一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于NB‑IOT的除甲醛新风系统，属于窄带物联网的应用技术领域，本发明专利技术主要包括单片机MCU、NB‑IOT连接模块、环境采集传感器模块、新风系统出风口模块、新风系统进风口模块、平台数据处理模块、电源管理模块；可以检测房间内不同家具平均每小时释放的甲醛量，形成数据分析。并有针对性地进行除甲醛任务。使得人不在家里就可以对房间里的空气情况进行操控。

A New Air System for Formaldehyde Removal Based on NB-IOT

The invention provides a formaldehyde-removing fresh air system based on NB_IOT, which belongs to the application technology field of narrowband Internet of Things. The invention mainly includes MCU, NB_IOT connection module, environment acquisition sensor module, air outlet module of fresh air system, air outlet module of fresh air system, platform data processing module and power management module, which can detect the average size of different furniture in a room. The amount of formaldehyde released at that time forms data analysis. The task of removing formaldehyde was carried out. So that people can control the air condition in the room without being at home.

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统
本专利技术涉及窄带物联网的应用技术，尤其涉及一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统。
技术介绍
现有的室内空气新风系统，无法智能的检测个别空气颗粒较多，有害物质较多的房间，无法实时性的进行空气更换。如何针对各个房间内有害气体和异味浓度的不同，进行差异化净化空气，以个性化智能化地为不同的环境提供换气服务。智能化控制屋内温度、湿度、CO2浓度和有害气体、烟、臭气的排除。并且基于现在社会的重工业、汽车尾气等的污染，外界的空气质量也令人堪忧。新风系统在排出室内污浊空气时，有可能对外界的空气进行二次污染。而在引进外界空气时，不进行过滤，也会带来外界的雾霾和空气中的尘埃。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统，可以检测房间内不同家具平均每小时释放的甲醛量，形成数据分析。并有针对性地进行除甲醛任务。使得人不在家里就可以对房间里的空气情况进行操控。本专利技术的技术方案是：一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统，主要包括单片机MCU、NB-IOT连接模块、环境采集传感器模块、新风系统出风口模块、新风系统进风口模块、平台数据处理模块、电源管理模块；其中，单片机用来实时读取温湿度传感器、O2传感器、PM2.5传感器和甲醛浓度传感器；同时各类传感模块和MCU通过串口或IIC总线连接，网络传输采用NB-IOT模块，为采集终端和智能平台搭建稳定的数据传输通道；平台数据处理模块由服务器、防火墙组成，主要工作是接收、处理终端上报传感器数据，进行数据库存储，并通过大数据分析和机器学习进行智能化信息数据分析，提供给新风系统工作模式的智能化预测；所述电源管理模块主要由DC-DC稳压芯片、三极管和可控硅组成，由MCU通过GPIO口精确控制三极管和可控硅的通断状态，实现各模块的电源分配。优选的，所述单片机MCU采用MSP430单片机，集成在新风系统的主控板上，提高新风系统的智能化控制，并设置好各类温湿度阈值、甲醛阈值、PM2.5阈值、O2阈值，当采集到的传感器数据超过阈值时，MSP430单片机控制新风系统自动根据适宜人体的阈值进行工作。优选的，远程无线通讯采用NB-IOT模块，MCU将采集的数据通过RS232发给NB-IOT，采用5G窄带通道传输到平台，优选的，平台处理模块将存储的数据通过大数据分析和机器学习分析得出有毒物质浓度增长时间规律变化，展示web网页数据发布展示功能，并对新风系统采取智能化控制开关，除甲醛功能、增减温湿度、对空气杀菌消毒除尘；智能监控空气过滤网，实时提醒该如何更换过滤网。优选的，所述环境采集传感器模块包含温湿度传感器、甲醛浓度传感器、PM2.5、O2传感器。优选的，当检测到空气中的O2浓度过低时，对室内进行通风，补充O2浓度。优选的，根据大数据分析和机器学习分析得出各类室内空气模式，有清新田园空气模式、带有精油舒缓情绪模式、果香空气模式，使用者可以自主选择，夜晚有助于睡眠模式的挥发精油的空气，白天清新空气田园模式。优选的，MCU通过串口以AT指令方式控制NB-IOT模组工作，控制过程如下：1)MCU发送AT+CGSN＝1命令，查看NB-IOT模组是否有IMEI号返回，若有返回，则NB-IOT模组状态正常，若没有返回，说明NB-IOT模组异常，异常标志置1；2)按照AT指令，MCU分别发送AT+CSQ(查询信号强度)、AT+NUESTATS(查询模块状态)、AT+CEREG？(查寻注网状态)、AT+CSCON？(查询连接状态)；3)查询模块联网成功后，系统进入待机状态，等待收发数据。本专利技术的有益效果是该系统可以智能化地采集屋内温湿度、PM2.5浓度、O2浓度和甲醛等，并通过NB-IOT传输到平台终端，存储在数据库中，进行大数据分析和机器学习，并展示在web页面中，发送数据给MCU，智能控制新风系统进行除菌、除PM2.5、除甲醛等，也可以选择多种空气模式，有精油味道的安眠空气、清新田园空气、果香味道的空气等。