一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，包括用于檢測室內空氣的溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、甲醛濃度和一氧化碳濃度的空氣檢測終端，其輸出端與用于對各種檢測數據進行分析處理并顯示的家庭控制中心的輸入端相連，家庭控制中心與遠程云端服務器雙向通訊，遠程云端服務器輸出檢測信息至手機終端。本發明的主處理器直接控制監測數據的顯示和異常情況的警報，處理迅速，反應時間短，與遠程云端服務器的通訊可在手機APP端實現遠程監測，操作性好、反應時間短、遠程實時跟蹤、網絡容量大、安全性高。
【專利說明】一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統
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技術領域
[0002]本發明涉及家居環境空氣質量檢測技術領域，尤其是一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統。
[0003]
【背景技術】
[0004]近年來，全球空氣污染日益嚴重已成為不爭的事實，人們對居住環境的空氣質量越來越關注，對室內空氣環境信息的需求越來越高。家居環境空氣可能存在的幾種污染物會對住戶的身體健康造成嚴重的傷害。甲醛廣泛用于建筑材料，是無色、具有強烈刺激性氣味的氣體，更是高致癌物質。對于剛裝修好或者是剛剛換了新家具的房子，甲醛容易超標，游離在皮膚上的甲醛超標就會使人產生過敏反應，輕者會發生皮膚過敏、紅腫、發癢等癥狀，重者會連續咳嗽，繼而引發氣管炎和多種過敏癥，長時間在這種環境中對身體的損害極大。而對于家中有老人和孩子的家庭，煤氣泄漏是潛在的巨大威脅。同時，花粉、粉塵等吸入顆粒物容易導致花粉過敏、呼吸道疾病和哮喘病的發生。因此，對居家空氣質量的檢測至關重要。
[0005]目前，現有的檢測系統主要使用ZigBee技術組網通信，需要進行布線，成本較高，不適合已裝修好的家庭使用。同時，沒有配套提供與云服務器通信的手機APP，無法再遠程進行數據監測和獲得相關的分析信息。
[0006]

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提供一種由云服務器支持，操作性好、反應時間短、遠程實時跟蹤、網絡容量大、安全性高的智能化實時家居環境空氣質量檢測系統。
[0008]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，包括一個或多個用于檢測室內空氣的溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、甲醛濃度和一氧化碳濃度的空氣檢測終端，空氣檢測終端通過WIFI信號與用于對各種檢測數據進行分析處理并顯示的家庭控制中心通訊，家庭控制中心與遠程云端服務器雙向通訊，遠程云端服務器輸出檢測信息至手機終端。
[0009]所述空氣檢測終端包括數據采集模塊、從處理器和數據傳輸模塊，所述數據采集模塊由用于檢測溫濕度的數字溫濕度傳感器、用于檢測氧氣濃度的氧氣傳感器、用于檢測二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器、用于檢測粉塵含量的粉塵傳感器、用于檢測甲烷濃度的甲烷傳感器、用于檢測甲醛濃度的甲醛傳感器和用于檢測一氧化碳濃度的一氧化碳傳感器組成，數字溫濕度傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、粉塵傳感器、甲烷傳感器、甲醛傳感器、一氧化碳傳感器的輸出端均與從處理器的輸入端相連，從處理器的輸出端與數據傳輸模塊的輸入端相連，數據傳輸模塊的輸出端與家庭控制中心的輸入端相連，所述從處理器采用STC系列單片機系統，或者采用嵌入式處理器系統。
[0010]所述家庭控制中心包括主處理器、顯示模塊、第二 WIFI模塊和以太網模塊，所述主處理器的輸入端通過第二 WIFI模塊與數據傳輸模塊的輸出端相連，主處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端相連，主處理器通過以太網模塊與遠程云端服務器雙向通訊;所述主處理器采用STC系列單片機系統，或者采用嵌入式處理器系統，所述第二WIFI模塊采用TLG10UA03串口WIFI模塊。
[0011]所述數據傳輸模塊采用第一WIFI模塊，所述第一 WIFI模塊采用TLG10UA03串口WIFI模塊。
