CN206656465U - 基于空气质量分析的智能新风系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及智能家居领域，具体为基于空气质量分析的智能新风系统。包括主控单片机及与主控单片机连接的空气数据采集模块、换气模块、温控模块、显示模块和通信模块；所述空气数据采集模块通过AD转换模块连接室内空气质量传感器和室外PM2.5传感器；所述换气模块设置有继电器，通过继电器连接控制进气风扇和排气风扇。所述继电器还连接控制有二位三通电磁阀，形成从进气风扇不经过滤器和进气风扇经过滤器的两路进气通道，再经温控模块到室内送风口。基于对室内外空气质量的分析，进行选择性净化，极大地节约了新风预处理的能耗，达到节能换气的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及室内空气质量调节控制装置，具体为基于空气质量分析的智能新风系统。
背景技术
在雾霾肆虐的如今，人们对空气质量也达到了前所未有的关注。新风系统能解决室内空气不流通、开窗产生噪音等问题，逐步受到人们欢迎。但现有新风系统中一类是直接将室外空气送入室内，受室外雾霾逐步严重的影响，室内空气质量让人担忧；一类是采用高性能的过滤层如HEPA过滤网，成本高昂，使用寿命有限，且如果不能及时更换反而会让送入的空气被污染。因此现在的室内空气调节需求一种低成本、空气质量可控的新风系统。
发明内容
本实用新型设计了一种低成本、低功耗的基于空气质量分析的智能新风系统，实现对室内空气质量的自动监控和调节。
本实用新型方案：基于空气质量分析的智能新风系统，包括主控单片机及与主控单片机连接的空气数据采集模块、换气模块、温控模块、显示模块和通信模块。
所述空气数据采集模块通过AD转换模块连接室内空气质量传感器和室外PM2.5传感器。
所述换气模块设置有继电器，与主控单片机连接，由主控单片机控制继电器，通过继电器连接控制进气风扇和排气风扇。
所述继电器还连接控制有二位三通电磁阀，二位三通电磁阀设置在进气风扇到室内送风口的气道上，其中二位三通电磁阀入口端与进气风扇的气道连接，二位三通电磁阀出口1连接温控模块再连接至室内送风口气道，二位三通电磁阀出口2连接过滤器，再经过温控模块连接至室内送风口气道；形成从进气风扇不经过滤器和进气风扇经过滤器的两路进气通道，再经温控模块到室内送风口。
所述通信模块设置有无线或有线通信端口，通过无线或者有线传输方式与云服务器、手机终端进行通信连接。
所述显示模块采用LCD显示屏，设置信息显示、提示显示、报警显示。
所述通信模块设置2G、3G、4G、WIFI、以太网通信网络接口，实现设备通信及公网接入能力。
所述主控单片机还连接控制声音报警模块，通过蜂鸣器报警。
所述的温控模块采用全自动恒温控制器，通过设置阈值温度，控制2路继电器的通断，从而控制加热片、制冷器工作，来调节送入室内的空气温度，达到需要的恒温。
所述过滤器总共包含HEPA过滤网、活性炭、冷触媒、光触媒4层过滤装置。
基于空气质量分析的智能新风系统，是集合自动换气、选择性净化、恒温送风、数据采集、人性化提醒为一体受主控单片机控制的小型系统。
自动换气功能主要由主控单片机控制进气风扇和排气风扇工作实现，主控单片机接收从室内空气质量传感器传来的数据，并根据已经设置好的空气质量阈值1，对实际空气质量指数进行比较判断，首先判断是否有一个达到阈值1的空气质量指数，达到该阈值主控单片机控制继电器让风扇开始工作，排出室内空气，同时向室内送气，在一定时延后再次判断。
所述的选择性净化功能主要由二位三通电磁阀以及过滤器实现，由二位三通电磁阀入口送入的室外空气通过二位三通电磁阀出口1不经过滤，或由二位三通电磁阀入口送入的室外空气通过二位三通电磁阀出口2进入过滤器，再经恒温处理送入室内。过滤器总共包含HEPA过滤网、活性炭、冷触媒、光触媒4层过滤空气。
所述的恒温送风功能主要由全自动恒温控制器控制加热片、制冷器工作实现，通过设置阈值温度范围T，当实际送入的空气温度低于T时，继电器1闭合，加热片开始工作，使送入室内的空气温度上升到T；当实际送入的空气温度高于T时，继电器2闭合，制冷器开始工作，使送入室内的空气温度下降到T，从而实现恒温处理。
