一种智能雾霾检测清除装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能雾霾检测清除装置，包括：开关电源、激光粉尘传感器、温湿度传感器、主控制器、蓝牙模块、电子调速器、涵道风机、HEPA过滤网、LED灯、按键和手机APP；主控制器根据传感器检测的颗粒物浓度，控制电子调速器驱动涵道风机，涵道风机将空气内吸入HEPA过滤网进行过滤，实现雾霾的清除；所述APP客户端安装于智能手机上，通过蓝牙与雾霾检测清除装置通讯；APP客户端则是基于java平台的eclipse软件开发，可方便地控制雾霾检测、清除并实时显示室内空气质量。本发明专利技术为室内家居提供集雾霾、温湿度检测、PM2.5清除、开窗提醒和APP客户端为一体的绿色智能家居装置，能为PM2.5环境研究者提供更为真实可靠的室内环境信息，更便于智能家居的推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能雾霾检测清除系统，以及一种实时监控的手机APP客户端，应用于智能家居中，属于仪器仪表领域。
技术介绍
PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM2.5是继甲醛、苯、TVOC、氨、氡室内空气污染“五大杀手”之后，被业内专家称为室内环境的“第六大杀手”。清华大学发布的国内首个室内PM2.5污染大数据调研报告显示，相对于室外PM2.5污染，室内PM2.5污染对人的影响更显著，人均室内PM2.5摄入量为室外的4倍，调研还发现，办公室的空气质量优于家中；客观条件不变的情况下，人的主动行为对室内空气质量影响最为显著；现代人70％～90％时间处于室内，室内空气质量直接影响着人体健康，所以应重视室内环境状况。PM2.5浓度达75微克/立方米为国标上限，66至150微克/立方米，空气质量即为“不健康”；151至250微克/立方米为“非常不健康”；超过251微克/立方米为“危险”，而室外空气普遍大于100微克/立方米，所以开窗通风也成为一个问题。智能家居现在的发展处于窘迫时期，唯一的瓶颈就是成本问题。虽然技术在不断进步，需求也很巨大，但因为设备价格昂贵，不适合大众消费，市场无法推广，不能迅速发展起来，所以价格低廉的智能设计是打开平民市场的关键。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产；大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。国外有些地方已经开始利用大数据，比如，将医疗与大数据结合，创新医疗模式。PM2.5的调查还处于初级阶段，PM2.5与温度、海拔、风力等因素的关系仍不明确，尤其是室内的PM2.5调查，仍然比较少，这种数据调查需要时间长、样本多、样本种类齐全等来保证数据的可靠性和真实性，因此调查成本高、周期长、不便执行。近年来，随着移动终端设备的普及，人们逐渐习惯了使用APP客户端获取信息的方式，因此，一个具备手机APP客户端的智能雾霾检测清除装置方便了人们的生活，也很大程度上降低了成本。申请公布号为CN105299833A的家用空气质量监控系统，根据室内二氧化碳的浓度来判断是否需要换气，同时根据外部空气的PM2.5浓度来判断是通过开窗来通气还是通过过滤模块来通气，保证了室内空气新鲜且不受外部雾霾影响。但是，其系统复杂，没有考虑实用性，需要室内外均安置传感器，且不同方位室外环境状况差异很大，因此需要多个传感器，所需硬件成本极大，不适和智能家居，因此，设计一款低成本方便高效的智能雾霾检测清除系统显得尤为必要，而且APP客户端也能适应广大消费者，使系统更具实用性。申请公布号为CN105241015A的智能空气净化器，基于树莓派控制器，对室内环境状况进行采集并通过通信网络上传到网络服务器，手机客户端也可查看空气质量，便于用户查看。但其因为仅仅依靠净化室内空气，始终保持室内空气封闭，缺少通风，未能实现换气，必然会影响空气质量。此外，其只考虑到用户查看数据，并未真正的意识到数据重要性并利用好数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中的问题，提供一种智能雾霾检测清除系统及其手机APP客户端设计方法，为智能家居提供集雾霾、温湿度检测、PM2.5清除、开窗提醒和APP客户端为一体的绿色智能家居装置，能为PM2.5环境研究者提供更为真实可靠的室内环境信息，更便于智能家居的推广。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种智能雾霾检测清除装置，包括检测装置、清除装置以及控制装置；所述检测装置包括激光粉尘传感器，用于检测颗粒物浓度；所述清除装置为HEPA过滤网，用于净化空气；所述控制装置包括主控制器、电子调速器、涵道风机；所述激光粉尘传感器、所述电子调速器均与所述主控制器相连，所述主控制器控制所述电子调速器的工作状态；所述涵道风机与所述电子调速器相连，所述电子调速器驱动所述涵道风机；所述HEPA过滤网与所述涵道风机相连，所述涵道风机控制所述HEPA过滤网内的气流速度；开关电源为上述各装置供电。进一步地，所述主控制器采用ArduinoUNO主控制器，所述粉尘传感器采用串口协议传输数据，连接ArduinoUNO主控制器的PD0引脚和PD1引脚；所述电子调速器接收ArduinoUNO主控制器的PWM指令来驱动涵道风机，连接ArduinoUNO主控制器的PD5引脚。