TWM525429U - 空氣品質控制系統 - Google Patents

Description

空氣品質控制系統

一種空氣品質控制系統，尤指一種可以偵測室內外環境並相應調節室內環境空氣品質之空氣品質控制系統。

隨著環保意識的抬頭，以及人們對於健康議題的重視，空氣品質的議題逐漸在社會中發酵。現有的居家環境系統，對於室內及室外的空氣品質調控方式不外乎抽氣扇、氣密窗等。然而，在空氣品質不至極差的狀態下，一般人的五感很難去判斷目前室內的空氣品質是否對人體有害。

近年中國快速發展產生霾害問題，讓台灣也開始重視霧霾的危害。此外，台灣西部工業區與火力發電廠產生的懸浮微粒因為地形與風向的關係擴散不易，周遭的居民有罹患心血管及呼吸道疾病的風險。

因此，細懸浮微粒(PM2.5)空氣品質指標成為空氣品質是否達到有害程度的一個依據；細懸浮微粒會造成呼吸道及心血管疾病，例如心肌硬塞、腦血管疾病、還有肺癌。關於PM2.5健康效應，目前證據清楚的是呼吸道及心血管疾病。因為控制空氣品質需要有門檻值，而PM2.5濃度到達指標等級6的高濃度可能已經對人體產生危害。

縱使有空氣清淨機或過濾機等設備存在，其開啟與關閉亦需要靠人類的判斷行為手動為之，亦不能二十四小時不間斷的開啟，除了減 低設備的壽命之外，亦造成能源與金錢的浪費。

因此，如何有效的應對、調整以及控制室內的空氣品質，成為當今眾多待解決的問題之一。

為解決先前技術所提及之問題，本創作提供了一種空氣品質控制系統，包含一運算模組、一雲端資料庫、至少一第一感測模組以及至少一空氣品質調整模組。

其中，該雲端資料庫與該運算模組連接，該至少一第一感測模組個別與該運算模組連接，而該至少一空氣品質調整模組則個別與該運算模組連接。

100‧‧‧室外環境模組

101‧‧‧雲端資料庫

102‧‧‧第二感測模組

103‧‧‧第二路由器

200‧‧‧室內環境模組

201‧‧‧運算模組

202‧‧‧第一感測模組

203‧‧‧第一路由器

204‧‧‧顯示器

205‧‧‧空氣品質調整模組

206‧‧‧空氣品質調整模組

300a‧‧‧介面控制板

300b‧‧‧介面控制板

300c‧‧‧介面控制板

圖1係本創作系統結構示意圖。

為能瞭解本創作的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：請參照圖1，圖1係本創作系統結構示意圖。如圖1所示，空氣品質控制系統包含運算模組201、雲端資料庫101、至少一第一感測模組202以及至少一空氣品質調整模組(205、206)，其中，雲端資料庫101與運算模組201連接，實際實施的連接方式可為有線或無線，本新型不加以限制。而至少一第一感測模組202個別與運算模組201連接，至少一空氣品質調整模組(205、206)亦個別與運算模組201連接。

為更清楚解釋本實施例所能達到之功效，將本實施例同時安裝於室內及室外兩地，包括室外環境模組100以及室內環境模組200。本實施例中，室外環境模組包含第二感測模組102，可與雲端資料庫101連接，雲端資料庫101可為即時空氣品質資料庫，如紀錄懸浮微粒濃度之資料庫；第二感測模組102的數量並不以一個為限，在其他實施例中，亦可以設置多個第二感測模組102，用以偵測室外環境模100中於各個不同海拔、地形甚至是建築物外部周遭各個不同位置的空氣品質狀態。

同理，室外環境模100亦不以一個為限，可以設置多個於室外，以利蒐集更多空氣品質資料。而本實施例中，雲端資料庫101更與第二路由器103連接，但不加以限制。第二路由器103亦可替換為任何具有無線通信功能的裝置甚至是光纖等通信線材，本創作並不以此為限制。

因此，多個室外環境模組100或多個第二感測模組102可有效蒐集即時或非即時的空氣品質資料，並將之儲存在雲端資料庫101中，進行圖像化甚至是影像化的資料編輯儲存，之後再透過第二路由器103將這些資料送出。本實施例中，第二感測模組102可為化學氣體分子感測器、懸浮微粒感測器或其組合，設置為感測特定的氣體分子及懸浮微粒之感測器，其中，主要設定感測且用來偵測空氣品質的指標物質包含一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氮氧化物(NO_x)、甲醛(HCHO)、臭氧(O₃)、PM10及PM2.5。

其中，本實施例以空氣品質指標等級5的PM2.5濃度48μg/m³作為空氣品質好壞的門檻值，且透過運算模組201予以紀錄。接著，雲端資料庫101會將空氣品質的資料傳送至室內環境模組200中的運算模組201，本實施例中，運算模組201更與第一路由器203連接，用以接收來自第 二路由器103傳送的空氣品質資料。當然，在其他實施例中，凡是所有有線或無線通信的手段，皆可以替代第一路由器203及第二路由器103彼此間的連接關係。

