本发明专利技术公开了基于物联网的家居室内空气质量监控方法和系统，该系统紧密结合智能家居，不但实现对空气参数的监测，而且可对所测数据进行分析后实现对空调、空气净化器、抽油烟机等家电的智能控制，很好地提高了系统的智能化程度。该系统包括室内空气质量监测网络模块和实时监控反馈模块。室内空气质量监测网络模块的功能是实时监测室内空气质量参数，为PC端、电视端以及手机端显示所监测到的空气质量信息提供数据。实时监控反馈模块的功能是查看室内空气质量实时情况，接收警报，PC端和移动终端可对所测数据进行分析后实现对空调、空气净化器、抽油烟机等家电的智能控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于物联网的家居室内空气质量监控方法和系统，属于嵌入式系统设计、物联网和智能家居的
技术介绍
近年来，环境污染日益严重，已经成为了制约我国的经济发展和人民的日常生活的重要问题。其中，空气污染与每个人息息相关，更是社会关注的重点。对比环保部门每天都会发布的各城市的室外空气污染指数，室内空气污染往往被忽视。室内空气污染是指由于各种原因导致的室内空气中有害物质超标，进而影响人体健康的室内环境污染行为。有害物包括颗粒物、甲醛、苯、氨等。随着污染程度加剧，人体会产生亚健康反应甚至威胁到生命安全，是日益受到重视的人体危害之一。根据清华大学近期发布的首个室内空气污染公益调研报告的结果表明，“北京室内空气有1/3的时间处于“污染”等级，人均室内PM2.5的吸入量是室外的4倍，办公室的空气质量比家中要好，空气净化器等有明显的作用。现有的空气质量监测系统等着重于室外空气质量监测，考虑到室内空气质量问题的并不多。即使有那些号称室内空气质量监测团队，检测技术也不尽规范，无法得到国家相关执行标准，个人对于室内空气质量检测不受国家相关法规肯定。除此之外，现有室内空气质量检测具有实时性差，需要携带设备进行实现、操作复杂，场所适应性较差，与智能管理系统兼容性低、可扩展性差，检测成本高，检测数据的暂时性等问题。而“空气净化器”自带的空气质量检测功能，又有探测范围受限、探测精度不高以及对探测结果的运算分析能力弱等不足。目前室内家居环境当中缺少经济有效的空气污染监测的方法和手段。例如人们十分关注的PM2.5，环保部门的监测点数量有限且都在室外，而室内的情况如何则无从而知。又如新买的家具、新装修的新房里散发出来的甲醛、苯等挥发性气体是家居当中的一大主要污染源，是产生很多恶性疾病的罪魁祸首，通常情况下人们只能请来环保部门的专业人士使用专门的仪器才能测量，费时费力费钱，更主要的是对自身健康的担忧。再如对于厨房油烟和火灾时的烟雾报警，虽然目前部分高档小区已经配备了烟雾报警器，但由于实际使用当中经常出现的错报、误报以及安装位置不合适和设置使
用不便等问题而往往被当作是“鸡肋”。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决上述现有技术的不足，提供了基于物联网的家居室内空气质量监控方法和系统，该系统紧密结合智能家居，不但实现对空气参数的监测，而且可对所测数据进行分析后实现对空调、空气净化器、抽油烟机等家电的智能控制，很好地提高了系统的智能化程度。方法流程：步骤1：首先搭建基于物联网技术的室内空气质量监测网络，通过电路设计将终端的传感节点与相关的传感器进行连接，按照室内的房间的不同布置若干个终端的传感节点，其中的每个传感节点都拥有唯一的ID号用于识别，同时布置一个网关节点承担网络的建立和数据汇聚。步骤2：搭建PC端的网关节点用于接收反馈数据，拟自主编写PC端可用软件代码，然后与网关节点的对接，在PC端向用户呈现可视化图形界面。界面上分为若干个功能图形标志。管理员和用户可通过在图形界面上选择接收数据和分析功能，实现对网关节点收集的数据的接收并将数据上传到网络，对空气参数数据进行分类和处理分析。还可以通过选择设置阈值功能来限定启动PC端监控软件的报警功能。