[0012]所述家庭控制中心還包括開關、按鍵、指示燈和蜂鳴器，所述主處理器的第一輸入端接開關，所述主處理器的第二輸入端與按鍵相連，所述主處理器的第二輸出端接指示燈，所述主處理器的第三輸出端與蜂鳴器相連。
[0013]由上述技術方案可知，本發明的主處理器和從處理器完成數據的分析處理，遠程云端服務器將處理好的數據生成報表，防止因用戶數量龐大造成的數據處理量多大使服務器癱瘓的現象;主處理器直接控制監測數據的顯示和異常情況的警報，處理迅速，反應時間短，與遠程云端服務器的通訊可在手機APP端實現遠程監測，操作性好、反應時間短、遠程實時跟蹤、網絡容量大、安全性高。此外，本系統作為實時監測系統，可配合系列的智能家電使用，為智控燃氣灶、智能空氣凈化系統、智能新風系統等提供監測數據，在遠程云端服務器的支持下，實現家居空氣的智能實時調節和遠程控制
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的系統組成框圖。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，包括一個或多個用于檢測室內空氣的溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、甲醛濃度和一氧化碳濃度的空氣檢測終端I，空氣檢測終端I通過WIFI信號與用于對各種檢測數據進行分析處理并顯示的家庭控制中心2通訊，家庭控制中心2與遠程云端服務器3雙向通訊，遠程云端服務器3輸出檢測信息至手機終端4。
[0017]如圖1所示，所述空氣檢測終端I包括數據采集模塊、從處理器和數據傳輸模塊，所述數據采集模塊由用于檢測溫濕度的數字溫濕度傳感器、用于檢測氧氣濃度的氧氣傳感器、用于檢測二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器、用于檢測粉塵含量的粉塵傳感器、用于檢測甲烷濃度的甲烷傳感器、用于檢測甲醛濃度的甲醛傳感器和用于檢測一氧化碳濃度的一氧化碳傳感器組成，數字溫濕度傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、粉塵傳感器、甲烷傳感器、甲醛傳感器、一氧化碳傳感器的輸出端均與從處理器的輸入端相連，從處理器的輸出端與數據傳輸模塊的輸入端相連，數據傳輸模塊的輸出端與家庭控制中心2的輸入端相連。所述數據傳輸模塊采用第一 WIFI模塊。
[0018]如圖1所示，所述家庭控制中心2包括主處理器、顯示模塊、第二 WIFI模塊和以太網模塊，所述主處理器的輸入端通過第二 WIFI模塊與數據傳輸模塊的輸出端相連，主處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端相連，主處理器通過以太網模塊與遠程云端服務器3雙向通訊。所述家庭控制中心2還包括開關、按鍵、指示燈和蜂鳴器，所述主處理器的第一輸入端接開關，所述主處理器的第二輸入端與按鍵相連，所述主處理器的第二輸出端接指示燈，所述主處理器的第三輸出端與蜂鳴器相連。
[0019]本系統空氣質量檢測包括對室內空氣的溫度、濕度、甲醛、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、PM2.5的檢測以及花粉、粉塵的檢測，通過WIFI技術進行室內組網通信，家庭控制中心2分析處理各種測量數據，顯示實時空氣情況，并將數據輸出到遠程云端服務器3。遠程云端服務器3在遠端接收監測數據，可實現用戶數據的建檔、記錄、存儲、分析。用戶通過手機app可登陸遠程云端服務器3，實時遠程監控，消除燃氣泄漏等隱患。本系統適用范圍廣泛、測量參數多，為用戶提供全面、可靠的環境信息，具有非常重要的科研意義和實用價值。
[0020]從處理器對傳感器采集的數據做部分處理;數據傳輸模塊通過WIFI與家庭控制中心2進行數據通信，構建無線傳感網絡，將各個房間的實時空氣質量情況傳輸到家庭控制中心2，增強了對系統實時管理的時效性。所述家庭控制中心2將各布點測量數據分析處理，通過顯示模塊顯示，當數據超出設定閾值時進行聲光警報。同時，將測量數據通過以太網模塊發送到遠程云端服務器3。所述遠程云端服務器3遠程接收來自各用戶的數據，進行建檔、存儲、分析。所述手機終端4上的手機app供用戶實時查看家中空氣情況，其報警功能可有效減小甲醛超標、燃氣泄漏等安全隱患。
[0021]主處理器內部運行一套算法，根據適宜人體健康的標準設置各監測值的閾值范圍，并將各傳感器的測量值與之分析和比較，超出設定閾值自動進行報警;顯示模塊配合基本按鍵實現人機交互;第二WIFI模塊負責與各檢測終端進行組網，同時與以太網模塊共同負責將家庭控制中心2的數據發送到遠程云端服務器3記錄、存儲，避免WIFI信號不穩定造成傳輸中斷的情況。
