CN204667239U - 一种教室环境控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种教室环境控制系统，属于智能控制技术领域。它解决了现有技术中教室环境不佳影响学生身心健康的问题。本教室环境控制系统包括：用于用户对教室内的环境参数预设值进行设置的人机交互装置；用于检测教室环境当前环境参数信号的检测装置；用于接收环境参数预设值和当前环境参数信号，并对接收的环境参数预设值和当前环境参数信号进行分析处理生成环境控制信号的控制装置；用于接收环境控制信号执行调节动作以将当前环境参数调整至对应的环境参数预设值的调节装置；控制装置的输入端分别与人机交互装置和检测装置相连，控制装置的输出端与调节装置相连。本系统具有使用方便、节省能源、净化效果好、自动化程度高的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于智能控制技术领域，涉及一种教室环境控制系统。
背景技术
建设节约型校园、生态校园和绿色校园是当今建筑节能的一个重要分支，学校节能监管体系建设是教育部门、建设部门和环保部门共同关注的热点。
学校教学任务繁重，教职工人数有限，缺少专业的节能管理工程技术人员，能源浪费和低效运行问题亟待解决。特别是教室内空气质量和环境控制至关重要。教室内人员密集，学生们长期处于一个密闭的环境中，室内的粉尘、呼出的污浊空气等降低了学习效率，甚至会影响同学们的身体健康。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种教室环境控制系统，该系统能够解决教室内的环境污染的问题，为学生提供一种舒适健康的学习环境。
本实用新型通过下列技术方案来实现：一种教室环境控制系统，其特征在于，本系统包括：用于用户对教室内的环境参数预设值进行设置的人机交互装置；用于检测所述教室环境当前环境参数信号的检测装置；用于接收环境参数预设值和当前环境参数信号，并对接收的环境参数预设值和当前环境参数信号进行分析处理生成环境控制信号的控制装置；用于接收环境控制信号执行调节动作以将当前环境参数调整至对应的环境参数预设值的调节装置；所述控制装置的输入端分别与所述人机交互装置和所述检测装置相连，所述控制装置的输出端与调节装置相连。
在上述的一种教室环境控制系统中，所述检测装置包括以下一种或 多种：温度传感器、湿度传感器、照度传感器、PM2.5传感器和二氧化碳浓度传感器。
在上述的一种教室环境控制系统中，所述检测装置还包括：用于检测教室内是否有人的红外线感应器，所述红外线传感器与串口通信模块连接。
在上述的一种教室环境控制系统中，所述控制装置包括：与人机交互界面连接用于接收用户设定的环境参数预设值的串口通信模块；用于接收当前环境参数信号的模拟量输入通道，所述模拟量输入通道与所述检测装置相连；用于根据所述当前环境参数信号解析出当前环境参数，将所述环境参数预设值和当前环境参数进行对比分析并生成所述环境控制信号的分析模块，所述分析模块分别与串口通信模块和模拟量输入通道相连；用于以模拟量形式输出环境控制信号至调节装置的模拟量输出通道，所述模拟量输出通道与所述分析模块相连；用于以数字量形式输出环境控制信号的数字量输出通道，所述数字量输出通道与所述分析模块相连。
在上述的一种教室环境控制系统中，所述调节装置包括：用于控制教室内温度的空调、用于给教室增加湿度的加湿器、用于提供光源的照明灯组、用于对空气中PM2.5颗粒进行过滤的空气净化器和用于实现教室内窗户打开和关闭的电机。
本实用新型的有益效果：通过空调对教室内温度进行调节，使教室内的温度保持在人体能够适应的范围；通过加湿器产生水雾保持教室内的湿度，提高人体舒适度；通过控制照明灯组使教室内的光照度保持在200-300lx的光照环境；通过空气净化器高效过滤0.1微米以上，PM2.5微米以下的细菌微尘颗粒，通过控制电机开启或者关闭窗户，使教室内的空气与外界空气进行对流，调节空气中二氧化碳的浓度。本实用新型具有使用方便、节省能源、净化效果好、自动化程度高的特点。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本教室环境控制系统包括：人机交互装置、检测装置；控制装置、调节装置，控制装置的输入端分别与人机交互装置和检测装置相连，控制装置的输出端与调节装置相连。
需要说明的是：人机交互装置用于用户对教室内的环境参数预设值进行设置，例如温度值设定为25℃-29℃中的任意一个，优选为27℃，此外还可以设置湿度、光照等。在本实用新型的一个实施例中，人机交互装置可以为触摸屏或机械按钮。
检测装置包括红外线传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器、PM2.5传感器和二氧化碳浓度传感器，主要用于检测所述教室环境当前环境参数信号，具体包括温度、湿度、光照度、PM2.5以及二氧化碳浓度。其中红外线传感器用于检测教室内是否有人存在，当没人存在时，本系统将不执行工作。