步骤3：搭建基于Andriod平台的的移动终端的实时监控，在每位用户的手机上进行安装，通过与空气质量监测网络模块的对接，对室内空气质量的实时监控，在接收基于网关节点传送的数据后，用户可通过该软件显示即时空气质量颜色警示模拟图实现实时的监测，再通过超过预定阈值警示用户，使用户自我判断是否进行操作实现对室内空气质量的调节控制。步骤4：搭建用于电视端的实时监控，用户将网关的HDMI接口连接电视后便可方便快速地了解到监控信息，从而避免对无线局域网和电脑的过分依赖。步骤5：网关节点首先建立星型网络，每个传感节点在完成组网后通过相连的检测空气参数的传感器按照指定的时间间隔采集信号，随后将信号通过放大、模数变换等处理后得到原始数据，接着按照预先定义的帧格式重新组帧后将数据发送给网关节点。步骤6：将网关节点通过WIFI连接上网络，并通过HDMI线连接至电视，用户便可通过PC端监控系统利用电脑查看监控信息，或者利用电视端监控系统进行查看，还可利用移动终端监控系统通过手机或者平板电脑进行方便快捷的查看。若一旦室内空气
出现异常情况，用户还可通过电脑、电视或手机收到实时的警报。步骤7：将网关节点中红外信号转发模块的红外发射器布置合适位置，确保家电可以顺利接受到转发的红外信号。本专利技术还提供了一种基于物联网的家居室内空气质量监控系统，该系统包括室内空气质量监测网络模块和实时监控反馈模块。室内空气质量监测网络模块的功能是实时监测室内空气质量参数，为PC端、电视端以及手机端显示所监测到的空气质量信息提供数据。室内空气质量监测网络模块包括传感节点和网关节点。传感节点包括传感器模块、控制器模块、无线通信模块和红外信号转发模块。传感器模块负责采集前文所述的各种空气质量参数。再通过接口电路将这些所采集到的数据传递给控制器模块。控制器模块是整个系统的控制中心，负责采集传感器模块的数据并加以处理。无线通信模块可以在节点之间形成自组织网络，一方面接收控制器模块传来的已处理过的数据，另一方面将数据通过自组织网络选择合适的路径上传至网关节点。红外信号转发模块连接控制器模块。实现依据家居室内空气环境的实时情况而调整对相关家电的控制的功能。网关节点包括无线通信模块、控制器模块、网络通信模块。无线通信模块接收传感节点通过无线网络传送的数据。控制器模块通过串口接收无线通信模块传来的数据，再通过处理器处理后将数据转发给与之相连的网络通信模块。此外，控制器模块还可连接电视机显示信息。网络通信模块将从控制器模块收到的数据上传至互联网，最后放送至实时监控平台。实时监控反馈模块的功能是查看室内空气质量实时情况，接收警报，PC端和移动终端可对所测数据进行分析后实现对空调、空气净化器、抽油烟机等家电的智能控制。实时监控反馈模块包括PC端监控系统、电视端监控系统和移动终端监控系统。PC端监控系统模块在PC端设计图形用户界面让用户可以详细查询家居室内空气质量的各种详细参数信息，并且支持用户设置报警阈值、下载数据等功能。电视端监控系统模块在电视机上显示监控信息。移动终端监控系统模块让用户可以利用手机或者平板电脑通过软件方便及时地查
看相关的监测信息。本专利技术系统是由上述模块联合实现对室内空气质量监测网络采集并传输来的数据进行实时更新和显示，并支持用户的自定义设置。有益效果：1、本专利技术通过无线传感器网络实现各节点之间的通信，无需布线，结构简单，安装维护简便。2、本专利技术采用的是低成本高性能的解决方案，性价比高。3、本专利技术采用从用户角度出发的人性化设计，设计合理，实时性好。用户可以通过多种方式实现对空气参数的监测。4、本专利技术采用模块化设计的思想，可扩展性强，并且可按照用户的实际需求进行模块化订制。5、本专利技术紧密结合智能家居，不但实现对空气参数的监测，还可对所测数据进行分析后实现对空调、空气净化器、抽油烟机等家电的智能控制，系统的智能化程度高。