CN116592455B - 基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其包括空气检测模块、空气净化模块、风道组合、阀组、风机和控制器；所述阀组包括安装于进气风道的电动阀一、安装于对外风道的电动阀二、安装于出气风道一的电动阀三、安装于出气风道二的电动阀四和安装于各个采样风道的电动阀五；所述控制器电连接于空气检测模块、空气净化模块、阀组和风机，且设置为：输出电动阀二和电动阀三的关闭指令，电动阀一、电动阀四以及某一个电动阀五的开启指令，令系统对电动阀五开启的采样风道所对应的室内空间进行空气检测。本申请可以用于提高室内空气检测准确性，提高室内空气净化效果。

Description

基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统

技术领域

本申请涉及通风控制技术领域，尤其是涉及一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统。

背景技术

因为人们日常在家中待的时间相对较长，所以家中室内空气质量对人们身体健康和情绪影响较大。目前，针对家庭室内空气质量的控制，一种，由用户根据主观感受，主动打开门窗或通风系统进行通风换气和净化设备，改善室内空气质量；另一中，根据室内空气质量检测设备检测结果，由控制器自动开启通风系统换气和净化设备。

上述第二种通风方式，可以方便对室内空气质量控制，但是：目前室内通风系统的空气质量检测单元多为固定安装，空气质量检测局限，影响室内空气净化，因此本申请提出一种新的技术方案。

发明内容

为了提高室内空气检测准确性，提高室内空气净化效果，本申请提供一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统。

本申请提供一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，采用如下的技术方案：

一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，包括空气检测模块、空气净化模块、风道组合、阀组、风机和控制器；

所述风道组合包括采样风道、汇流风道、对外风道、进气风道、出气风道一和出气风道二；所述采样风道为多个，且分别一端连通于某一个室内空间，另一端连通于汇流风道；所述风机的进气端口连通于进气风道，且出气端口同时与出气风道一和出气风道二连通；所述进气风道的另一端连通于汇流风道，且进气风道内设置有空气检测模块；所述出气风道一的另一端连通于汇流风道；所述对外风道的一端连通于进气风道靠近风机的一段，另一端连通室内的对外通口；所述出气风道二的另一端连通于对外风道靠近对外通口的一端，所述空气净化模块设置于对外风道；

所述阀组包括安装于进气风道的电动阀一、安装于对外风道的电动阀二、安装于出气风道一的电动阀三、安装于出气风道二的电动阀四和安装于各个采样风道的电动阀五；

所述控制器电连接于空气检测模块、空气净化模块、阀组和风机，且设置为：

输出电动阀二和电动阀三的关闭指令，电动阀一、电动阀四以及某一个电动阀五的开启指令，令系统对电动阀五开启的采样风道所对应的室内空间进行空气检测。

可选的，所述空气检测模块包括PM2.5检测传感器，还包括甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或多种。

可选的，所述采样风道设置为：当多个采样风道上对应的电动阀五处于开启状态，对应的采样风道进行采样平衡调节。

可选的，所述采样风道包括：

外管，其一端用于接汇流风道，且该端安装电动阀五；

内管，其直径大于外管，一端固定于外管的另一端，另一端封闭，且内管为直管；

侧管，其一端连通至外管的侧壁，另一端连通至内管的侧壁；

管接头，其一端连通至侧管的内管，另一端用于通过管道连通室内空间；

风速计，其安装于侧管，且电连接于控制器；

调节机构，其根据吸力、风压、自重活动连接于内管中，且决定是否使侧管和管接头连通。

可选的，所述调节机构包括配重活塞、底板和弹簧，所述配重活塞滑移连接于内管，所述底板位于配重活塞远离外管的一端且滑移连接于内管，所述底板沿板厚方向开设通孔，所述弹簧的一端固定于配重活塞，另一端固定于底板。

可选的，所述控制器设置为：电动阀三开启时的风机功率大于电动阀四开启时的风机功率。

可选的，所述控制器设置为：

记录各个电动阀五前N次的开启时间；其中，N为整数；

根据预设的通风预测方法分析电动阀五的开启记录，预测下一次通风时间；

若当前时间符合预测的下一次通风时间，则向预先绑定的设备发送通风请求，如果通风请求的反馈是允许通风，则输出风机开启指令，输出电动阀二和电动阀三的关闭指令，电动阀一、电动阀四以及某一个电动阀五的开启指令。

可选的，所述空气净化模块包括空气过滤器。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：可以通过控制阀组的启闭组合方式，对不同的室内空间分别做空气检测，以保障根据空气质量检测结果控制空气净化的效果；其检测的同时将样本空气外排，防止回流二次污染；且空气检测与系统通风共用风机，可降低成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是采样风道与汇流风道区域的结构示意图；

图3是采样风道的结构示意图；

附图标记说明：1、电动阀一；2、电动阀二；3、电动阀三；4、电动阀四；5、电动阀五；61、外管；62、内管；63、侧管；64、管接头；65、配重活塞；66、弹簧；67、底板。