所述的数据采集功能主要由室内空气质量传感器、室外激光PM2.5传感器实现，并通过通信网络接口上传至云服务器、手机终端，从而在智能终端对采集到的数据进行存储、处理、分析。
所述的人性化提醒包括出门提醒、及时更换过滤层提醒、危险警报。单片机控制LCD显示屏显示相应的提醒信息，或驱动蜂鸣器报警，当到达设定的过滤器使用有效期限，LCD显示屏上显示及时更换过滤层提醒。
该智能新风系统通过对室内外空气质量的分析，进行选择性净化，减少了过滤材料损耗，含有全热交换芯体，极大地节约了新风预处理的能耗，达到节能换气的目的，自动换气、人性化提醒更体现了智能家居的理念。同时，将室内外空气质量的有关数据上传至智能终端进行存储、处理和分析，能推广运用到对地区空气质量的分析以及预测。
附图说明
图1为本智能新风系统结构示意图；
图2为本智能新风系统原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例：如图1所示，基于空气质量分析的智能新风系统，由主控单片机及与主控单片机连接的空气数据采集模块、换气模块、温控模块、显示模块和通信模块组成。
所述空气数据采集模块通过AD转换模块连接室内空气质量传感器和室外PM2.5传感器。
所述换气模块设置有继电器，与主控单片机连接，由主控单片机控制继电器，通过继电器连接控制进气风扇和排气风扇。
所述继电器还连接控制有二位三通电磁阀，二位三通电磁阀设置在进气风扇到室内送风口的气道上，其中二位三通电磁阀入口端与进气风扇的气道连接，二位三通电磁阀出口1连接温控模块再连接至室内送风口气道，二位三通电磁阀出口2连接过滤器，再经过温控模块连接至室内送风口气道；形成从进气风扇不经过滤器和进气风扇经过滤器的两路进气通道，再经温控模块到室内送风口。
所述过滤器总共包含HEPA过滤网、活性炭、冷触媒、光触媒4层过滤装置。
所述温控模块采用全自动恒温控制器，通过设置阈值温度，控制2路继电器的通断，从而控制加热片、制冷器工作，来调节送入室内的空气温度，达到需要的恒温。
通信模块设置2G、3G、4G、WIFI、以太网通信网络接口，实现设备通信及公网接入能力。显示模块采用LCD显示屏，设置信息显示、提示显示、报警显示。主控单片机还连接控制声音报警模块，通过蜂鸣器报警。
信号采集模块由室内MP901空气质量传感器和室外GP2Y1010AU0FPM2.5传感器测量信号，经过PCF8951A/D转换模块后传输给数据处理模块的STC89C52主控单片机，主控单片机将数据上传至智能终端，并将数据与单片机中设定的相关参数进行比较，得出相应建议并显示在LCD12864液晶显示屏上。同时判断采集到的数据是否达到单片机中设定的阈值：室内空气污染物浓度高于阈值1，主控单片机控制光耦隔离继电器模块让风扇开始工作，排出室内空气，同时向室内送气；室外PM2.5浓度低于阈值2，由二位三通电磁阀入口送入的室外空气通过二位三通电磁阀出口1不经过滤器，PM2.5浓度高于阈值2，室外空气通过二位三通电磁阀出口2经过过滤器，再经恒温处理送入室内。选择性净化在一定程度上减少了高成本过滤层的损耗，从而延长了过滤层的使用寿命。
全自动恒温控制器WH-W1501通过设置阈值温度范围T，将实际送入的空气温度K与T进行比较，控制2路继电器的通断，从而控制加热片、制冷器工作。当K低于T时，继电器1闭合，加热片开始工作，使送入室内的空气温度上升到T；当K高于T时，继电器2闭合，制冷器开始工作，使送入室内的空气温度下降到T，从而实现恒温处理。
当室外PM2.5浓度＜阈值3，通过单片机让LCD显示屏显示“适宜出门”，阈值3＜室外PM2.5浓度＜阈值4，LCD显示屏显示“出门请带口罩”，室外PM2.5浓度＞阈值4，LCD显示屏显示“不宜出门”。报警模块是指当发生特殊情况如火灾、天然气泄露时，室内空气质量传感器监测到的数据超过单片机中设定的相关参数，蜂鸣器会鸣叫达到报警的效果。此外，主控单片机通过控制LCD显示模块发出“请及时更换过滤层”的提醒。