6、本专利技术采用物联网的构架设计出的模块化、可扩展性强的嵌入式系统设备来实现对家居室内环境中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于物联网的家居室内空气质量监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：首先搭建基于物联网技术的室内空气质量监测网络，通过设计电路连接终端的传感节点与对应的传感器，按照室内房间的不同布置若干个终端的传感节点，其中的每个传感节点都拥有唯一的ID号用于识别，同时布置一个网关节点承担网络的建立和数据汇聚；步骤2：搭建PC端的网关节点用于接收反馈数据，与监测网络的网关节点对接，在PC端向用户呈现可视化图形界面；步骤3：搭建基于Andriod平台的的移动终端的实时监控，在每位用户的手机上进行安装软件，通过与空气质量监测网络模块的对接在接收基于网关节点传送的数据后，用户通过该软件显示即时空气质量颜色警示模拟图实现实时的监测或者通过超过预定阈值警示用户，使用户自我判断是否进行操作实现对室内空气质量的调节控制；步骤4：搭建用于电视端的实时监控，用户将网关的HDMI接口连接电视后便可方便快速地了解到监控信息，从而避免对无线局域网和电脑的过分依赖；步骤5：网关节点首先建立网络，每个传感节点在完成组网后通过相连的检测空气参数的传感器按照指定的时间间隔采集信号，随后将信号处理后得到原始数据，接着按照预先定义的帧格式重新组帧后将数据发送给网关节点；步骤6：将网关节点连接上网络，并连接至电视，用户便可通过PC端监控系统利用电脑查看监控信息，或者利用电视端监控系统进行查看，利用移动终端监控系统通过手机或平板电脑进行方便快捷的查看；若一旦室内空气出现异常情况，用户可通过电脑、电视或手机收到实时的警报；步骤7：将网关节点中红外信号转发模块的红外发射器布置合适位置，确保家电可以顺利接受到转发的红外信号。...
【技术特征摘要】
1.基于物联网的家居室内空气质量监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：首先搭建基于物联网技术的室内空气质量监测网络，通过设计电路连接终端的传感节点与对应的传感器，按照室内房间的不同布置若干个终端的传感节点，其中的每个传感节点都拥有唯一的ID号用于识别，同时布置一个网关节点承担网络的建立和数据汇聚；步骤2：搭建PC端的网关节点用于接收反馈数据，与监测网络的网关节点对接，在PC端向用户呈现可视化图形界面；步骤3：搭建基于Andriod平台的的移动终端的实时监控，在每位用户的手机上进行安装软件，通过与空气质量监测网络模块的对接在接收基于网关节点传送的数据后，用户通过该软件显示即时空气质量颜色警示模拟图实现实时的监测或者通过超过预定阈值警示用户，使用户自我判断是否进行操作实现对室内空气质量的调节控制；步骤4：搭建用于电视端的实时监控，用户将网关的HDMI接口连接电视后便可方便快速地了解到监控信息，从而避免对无线局域网和电脑的过分依赖；步骤5：网关节点首先建立网络，每个传感节点在完成组网后通过相连的检测空气参数的传感器按照指定的时间间隔采集信号，随后将信号处理后得到原始数据，接着按照预先定义的帧格式重新组帧后将数据发送给网关节点；步骤6：将网关节点连接上网络，并连接至电视，用户便可通过PC端监控系统利用电脑查看监控信息，或者利用电视端监控系统进行查看，利用移动终端监控系统通过手机或平板电脑进行方便快捷的查看；若一旦室内空气出现异常情况，用户可通过电脑、电视或手机收到实时的警报；步骤7：将网关节点中红外信号转发模块的红外发射器布置合适位置，确保家电可以顺利接受到转发的红外信号。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居室内空气质量监控方法，其特征在于，所述步骤2的界面上分为若干个功能图形标志；管理员和用户通过在图形界面上选择接收数据和分析功能，对网关节点收集的数据的接收并将数据上传到网络，对空气参数数据进行分类和处理分析；通过选择设...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉娇，沈澍，孙坚，王汝传，单玥，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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