进一步地，所述检测装置还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于辅助检测室内的温湿度；所述温湿度传感器采用DHT11，连接ArduinoUNO主控制器的PD2引脚。进一步地，所述主控制器对所述电子调速器采用PID控制方式。进一步地，所述PID控制具体为：主控制器根据检测的PM2.5的值，得到误差e＝PM2.5当前-PM2.5给定值，如果40<PM2.5<75,赋给P＝5；如果75<PM2.5<120,赋给P＝10；如果120<PM2.5<200,赋给P＝20；PID的输出y＝P*e，作为涵道风机的PWM控制信号，控制涵道风机转速；所述PM2.5给定值设为40；同时加上限幅保护，即在PM2.5<40时，PID输出y＝0，涵道风机不运行；在PM2.5>200时，PID输出y＝900，涵道风机全速运行。进一步地，所述HEPA过滤网为圆筒型，圆筒上下分别固定安装上挡板和下挡板，圆筒侧面用于释放过滤后的气体；所述上挡板为圆环形，用于和涵道风机出风口对接连通；所述检测装置和所述控制装置均固定在所述下挡板上；所述下挡板上设有三个支架。进一步地，还包括LED灯，在室外PM2.5浓度小于室内PM2.5浓度时点亮所述LED灯；还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块用于和外围设备通讯；所述蓝牙通信模块采用HC-05主从一体蓝牙串口模块，连接ArduinoUNO主控制器的软件串口即PD3引脚和PD4引脚；进一步地，所述外围设备为智能手机，所述智能手机上装有APP客户端；所述APP客户端一方面通过互联网获取服务器数据，包括当地实时雾霾、温湿度、雨量、风力、海拔信息，进行第一次决策是否开窗；若开窗则持续对比室内PM2.5值，进行第二次决策，若室内PM2.5值增大，则建议关闭窗户，否则继续开窗通风，并通过LED灯和APP客户端显示开窗状态；所述APP客户端另一方面将室内实时检测的数据定时通过移动互联网发送至服务器，以供环境研究者使用。进一步地，所述APP客户端的功能还包括：室外环境状况显示、室内环境状况显示、启停装置、开窗提醒。进一步地，还包括按键，用户通过按键能够直接启/停雾霾检测清除装置。本专利技术的有益效果是：1、当室外天气处于不同环境时，系统及APP显示不同的开窗提醒状态，如室外雾霾良好，且处于小雨天气，则建议开窗，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，包括检测装置、清除装置以及控制装置；所述检测装置包括激光粉尘传感器(106)，用于检测颗粒物浓度；所述清除装置为HEPA过滤网(103)，用于清除雾霾、净化空气；所述控制装置包括主控制器、电子调速器、涵道风机(101)；所述激光粉尘传感器(106)、所述电子调速器均与所述主控制器相连，所述主控制器控制所述电子调速器的工作状态；所述涵道风机(101)与所述电子调速器相连，所述电子调速器驱动所述涵道风机(101)；所述HEPA过滤网(103)与所述涵道风机相连，所述涵道风机控制所述HEPA过滤网内的气流速度；开关电源(105)为上述各部分供电。

【技术特征摘要】
1.一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，包括检测装置、清除装置以及控制装置；所述检测装置包括激光粉尘传感器(106)，用于检测颗粒物浓度；所述清除装置为HEPA过滤网(103)，用于清除雾霾、净化空气；所述控制装置包括主控制器、电子调速器、涵道风机(101)；所述激光粉尘传感器(106)、所述电子调速器均与所述主控制器相连，所述主控制器控制所述电子调速器的工作状态；所述涵道风机(101)与所述电子调速器相连，所述电子调速器驱动所述涵道风机(101)；所述HEPA过滤网(103)与所述涵道风机相连，所述涵道风机控制所述HEPA过滤网内的气流速度；开关电源(105)为上述各部分供电。2.根据权利要求1所述的一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，所述主控制器采用ArduinoUNO主控制器(104)，所述激光粉尘传感器(106)采用串口协议传输数据，连接ArduinoUNO主控制器(104)的PD0引脚和PD1引脚；所述电子调速器接收ArduinoUNO主控制器(104)的PWM指令来驱动涵道风机，连接ArduinoUNO主控制器的PD5引脚。3.根据权利要求2所述的一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，所述检测装置还包括温湿度传感器(109)，所述温湿度传感器(109)用于辅助检测室内的温湿度；所述温湿度传感器采用DHT11，连接ArduinoUNO主控制器的PD2引脚。4.根据权利要求2所述的一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，所述主控制器对所述电子调速器采用PID控制方式。5.根据权利要求4所述的一种智能雾霾检测清除装置，其特征在于，所述PID控制具体为：主控制器根据检测的PM2.5的值，得到误差e＝PM2.5当前-PM2.5给定值，如果40<PM2.5<75,赋给P＝5；如果75<PM2.5<120,赋给P＝10；如果120<PM2.5<200,赋给P＝20；PID的输出y＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘天红，于子淇，房胜男，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32