同时，也实时监控进出气口的过滤网，需要更换时及时提醒用户更换。附图说明图1是本专利技术的系统架构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的内容进行更加详细的阐述：本专利技术的一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统，主要包括单片机MCU、NB-IOT连接模块、温湿度传感器、PM2.5传感器、O2传感器、甲醛传感器模块、新风系统出风口模块、新风系统进风口模块。其中单片机MCU采用MSP430单片机，用来实时读取温湿度传感器、O2传感器、PM2.5传感器和甲醛浓度传感器等。同时各类传感模块和MCU通过串口或IIC总线连接，网络传输采用NB-IOT模块，为采集终端和智能平台搭建稳定的数据传输通道。平台数据处理部分由服务器、防火墙组成，主要工作是接收、处理终端上报传感器数据，进行数据库存储。将存储的数据通过大数据分析和机器学习分析得出有毒物质浓度增长时间规律变化，展示web网页数据发布展示功能，并对新风系统采取智能化控制开关，除甲醛功能、增减温湿度、对空气杀菌消毒除尘。智能监控空气过滤网，实时提醒该如何更换过滤网。其中，单片机MCU采用MSP430单片机，集成在新风系统的主控板上，提高新风系统的智能化控制，并设置好各类温湿度阈值、甲醛阈值、PM2.5阈值、O2阈值等，当采集到的传感器数据超过阈值时，MSP430单片机控制新风系统自动根据适宜人体的阈值进行工作。远程无线通讯采用NB-IOT模块，MCU将采集的数据通过RS232发给NB-IOT，采用5G窄带通道传输到平台，平台处理部分主要由服务器、防火墙组成，防攻击性较强，进行数据库存储，并通过大数据分析和机器学习进行智能化信息数据分析，提供给新风系统工作模式的智能化预测。环境采集传感器单元包含温湿度传感器、甲醛浓度传感器、PM2.5、O2传感器等。当检测到空气中的O2浓度过低时，新风系统智能化对室内进行通风，补充O2浓度。根据大数据分析和机器学习分析得出各类室内空气模式，有清新田园空气模式、带有精油舒缓情绪模式、果香空气模式，使用者可以自主选择，夜晚有助于睡眠模式的挥发精油的空气，白天清新空气田园模式等。实时监控出风口和进风口的过滤网，当过滤网中的甲醛、尘埃、有毒气体和CO2浓度超标时，web页面可以显示需要更换过滤网，同时新风系统也会报警提醒用户更换过滤网。电源管理模块由DC-DC稳压芯片、三极管和可控硅等组成，可由MCU通过GPIO口精确控制三极管和可控硅的通断状态，实现各模块的电源分配，最大限度节约耗电，提高电池的使用寿命。MCU通过串口以AT指令方式控制NB-IOT模组工作，控制过程如下：1)MCU发送AT+CGSN＝1命令，查看NB-IOT模组是否有IMEI号返回，若有返回，则NB-IOT模组状态正常，若没有返回，说明NB-IOT模组异常，异常标志置1；2)按照AT指令，MCU分别发送AT+CSQ(查询信号强度)、AT+NUESTATS(查询模块状态)、AT+CEREG？(查寻注网状态)、AT+CSCON？(查询连接状态)；3)查询模块联网成功后，系统进入待机状态，等待收发数据。以上所述的实施例，只是本专利技术具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本专利技术技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IOT的除甲醛新风系统，其特征在于，主要包括单片机MCU、NB‑IOT连接模块、环境采集传感器模块、新风系统出风口模块、新风系统进风口模块、平台数据处理模块、电源管理模块；其中，单片机用来实时读取温湿度传感器、O2传感器、PM2.5传感器和甲醛浓度传感器；同时各类传感模块和MCU通过串口或IIC总线连接，网络传输采用NB‑IOT模块，为采集终端和智能平台搭建稳定的数据传输通道；平台数据处理模块由服务器、防火墙组成，主要工作是接收、处理终端上报传感器数据，进行数据库存储，并通过大数据分析和机器学习进行智能化信息数据分析，提供给新风系统工作模式的智能化预测；所述电源管理模块主要由DC‑DC稳压芯片、三极管和可控硅组成，由MCU通过GPIO口精确控制三极管和可控硅的通断状态，实现各模块的电源分配。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT的除甲醛新风系统，其特征在于，主要包括单片机MCU、NB-IOT连接模块、环境采集传感器模块、新风系统出风口模块、新风系统进风口模块、平台数据处理模块、电源管理模块；其中，单片机用来实时读取温湿度传感器、O2传感器、PM2.5传感器和甲醛浓度传感器；同时各类传感模块和MCU通过串口或IIC总线连接，网络传输采用NB-IOT模块，为采集终端和智能平台搭建稳定的数据传输通道；平台数据处理模块由服务器、防火墙组成，主要工作是接收、处理终端上报传感器数据，进行数据库存储，并通过大数据分析和机器学习进行智能化信息数据分析，提供给新风系统工作模式的智能化预测；所述电源管理模块主要由DC-DC稳压芯片、三极管和可控硅组成，由MCU通过GPIO口精确控制三极管和可控硅的通断状态，实现各模块的电源分配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步的包括，所述单片机MCU采用MSP430单片机，集成在新风系统的主控板上，提高新风系统的智能化控制，并设置好各类温湿度阈值、甲醛阈值、PM2.5阈值、O2阈值，当采集到的传感器数据超过阈值时，MSP430单片机控制新风系统自动根据适宜人体的阈值进行工作。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步的包括，NB-IOT连接模块进行远程无线通讯，MCU将采集的数据通过RS232发给NB-IOT，采用5G窄带通道传输到平台，4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步的包括，平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：于玲，马辰，徐驰，
申请(专利权)人：济南浪潮高新科技投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37