温湿度传感器通过数据线连接，并且温湿度主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
第一温湿度传感器用于高湿度环境温度运行，第二温湿度传感器用于高温差环境稳定运行，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器在采集区域内远离新风设备的出风口和进风口。
3.根据权利要求2所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述空气质量模块包括气体主控模块、模数转换器和气体传感器；
气体主控模块与模数转换器和气体传感器通过数据线连接，并且气体主控模块与所述云端数据库通过广域网互联；
气体传感器用于检测采集区域内空气中二氧化碳和易挥发气体含量，并通过模数转换器将气体传感器检测到的模拟信号转换为数字信号并通过气体主控模块传输至所述云端数据库。
4.根据权利要求3所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述温湿度主控模块按预设频率采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的检测数据，温湿度主控模块分两组采集第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的各10条测数据；
所述温湿度主控模块通过剪裁平均算法计算出两组数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
5.根据权利要求4所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述气体主控模块按预设频率采集气体传感器的检测数据，并在气体主控模块累计采集到10条由模数转换器转换后的检测数据，由气体主控模块通过剪裁平均算法计算出10条数据的平均检测数据后传输至所述云端数据库。
6.根据权利要求5所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述云端数据库内根据环境数据采集模块的数量设立相应的预警数组和预测数组；
预警数组包括预设的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值，其中温度阀值和湿度阀值分为两组分别对应第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的采集平均值；
预测数组由主控模块上传相应的所述环境数据采集模块的温湿度平均数据和气体平均数据为一组数据，之后根据主控模块根据时间段依次上传该环境数据采集模块的数剧并累计为多组数据；
并且所述云端数据库保留预设时间段内的预测数据，在预测数据的数据组累计达到预设数量后，对预测数组尾部旧数组依次清除。
7.根据权利要求6所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述主控模块访问根据云端数据库并读取对应区域的预警数组和预测数组，通过算法计算该预测数组中多个数据组的温度阀值、湿度阀值、二氧化碳阀值和易挥发性气体阀值的递增趋势，并预测出到达预警数组的相应时间；
所述主控模块根据获取对应区域的预警的时间后，通过控制该区域的新风设备切换至对应温度、湿度、二氧化碳和易挥发性气体的相应功能。
8.根据权利要求7所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述主控模块采集到任意一组所述环境采集模块上传数值超过预警数组时，由所述主控模块主动控制相应区域的新风设备启动对于异常数据的相应功能，并且所述主控模块将异常数值上传至所述云端数据库后对异常数据进行标红。
9.根据权利要求8所述的一种智能物联网新风系统，其特征在于：所述主控模块和云端数据库皆设定供手机客户端加密访问的客户端接口；
所述云端数据库对手机客户端提供访问权限，所述主控模块为手机客户端提供所述云端数据库的访问和操作权限；
手机客户端通过所述主控模块编辑所述云端数据库中预警数组的各个预警数值，并且手机客户端通过所述主控模块主动控制各个区域的新风设备切换相应功能，并在所述云端数据库中保留客户端操作的历史记录。
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