而運算模組201可以是個人電腦、工業用計算機或微控制器等裝置，本創作不以此為限。本實施例中，運算模組201可以與顯示器204連接，提供人機介面讓使用者得知當前室外的空氣品質狀態。此外，使用者亦可以透過顯示器204手動控制室內環境模組200中其他與運算模組201直接或間接連接的裝置運作。

為讓使用者可以自由控制、觀看各個裝置的狀態或操作其運作，本實施例中第一感測模組202更透過介面控制板300c與運算模組201連接。使用者除了可透過運算模組201控制第一感測模組202的啟閉之外，亦可透過運算模組201及顯示器204得知當前室內環境的空氣品質。

本實施例中，運算模組201顯示於顯示器204之人機介面可透過LabVIEW^®來實現。LabVIEW^®為美商國家儀器公司開發的一套視覺化程式設計軟體，被設計用來撰寫自動控制用之操作程式與人機介面設計。特點是具有虛擬儀器人機介面，能顯示各種感測器擷取之訊號，不需要在機器上裝置面板顯示。

因此，為控制室內環境的空氣品質，運算模組201更依序透過介面控制板300a、介面控制板300b與空氣品質調整模組206及空氣品質調整模組205連接。在本實施例中，空氣品質調整模組206為開窗裝置，而空氣品質調整模組205為空氣清淨機，然實際上，亦可以設計為開窗裝置、空氣清淨機、空氣過濾機、正負壓調整機或其組合，本創作並不加以限制。

本實施例所述之介面控制板300a~300c可用單晶片控制器來實現，更進一步來說是阿杜伊諾(Arduino)控制器，該些介面控制板300a~300c具有有線或無線之通訊功能，可有效地跟其他與之連接的模組或元件溝通；此外，在某些實施例中，該些介面控制板300a~300c上可設有簡易的顯示螢幕，用以表示使用者欲呈現的資訊。運算模組201可利用其負責控制如空氣品質調整模組205、206等機電設備與自身間的通訊。

因此，透過第一感測器202及第二感測模組102的運用，可以自動感測建築所在地室內外環境的空氣品質指標物質，包含一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氮氧化物(NO_x)、甲醛(HCHO)、臭氧(O₃)、PM10及PM2.5等，除了可以透過顯示器204讓使用者監看室內外空氣品質的狀況外，一但在使用者無法監看時，更可以透過設定運算模組201中對於空氣品質的警戒閾值，達到自動開啟如空氣品質調整模組205或206等開窗裝置、空氣清淨機、空氣過濾機、正負壓調整機或其組合，避免室內環境之空氣品質過糟。

詳細空氣品質的警戒閾值計算方法可透過使用者自行設定，本創作並不加以限制；僅其中一實施方式可透過偵測第一感測器202及第二感測模組102所發出的電壓或其電阻值變化來決定是否達到警戒閾值。

如某些氣體感測器係採用抓放空氣中的懸浮微粒或特定氣體分子的方式來感測空氣品質，因此當第一感測器202及第二感測模組102抓到空氣中的特定目標粒子時，感測器的電阻值會改變，改變的量便可以做為設定警戒閾值的依據。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此 限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作涵蓋之範圍內。

100‧‧‧室外環境模組

101‧‧‧雲端資料庫

102‧‧‧第二感測模組

103‧‧‧第二路由器

200‧‧‧室內環境模組

201‧‧‧運算模組

202‧‧‧第一感測模組

203‧‧‧第一路由器

204‧‧‧顯示器

205‧‧‧空氣品質調整模組

206‧‧‧空氣品質調整模組

300a‧‧‧介面控制板

300b‧‧‧介面控制板

300c‧‧‧介面控制板

Claims (11)

1. 一種空氣品質控制系統，包含：一運算模組；一雲端資料庫，與該運算模組連接；至少一第一感測模組，個別與該運算模組連接；以及至少一空氣品質調整模組，個別與該運算模組連接。
2. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該運算模組是個人電腦、工業用計算機或微控制器。
3. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該雲端資料庫為即時空氣品質資料庫。
4. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該至少一第一感測模組為化學氣體分子感測器、懸浮微粒感測器或其組合。
5. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該至少一空氣品質調整模組為開窗裝置、空氣清淨機、空氣過濾機、正負壓調整機或其組合。
6. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該運算模組與每一該至少一第一感測模組間更透過一介面控制板連接。
7. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該運算模組與每一該至少一空氣品質調整模組間更透過一介面控制板連接。
8. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該運算模組更與一第一路由器連接。
9. 如請求項8所述之空氣品質控制系統，其中該雲端資料庫更與一第二路由器連接。
10. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該運算模組更與至少一顯示器 連接。
11. 如請求項1所述之空氣品質控制系統，其中該雲端資料庫更與每一至少一第二感測模組連接。