控制装置包括串口通信模块、模拟量输入通道、分析模块、模拟量输出通道和数字量输出通道，串口通信模块、模拟量输入通道均连接分析模块的输入端，模拟量输出通道和数字量输出通道均连接分析模块的输出端，控制装置用于接收环境参数预设值和当前环境参数信号，并对接收的环境参数预设值和当前环境参数信号进行分析处理生成环境控制信号。其中，串口通信模块分别连接人机交互界面和红外线传感器，用于接收用户设定的环境参数预设值和教室内人员数量的信息；模拟量输入通道与检测装置连接，用于接收当前环境参数信号；分析模块的输入端分别与串口通信模块和模拟量输入通道相连，用于根据所述当前环境参数信号解析出当前环境参数，并将所述环境参数预设值和当前环境参数进行对比分析并生成环境控制信号；模拟量输出通道和数字量输出通 道分别于分析模块的输出端连接，分别以模拟量形式和数字量形式输出环境控制信号至调节装置。
调节装置包括：空调、加湿器、照明灯组、空气净化器和电机，主要用于接收环境控制信号执行调节动作以将当前环境参数调整至对应的环境参数预设值。具体的，空调根据接收的控制信号将教室内温度控制在设定值范围内，例如27℃；加湿器根据控制信号保持教室内湿度，避免空气过于干燥；照明灯组根据控制信号开启或者关闭，使教室内的光照度保持在200lx-300lx；空气净化器用于吸附过滤0.1微米以上，PM2.5微米以下的细菌微尘颗粒；电机根据控制信号将窗户打开或者关闭，使教室内的空气与外界空气保持循环流通，以降低教室内二氧化碳的浓度。
本教室环境控制系统的工作原理如下：
当红外线传感器检测教室内有人存在，本系统启动，检测装置中的各个传感器分别对教室当前环境进行检测，控制装置接收检测装置发送的检测结果，并将检测结果与环境参数预设值进行对比分析，当检测结果与环境参数存在较大不同时，例如预设温度值为27℃，而检测结果显示温度为15℃，此时开启空调，将教室内温度增加到27℃，当检测装置再次检测发现当前教室内温度值与温度预设值接近或者相同时，控制装置输出控制信号控制空调保持恒温状态。此处仅对温度进行举例说明，其他环境参数的控制过程与此类同。
当红外线传感器检测到教室内没有人存在，本系统自动关闭，以节省能源。
本实用新型所描述的任何原理过程可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在上述实施方式中，可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的固件来实现。例如，可用本领域公知的下列技术中的任一项或 他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种教室环境控制系统，其特征在于，本系统包括：用于用户对教室内的环境参数预设值进行设置的人机交互装置；用于检测所述教室环境当前环境参数信号的检测装置；用于接收环境参数预设值和当前环境参数信号，并对接收的环境参数预设值和当前环境参数信号进行分析处理生成环境控制信号的控制装置；用于接收环境控制信号执行调节动作以将当前环境参数调整至对应的环境参数预设值的调节装置；所述控制装置的输入端分别与所述人机交互装置和所述检测装置相连，所述控制装置的输出端与调节装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种教室环境控制系统，其特征在于，所述检测装置包括以下一种或多种：温度传感器、湿度传感器、照度传感器、PM2.5传感器和二氧化碳浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种教室环境控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：与人机交互界面连接用于接收用户设定的环境参数预设值的串口通信模块；用于接收当前环境参数信号的模拟量输入通道，所述模拟量输入通道与所述检测装置相连；用于根据所述当前环境参数信号解析出当前环境参数，将所述环境参数预设值和当前环境参数进行对比分析并生成所述环境控制信号的分析模块，所述分析模块分别与串口通信模块和模拟量输入通道相连；用于以模拟量形式输出环境控制信号至调节装置的模拟量输出通道，所述模拟量输出通道与所述分析模块相连；用于以数字量形式输出环境控制信号的数字量输出通道，所述数字量输出通道与所述分析模块相连。
4.根据权利要求3所述的一种教室环境控制系统，其特征在于，所述调节装置包括：用于控制教室内温度的空调、用于给教室增加湿度的加湿器、用于提供光源的照明灯组、用于对空气中PM2.5颗粒进行过滤的空气净化器和用于实现教室内窗户打开和关闭的电机。
5.根据权利要求4所述的一种教室环境控制系统，其特征在于，所述检测装置还包括：用于检测教室内是否有人的红外线感应器，所述红外线传感器与模拟量输入通道连接。
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