具体实施方式

以下结合附图1-图3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统。

参照图1-图3，基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统包括空气检测模块、空气净化模块、风道组合、阀组、风机和控制器。

其中，空气检测模块包括PM2.5检测传感器，还包括甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或多种；可以理解的是，粉尘是最为普遍的空气污染物，所以本系统至少布设PM2.5传感器监测，且其主要使用在室外空气进入室内时；甲醛、一氧化碳为易损伤身体健康的成分，室内空气中两者含量高之后均存在较大危害，因此本系统的空气检测模块还包括两者中的至少一种，具体根据用户需求确定。

参照图1，风道组合包括采样风道、汇流风道、对外风道、进气风道、出气风道一和出气风道二。采样风道为多个，且分别一端连通于某一个室内空间，另一端连通于汇流风道；风机的进气端口连通于进气风道，且出气端口同时与出气风道一和出气风道二连通；进气风道的另一端连通于汇流风道，且进气风道内设置有空气检测模块；出气风道一的另一端连通于汇流风道；对外风道的一端连通于进气风道靠近风机的一段，另一端连通室内的对外通口；出气风道二的另一端连通于对外风道靠近对外通口的一端，空气净化模块安装于对外风道。

阀组包括安装于进气风道的电动阀一1、安装于对外风道的电动阀二2、安装于出气风道一的电动阀三3、安装于出气风道二的电动阀四4和安装于各个采样风道的电动阀五5。

控制器电连接于空气检测模块、空气净化模块、阀组和风机，且设置为：在风机已经开启后，两种工作模式选择其一；

第一种，输出电动阀二和电动阀三的关闭指令，电动阀一、电动阀四以及某一个电动阀五的开启指令，令系统对电动阀五开启的采样风道所对应的室内空间进行空气检测；

第二种，输出电动阀一和电动阀四的关闭指令，电动阀二、电动阀三和若干个电动阀五的开启指令，令系统进行通风换气。

根据上述设置，可以通过控制阀组的启闭组合方式，对不同的室内空间分别做空气检测，以保障根据空气质量检测结果控制空气净化的效果，且检测的同时将样本空气外排，防止回流二次污染；还以阀组的启闭组合方式，实现一个风机不停机、进出气不切换就对系统的做空气检测、净化功能进行切换，减小风机损坏几率和使用量。

进一步的，将电动阀一1安装于空气检测模块和进气风道接对外风道的一端之间，则可以在通风的时候，使外部进来的空气接触空气检测模块，即也能做户外空气检测。

参照图2和图3，在本申请的应用过程中，如果是将多个采样风道连通至同一个房间的多个位置，需要相对更为真实的空气质量检测结果；或者是需要家中整体多区域的整体空气质量，则仅仅只是上述设置对应打开电动阀五5，可能因各个风道的实际长度、走向而产生空气吸取（采样）不平衡，误差较大的情况，因此采样风道设置为：当多个采样风道上对应的电动阀五5处于开启状态，对应的采样风道进行采样平衡调节，具体地，采样风道包括：

外管61，其一端用于接汇流风道，且该端安装电动阀五5；

内管62，其直径大于外管61，一端固定于外管61的另一端，另一端封闭，且内管62为直管；

侧管63，其一端连通至外管61的侧壁，另一端连通至内管62的侧壁；

管接头64，其一端连通至内管62的侧壁，另一端用于通过管道连通室内空间；

风速计，其安装于侧管63，且电连接于控制器；

调节机构，其根据吸力、风压、自重活动连接于内管62中，且决定是否使侧管63和管接头64连通。

参照图3，调节机构包括配重活塞65、底板67和弹簧66，其中，配重活塞65滑移连接于内管62，底板67位于配重活塞65远离外管61的一端且滑移连接于内管62。在底板67上沿板厚方向开设通孔，弹簧66的一端固定于配重活塞65，另一端固定于底板67。

使用过程：一般情况时，调节机构在自重的作用下落在内管62的底部，此时配重活塞65封堵管接头64和内管62的接口，空气无法进入室内，即便风机意外故障停机，又遇上恶劣天气也不易出现空气意外倒灌进入室内的情况。

当风机正常工作，且阀组的模式为向室内通风的模式，此时风机送入内管62的空气逐渐施压于配重活塞65使其压缩弹簧66，当配重活塞65位置够低时，管接头64和内管62接通，向室内通气。

当风机正常工作，且阀组的模式为对室内空气检测模式，此时，内管被抽风产生负压，随着负压变大，配重活塞65逐渐上移直到位置高于侧管63和内管62的接口时，室内空气被抽出进入汇流管道，配重活塞65回落隔断出气，之后再次重复上述过程。根据上述可知，多个采样风道都采样时采样相对均衡。

为了让本系统适合长时间待机对室内空气检测，将控制器设置为：电动阀三3开启时的风机功率大于电动阀四4开启时的风机功率；例如：风机共有4挡，电动阀四4开启表示室内空气检测，则其对应的档位选择一档；而电动阀三3开启表示向室内送气，则其对应档位可以选择二档、三档和四档。