[0022]所述主處理器、從處理器采用STC系列單片機系統，或者采用嵌入式處理器系統。第一 WIFI模塊和第二 WIFI模塊均采用TLG10UA03串口 WIFI模塊。組網方式采用無線局域網和以太網的方式，住戶根據房型特點進行空氣監測終端的布點，嵌入式WIFI模塊將各個房間傳感器采集的數據通過WIFI發送到家庭控制中心2，家庭中心對數據處理后，生成特定的數據包，由以太網的方式發送至遠程云端服務器3，同時提供無線方式傳輸。所述遠程云端服務器3記錄用戶端家庭數據，生成監測報表，個人電腦端可通過IP地址登錄查看。手機app基于Android系統進行開發，供用戶在線登錄，可查看空氣相關參數的最新情況和變化曲線，并提供今日環境空氣污染情況，居家空氣調節建議
綜上所述，本發明的主處理器和從處理器完成數據的分析處理，遠程云端服務器3將處理好的數據生成報表，防止因用戶數量龐大造成的數據處理量多大使服務器癱瘓的現象；主處理器直接控制監測數據的顯示和異常情況的警報，處理迅速，反應時間短，與遠程云端服務器3的通訊可在手機APP端實現遠程監測，操作性好、反應時間短、遠程實時跟蹤、網絡容量大、安全性高。
【主權項】
1.一種智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，其特征在于:包括一個或多個用于檢測室內空氣的溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、甲醛濃度和一氧化碳濃度的空氣檢測終端(1)，空氣檢測終端(I)通過WIFI信號與用于對各種檢測數據進行分析處理并顯示的家庭控制中心(2)通訊，家庭控制中心(2)與遠程云端服務器(3)雙向通訊，遠程云端服務器(3)輸出檢測信息至手機終端(4)。2.根據權利要求1所述的智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，其特征在于:所述空氣檢測終端(I)包括數據采集模塊、從處理器和數據傳輸模塊，所述數據采集模塊由用于檢測溫濕度的數字溫濕度傳感器、用于檢測氧氣濃度的氧氣傳感器、用于檢測二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器、用于檢測粉塵含量的粉塵傳感器、用于檢測甲烷濃度的甲烷傳感器、用于檢測甲醛濃度的甲醛傳感器和用于檢測一氧化碳濃度的一氧化碳傳感器組成，數字溫濕度傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、粉塵傳感器、甲烷傳感器、甲醛傳感器、一氧化碳傳感器的輸出端均與從處理器的輸入端相連，從處理器的輸出端與數據傳輸模塊的輸入端相連，數據傳輸模塊的輸出端與家庭控制中心(2)的輸入端相連，所述從處理器采用STC系列單片機系統，或者采用嵌入式處理器系統。3.根據權利要求1所述的智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，其特征在于:所述家庭控制中心(2)包括主處理器、顯示模塊、第二 WIFI模塊和以太網模塊，所述主處理器的輸入端通過第二 WIFI模塊與數據傳輸模塊的輸出端相連，主處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端相連，主處理器通過以太網模塊與遠程云端服務器(3)雙向通訊;所述主處理器采用STC系列單片機系統，或者采用嵌入式處理器系統，所述第二 WIFI模塊采用TLG10UA03串口 WIFI模塊。4.根據權利要求2所述的智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，其特征在于:所述數據傳輸模塊采用第一 WIFI模塊，所述第一 WIFI模塊采用TLG10UA03串口 WIFI模塊。5.根據權利要求3所述的智能化實時家居環境空氣質量檢測系統，其特征在于:所述家庭控制中心(2)還包括開關、按鍵、指示燈和蜂鳴器，所述主處理器的第一輸入端接開關，所述主處理器的第二輸入端與按鍵相連，所述主處理器的第二輸出端接指示燈，所述主處理器的第三輸出端與蜂鳴器相連。
【文檔編號】G01N33/00GK105954467SQ201610302043
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】孫少明, 邵東升, 彭偉, 占禮葵, 楊曉悅, 孫怡寧
【申請人】中科院合肥技術創新工程院