CN204787060U - 智能室内空气监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能室内空气监控装置，包括：检测部分，控制器部分，执行部分，无线通信部分，电源部分。本实用新型的智能室内空气监控装置，通过检测部分的设置就可以有效的检测到空气中各个空气成分的浓度，而通过控制器部分的设置就可以有效的接收到空气中各个空气成分的浓度信息，并根据浓度信息控制执行部分动作对空气进行换气，通过无线通信部分的设置，就可以有效建立起外部互联网与控制器部分之间的联系，这样在空气中有毒有害气体浓度过高的时候就能够有效的对其进行处理，减少对人体的损害。

Description

智能室内空气监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能家居系统，更具体的说是涉及一种智能室内空气监控装置。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对自身的生活水平要求越来越高，从衣食住行等各个方面来提升自己的生活质量。

由于现代的房屋装修使用的都是化学材料，这样在化学材料与空气接触的过程中及其容易产生有毒气体，就拿现有的使用最为频繁的一种房屋装修材料油漆来说，众所周知，油漆在刚刚涂覆到墙上的时候会产生大量的甲醛，而甲醛对人体来说就具有一定的毒害作用，并且油漆内部的甲醛需要比较长的一段时间才能够完全消失，同时在房间打扫的过程中或者是人的活动过于频繁都会导致房间内部空气的粉尘含量增加，从而损伤人体，假如长时间不与外界通风，那么就会导致二氧化碳浓度的增加，当二氧化碳浓度过高的时候就会导致空气呼吸起来十分的不新鲜，使得人们呼吸起来比较困难，因而就需要人在这些有毒有害气体在空气中浓度过高的时候，及时的进行通风，然而只有当这些气体开始损害人体使人觉得不舒服的时候，人们才会得知此时需要通风，这样的话由于之前有毒有害气体已经损害人体了，所以需要一个装置来有效的管理房间内部空气，以避免有毒有害气体损害人体。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种在有毒有害气体浓度过高的时候，及时的为房间内通风的智能室内空气监控装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种智能室内空气监控装置，包括：

检测部分，设置在房间内，以检测房间内各个空气成分的浓度并输出；

控制器部分，耦接于检测部分，以接收检测部分输出的各个空气成分中的有毒有害气体浓度信息，并将其与预设在内部的基准值进行比较，根据比较结果确定是否输出信号；

执行部分，耦接于控制器部分，以接收控制器部分输出的信号，对房间内部空气进行换气；

无线通信部分，耦接于控制器部分，以将检测部分采集到的有毒有害气体浓度信息以及控制器部分的输出信息传输至外部互联网；

电源部分，耦接于外部电源，还耦接于检测部分、控制器部分和无线通信部分，用以向检测部分、控制器部分和无线通信部分供电。

通过采用上述技术方案，通过检测部分的设置，就可以有效的检测到此时房间内空气中的各个成分浓度，例如空气中的有毒有害气体浓度，并输出相应的信号到控制器部分，控制器部分接收到这个信号之后便进行判断，判断若是浓度大于内部基准值则输出一个操作信号，若是小于内部基准值则不输出，所以当浓度大于内部基准值的时候，控制器部分就会输出一个信号到执行部分，执行部分动作对房间内部的空气进行换气，这样在空气中有毒有害气体浓度过高的时候，执行部分就会自动动作对空气进行换气，有效的起到了一个管理房间内部空气的作用，降低了有毒有害气体损害人体的程度。

本实用新型进一步设置为：所述检测部分包括：

粉尘检测器，用以检测空气中的粉尘含量并输出信号；

甲醛检测器，用以检测空气中的甲醛含量并输出信号；

二氧化碳检测器，用以检测空气中的二氧化碳含量并输出信号。

通过采用上述技术方案，目前房间内部的空气的主要组成部分为粉尘、甲醛、二氧化碳、氧气、氮气等气体，起主要损害人体作用的气体为粉尘和甲醛，其中二氧化碳过多会导致人体缺氧，故通过上述设置就可以有效的检测粉尘、甲醛和二氧化碳在空气的浓度，以及时的反馈给控制器部分，使得控制器部分能够及时有效的做出反应。