根据上述设置，室内空气检测时能耗更小，更适合长时间使用该功能。

当前已经出现有智能家居，即利用人工智能控制家居电器提高生活体验的各种方案，在上述基础下本系统也可以做以下设置实现，具体地，控制器设置为：

记录各个电动阀五5前N次的开启时间；其中，N为整数，可以是10-24次；

根据预设的通风预测方法分析电动阀五5的开启记录，预测下一次通风时间；

若当前时间符合预测的下一次通风时间，则向预先绑定的设备发送通风请求，如果通风请求的反馈是允许通风，则输出风机开启指令，输出电动阀二2和电动阀三3的关闭指令，电动阀一1、电动阀四4以及对应的电动阀五5的开启指令，令系统对电动阀五5开启的采样风道所对应的室内空间进行空气检测。

上述的通风预测方法例如：取电动阀五5前N次的开启时间中出现频次最高的时间段的起始时间，预测其为下一次通风时间；其中，时间段可以30分钟为一段。

根据上述设置，本系统可以根据用户习惯自动在可能开启通风的时间段自动对室内空气检测，以配合其他依据空气质量控制通风的设置自动开启通风功能，提高用户体验，而且空气检测不需要再一直维持，所以更为节能。

为了保证进入室内的空气质量需要对送入的空气净化，在本实施例中，空气净化模块包括空气过滤器，即风道中安装滤芯，让空气从滤芯中通过，从而避免户外的空气污染室内的空气。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其特征在于：包括空气检测模块、空气净化模块、风道组合、阀组、风机和控制器；

所述风道组合包括采样风道、汇流风道、对外风道、进气风道、出气风道一和出气风道二；所述采样风道为多个，且分别一端连通于某一个室内空间，另一端连通于汇流风道；所述风机的进气端口连通于进气风道，且出气端口同时与出气风道一和出气风道二连通；所述进气风道的另一端连通于汇流风道，且进气风道内设置有空气检测模块；所述出气风道一的另一端连通于汇流风道；所述对外风道的一端连通于进气风道靠近风机的一段，另一端连通室内的对外通口；所述出气风道二的另一端连通于对外风道靠近对外通口的一端，所述空气净化模块设置于对外风道；

所述阀组包括安装于进气风道的电动阀一（1）、安装于对外风道的电动阀二（2）、安装于出气风道一的电动阀三（3）、安装于出气风道二的电动阀四（4）和安装于各个采样风道的电动阀五（5）；

所述控制器电连接于空气检测模块、空气净化模块、阀组和风机，且设置为：

输出电动阀二（2）和电动阀三（3）的关闭指令，电动阀一（1）、电动阀四（4）以及某一个电动阀五（5）的开启指令，令系统对电动阀五（5）开启的采样风道所对应的室内空间进行空气检测；

所述采样风道设置为：当多个采样风道上对应的电动阀五（5）处于开启状态，对应的采样风道进行采样平衡调节；

所述采样风道包括：

外管（61），其一端用于接汇流风道，且该端安装电动阀五（5）；

内管（62），其直径大于外管（61），一端固定于外管（61）的另一端，另一端封闭，且内管（62）为直管；

侧管（63），其一端连通至外管（61）的侧壁，另一端连通至内管（62）的侧壁；

管接头（64），其一端连通至内管（62）的侧壁，另一端用于通过管道连通室内空间；

风速计，其安装于侧管（63），且电连接于控制器；

调节机构，其根据吸力、风压、自重活动连接于内管（62）中，且决定是否使侧管（63）和管接头（64）连通；

所述调节机构包括配重活塞（65）、底板（67）和弹簧（66），所述配重活塞（65）滑移连接于内管（62），所述底板（67）位于配重活塞（65）远离外管（61）的一端且滑移连接于内管（62），所述底板（67）沿板厚方向开设通孔，所述弹簧（66）的一端固定于配重活塞（65），另一端固定于底板（67）。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其特征在于：所述空气检测模块包括PM2.5检测传感器，还包括甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其特征在于：所述控制器设置为：电动阀三（3）开启时的风机功率大于电动阀四（4）开启时的风机功率。

4.根据权利要求3所述的基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其特征在于：所述控制器设置为：

记录各个电动阀五（5）前N次的开启时间；其中，N为整数；

根据预设的通风预测方法分析电动阀五（5）的开启记录，预测下一次通风时间；

若当前时间符合预测的下一次通风时间，则向预先绑定的设备发送通风请求，如果通风请求的反馈是允许通风，则输出风机开启指令，输出电动阀二（2）和电动阀三（3）的关闭指令，电动阀一（1）、电动阀四（4）以及某一个电动阀五（5）的开启指令。

5.根据权利要求1所述的基于人工智能的家庭室内空气检测与净化系统，其特征在于：所述空气净化模块包括空气过滤器。