智能终端数据处理分析模块主要通过设置2G、3G、4G、WIFI、以太网通信网络接口，使设备具备公网接入能力，上传至云服务器、手机终端，从而在智能终端对采集到的数据进行存储、处理、分析：在一定区域一段时间内，采用智能新风系统在智能终端上传存储的数据，通过大数据下的智能算法，可用于判断这个区域的空气质量状况，同时分析预测该区域某个时间段的空气质量。
基于空气质量分析的智能新风系统是智能家居中不可或缺的一环。它不仅保证了系统的少消耗长寿命，而且提高了家居生活呼吸新鲜空气的安全系数，体现了我们对智能家居实现完全自动化工作、智能温馨、节能环保的设计理念。
综上所述是本实用新型较佳的实施例，凡依本实用新型技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，包括主控单片机及与主控单片机连接的空气数据采集模块、换气模块、温控模块、显示模块和通信模块；
所述空气数据采集模块通过AD转换模块连接室内空气质量传感器和室外PM2.5传感器；
所述换气模块设置有继电器，与主控单片机连接，由主控单片机控制继电器，通过继电器连接控制进气风扇和排气风扇；
所述继电器还连接控制有二位三通电磁阀，二位三通电磁阀设置在进气风扇到室内送风口的气道上，其中二位三通电磁阀入口端与进气风扇的气道连接，二位三通电磁阀出口1连接温控模块再连接至室内送风口气道，二位三通电磁阀出口2连接过滤器，再经过温控模块连接至室内送风口气道；形成从进气风扇不经过滤器和进气风扇经过滤器的两路进气通道，再经温控模块到室内送风口；
所述通信模块设置有无线或有线通信端口，通过无线或者有线传输方式与云服务器、手机终端进行通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，所述显示模块采用LCD显示屏，设置信息显示、提示显示、报警显示。
3.根据权利要求1所述的基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，所述通信模块设置2G、3G、4G、WIFI、以太网通信网络接口，实现设备通信及公网接入能力。
4.根据权利要求1所述的基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，所述主控单片机还连接控制声音报警模块，通过蜂鸣器报警。
5.根据权利要求1所述的基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，所述的温控模块采用全自动恒温控制器，通过设置阈值温度，控制2路继电器的通断，从而控制加热片、制冷器工作，来调节送入室内的空气温度，达到需要的恒温。
6.根据权利要求1所述的基于空气质量分析的智能新风系统，其特征在于，所述过滤器总共包含HEPA过滤网、活性炭、冷触媒、光触媒4层过滤装置。
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| CN108757538A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-06 | 上海海事大学 | 一种节能换气扇装置 |
| CN108797735A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-13 | 夏文才 | 一种智能卫浴通风装置 |
| CN109212135A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-15 | 江苏中聚检测服务有限公司 | 公共场所空气环境监测公示系统 |
| CN109654626A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-19 | 西南石油大学 | 高密度人群室内温湿度环境调节系统 |
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