本实用新型进一步设置为：所述控制器部分包括：

单片机；

放大电路，耦接于粉尘检测器和二氧化碳检测器以放大其输出信号；

数模转换电路，耦接于单片机与放大电路之间和单片机与甲醛检测器之间以将甲醛检测器和放大电路输出的模拟信号转换成数字信号。

通过采用上述技术方案，单片机具有价格便宜的有点，同时通过放大电路的设置就可以有效的放大粉尘检测器和二氧化碳检测器输出的信号，由于甲醛检测器输出信号本身较强，故并未对其进行放大，而通过数模转换电路的设置，就可以有效的将粉尘检测器、二氧化碳检测器和甲醛检测器输出的模拟信号转换成数字信号，让单片机能够有效的对其进行识别，这样就能够让单片机准确有效的接收到检测信息。

本实用新型进一步设置为：所述放大电路包括：

运算放大器芯片，该运算放大器芯片内至少有两个放大器，其中一个放大器的输入端耦接一电阻后耦接至粉尘检测器，输出端耦接至数模转换电路，另外一个放大器的输入端耦接一电阻后耦接至二氧化碳检测器，输出端耦接至数模转换电路。

通过采用上述技术方案，通过运算放大器芯片的设置就可以有效的构成多个放大电路，同时还不需要许多其他的辅助器件，有效的降低了放大电路的成本。

本实用新型进一步设置为：所述数模转换电路包括：

数模转换芯片，该数模转换芯片包括输入端和输出端，其中输入端与运算放大器芯片的两个输出端和甲醛检测器耦接，输出端与单片机耦接。

通过采用上述技术方案，通过数模转换器芯片的设置就可以有效的构成一个数模转换电路，同时还不需要许多其他的辅助器件，有效的降低了数模转换电路的成本。

本实用新型进一步设置为：所述电源部分包括：

一级电源电路，耦接于外部电源和甲醛检测器之间，以将外部电源进行转换并给甲醛检测器供电；

二级电源电路，耦接于一级电源电路，还耦接于单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片，以向单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片提供电源；

三级电源电路，耦接于二级电源电路和无线通信部分之间，以向无线通信部分供电。

通过采用上述技术方案，通过一级电源电路的设置就可以有效的给甲醛检测器供电，通过二级电源电路的设置就可以有效的给单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片供电，通过三级电源电路的设置就可以有效的给无线通信部分供电，这样就不需要额外的设置其他外部电源给上述各个部分供电了。

本实用新型的进一步设置为：所述一级电源电路包括：

变压器，耦接于外部交流电源；

整流桥，耦接于变压器次级侧，以对交流电进行整流；

第一稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于整流桥，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接至甲醛检测器。

通过采用上述技术方案，通过变压器的设置就可以将外部电压较高的交流电转换成电压较低的交流电，通过整流桥的设置就可以将电压较低的交流电转换成直流电，通过第一稳压芯片的设置，就可以将电压较低的直流电转换成一个电压恒定的直流电，这样就能够很好的为甲醛检测器供电了。

本实用新型的进一步设置为：所述二级电源电路包括：

第二稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于第一稳压芯片的输出端，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接于单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片。

通过采用上述技术方案，通过第二稳压芯片的设置，就可以有效的将第一稳压芯片输出的恒定电压的直流电转换成另一个恒定电压的直流电，这样就能够很好的为单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片供电了。

本实用新型的进一步设置为：所述三级电源电路包括：

第三稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于第二稳压芯片的输出端，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接至无线通信部分。

通过采用上述技术方案，通过第三稳压芯片的设置，就可以有效的将第二稳压芯片输出的恒定电压的直流电进一步转换成另一个恒定电压的直流电，这样就能够很好的为无线通信部分供电了。

本实用新型的进一步设置为：所述无线通信部分包括：

无线通信芯片，该芯片包括电源端、I/O接口和接地端，其中电源端耦接于第三稳压芯片输出端，接地端接地，I/O接口耦接于单片机的I/O接口。

通过采用上述技术方案，通过无线通信芯片的设置就可以有效的构成一个无线通信电路，就能够很好的与单片机进行通信了。

附图说明

图1为本实用新型的智能室内空气监控装置的检测部分电路图；

图2为本实用新型的智能室内空气监控装置的控制器部分电路图；

图3为本实用新型的智能室内空气监控装置的无线通信部分电路图；

图4为本实用新型的智能室内空气监控装置的电源部分电路图

图5为本实用新型的智能室内空气监控装置的模块图。

图中：1、检测部分；11、粉尘检测器；12、甲醛检测器；13、二氧化碳检测器；2、控制器部分；21、单片机；22、数模转换电路；23、放大电路；3、无线通信部分；4、电源部分；41、一级电源电路；42、二级电源电路；43、三级电源电路；5、执行部分。

具体实施方式

参照图1至5所示，本实施例的一种智能室内空气监控装置，包括：

检测部分1，设置在房间内，以检测房间内各个空气成分的浓度并输出；

控制器部分2，耦接于检测部分1，以接收检测部分1输出的有毒有害气体浓度信息，并将其与预设在内部的基准值进行比较，根据比较结果确定是否输出信号；

执行部分5，耦接于控制器部分2，以接收控制器部分2输出的信号，对房间内部空气进行换气；

无线通信部分3，耦接于控制器部分2，以将检测部分1采集到的有毒有害气体浓度信息以及控制器部分2的输出信息传输至外部互联网；

电源部分4，耦接于外部电源，还耦接于检测部分1、控制器部分2和无线通信部分3，用以向检测部分1、控制器部分2和无线通信部分3供电。

通过采用上述技术方案，在智能室内空气监控装置运作的过程中，首先电源部分4就会将外部的交流电源转换成一定电压的直流电源给检测部分1、控制器部分2和无线通信部分3，其中本实施例的执行部分5可以为现有的排放装置，例如排风扇等，由于排风装置的供电是需要外部交流供电的，所以本实施例的电源部分4并不需要给执行部分5供电，这样检测部分1就会实时的检测空气中各个空气成分的浓度，并将检测到浓度信息输出到控制器部分2，控制器部分2在接收到这个信息之后就会将其内部预设的值进行比较，假如比较过后，检测到的浓度信息大于预设值，那么控制器部分2就会输出一个驱动信号到执行部分5，表示此时空气中有毒有害气体的浓度已经过高，需要进行换气，然后执行部分5动作对房间内部空气进行换气，这样就完成了一个房间内部空气管理的过程中，就可以在房间空气中有毒有害气体浓度过高的时候，及时有效的对其进行换气，有效的降低了空气中有毒有害气体对人体的损害程度，同时本实施例的各部分之间的通讯方式采用现有的无线模块进行通讯，这样就可以将整个装置分体式设置，这样就使得装置使用起来更加的方便。

以下对上述所提及的检测部分1、控制器部分2、电源部分4以及无线通信部分3的工作原理和过程做进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的检测部分1包括粉尘检测器11、甲醛检测器12和二氧化碳检测器13，通过粉尘检测器11就可以检测空气中的粉尘浓度，通过甲醛检测器12就可以检测空气中的甲醛浓度，通过二氧化碳检测器13就可以检测空气中的二氧化碳浓度，上述三个检测器在检测到浓度信息以后就会输出检测到的信息，这样就可以有效的检测到房间内的有毒有害气体浓度了。

如图2所示，本实施例中的控制器部分2包括单片机21、数模转换电路22和放大电路23，其中这里的单片机21采用型号为STC89C54RD的单片机21。

数模转换电路22主要由型号为PCF8951的数模转换芯片以及一些辅助电阻构成，该数模转换芯片的1、2、3引脚为输入引脚，因而1和3引脚连接放大电路23，2引脚连接甲醛检测器12，9、10引脚连接至单片机21，这样就可以有效的将1、2、3引脚输入的模拟信号转变成数字信号输入到单片机21内。

放大电路23主要由型号为LM324的运算放大芯片和一些辅助电路构、4成，其中LM324运算放大芯片的1、2、3引脚为一个放大器的引脚，其中1引脚为输出端、2引脚为反相输入端、3引脚为同相输入端，所以这里的3引脚连接二氧化碳检测器13，2引脚连接电阻R11后接地，同时1引脚连接电阻R13后连接到电阻R11与2引脚之间，这样就可以构成一个基本的放大电路23，就能够有效的将二氧化碳检测器13输出的信号放大，同样的道理，图中的14、13、12引脚为一组合，12引脚输入来自粉尘检测器11的信号，那么14引脚就会输出放大后的信号，这样就可以有效的完成对粉尘检测器11输出的信号放大了。

如图3所示，本实施例的无线通信部分3主要由无线通信芯片SI4432构成，该芯片上具有多个I/O且均与单片机21的I/O口相连，如图中所示，在每个无线通信芯片的I/O与单片机21的I/O口相连的中间都各有一个电阻以提升接口阻值，就有效能够实现单片机21与无线通信芯片之间的通信，单片机21就可以有效的利用无线通信芯片的收发功能来实现与互联网之间的通信了。

如图4所示，本实施例的电源部分4主要由一级电源电路41、二级电源电路42和三级电源电路43，如图中所示，一级电源电路41内部的第一稳压芯片为7806，故一级电源电路41输出6V稳压直流电，给甲醛检测器12供电，二级电源电路42内部的第二稳压芯片为ams1175，故二级电源电路42输出5V稳压直流电，给单片机21等各个芯片和检测器供电，三级电源电路43内部的第三稳压芯片为ams1117，故三级电源电路43输出3.3V稳压直流电给无线通信芯片SI4432供电。

其中附图中有涉及而本实施例中未提及的器件均为辅助芯片工作用，故本实施例不再赘述。

综上所述，本实用新型的空气管理装置，通过检测部分1的设置就可以有效的检测到空气中的各个空气成分的浓度，通过控制器部分2的设置就可以对检测到的各个空气成分中的有毒有害气体的浓度进行比对，判断有毒有害气体浓度是否过高，通过执行部分的设置就可以有效的对房间内部的空气进行换气，这样通过上述设置，就可以有效的完成一个对房间内部各个空气成分的浓度检测判断并换气的功能，智能有效的管理了房间的内部空气。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能室内空气监控装置，其特征在于：包括：

检测部分，设置在房间内，以检测房间内各个空气成分的浓度并输出；

控制器部分，耦接于检测部分，以接收检测部分输出的各个空气成分中的有毒有害气体浓度信息，并将其与预设在内部的基准值进行比较，根据比较结果确定是否输出信号；

执行部分，耦接于控制器部分，以接收控制器部分输出的信号，对房间内部空气进行换气；

无线通信部分，耦接于控制器部分，以将检测部分采集到的有毒有害气体浓度信息以及控制器部分的输出信息传输至外部互联网；

电源部分，耦接于外部电源，还耦接于检测部分、控制器部分和无线通信部分，用以向检测部分、控制器部分和无线通信部分供电。

2.根据权利要求1所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述检测部分包括：

粉尘检测器，用以检测空气中的粉尘含量并输出信号；

甲醛检测器，用以检测空气中的甲醛含量并输出信号；

二氧化碳检测器，用以检测空气中的二氧化碳含量并输出信号。

3.根据权利要求2所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述控制器部分包括：

单片机；

放大电路，耦接于粉尘检测器和二氧化碳检测器以放大其输出信号；

数模转换电路，耦接于单片机与放大电路之间和单片机与甲醛检测器之间以将甲醛检测器和放大电路输出的模拟信号转换成数字信号。

4.根据权利要求3所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述放大电路包括：

运算放大器芯片，该运算放大器芯片内至少有两个放大器，其中一个放大器的输入端耦接一电阻后耦接至粉尘检测器，输出端耦接至数模转换电路，另外一个放大器的输入端耦接一电阻后耦接至二氧化碳检测器，输出端耦接至数模转换电路。

5.根据权利要求4所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述数模转换电路包括：

数模转换芯片，该数模转换芯片包括输入端和输出端，其中输入端与运算放大器芯片的两个输出端和甲醛检测器耦接，输出端与单片机耦接。

6.根据权利要求5所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述电源部分包括：

一级电源电路，耦接于外部电源和甲醛检测器之间，以将外部电源进行转换并给甲醛检测器供电；

二级电源电路，耦接于一级电源电路，还耦接于单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片，以向单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片提供电源；

三级电源电路，耦接于二级电源电路和无线通信部分之间，以向无线通信部分供电。

7.根据权利要求6所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述一级电源电路包括：

变压器，耦接于外部交流电源；

整流桥，耦接于变压器次级侧，以对交流电进行整流；

第一稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于整流桥，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接至甲醛检测器。

8.根据权利要求7所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述二级电源电路包括：

第二稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于第一稳压芯片的输出端，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接于单片机、粉尘检测器、甲醛检测器、数模转换芯片和运算放大器芯片。

9.根据权利要求8所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述三级电源电路包括：

第三稳压芯片，该稳压芯片的输入端耦接于第二稳压芯片的输出端，接地端接地，输出端并联两个电容后耦接至无线通信部分。

10.根据权利要求9所述的智能室内空气监控装置，其特征在于：所述无线通信部分包括：

无线通信芯片，该芯片包括电源端、I/O接口和接地端，其中电源端耦接于第三稳压芯片输出端，接地端接地，I/O接口耦接于单片机的I/O接口。