一种用于室内环境气味调控的智能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于室内环境气味调控的智能系统，包括部署在室内不同位置的多个无线传感器节点、能够进行自动控制的换气设备、部署在室内的至少一个气味释放装置和终端控制器；无线传感器节点和气味释放装置部署位置根据室内气体浓度分布情况合理选择，通过计算流体力学方法对室内环境空气流动进行仿真，得到室内气体浓度分布，然后根据气体浓度大小确定无线传感器节点在室内的部署位置；气味释放装置包括超声微孔雾化片模块、气味液体容器、风扇、电机模块、无线收发模块以及单片机，超声微孔雾化片固定在液体容器的瓶口处，断电状态时起到密封作用。

An intelligent system for indoor environmental odor control

The invention relates to an intelligent system for odor control in indoor environment, including a plurality of wireless sensor nodes deployed at different locations in the room, a ventilation device capable of automatic control, at least one odor release device and a terminal controller deployed in the room, a wireless sensor node and a odor release device deployment location. According to the reasonable choice of indoor gas concentration distribution, the indoor air flow is simulated by computational fluid dynamics method, and the indoor gas concentration distribution is obtained. Then the deployment position of wireless sensor nodes is determined according to the gas concentration. Odorous liquid container, fan, motor module, wireless transceiver module and microcontroller, ultrasonic microporous atomizer is fixed at the bottle mouth of the liquid container, and plays a sealing role when the power is off.

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内环境气味调控的智能系统
本专利技术属于智能家居领域，涉及一种用于室内环境气味调控的智能系统。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，家居种类也越来越丰富，各种各样的家用电器以及家具产品已经成为人们日常生活的重要组成部分。人们在享受这些产品带来便利的同时，对其所产生的负面影响也越来越重视，如电器设备的辐射、潜在的安全隐患、所造成的环境污染，家具、木质地板释放的有害气体等，这些因素均使得室内环境状况变得相对较差。现代社会，大部分人85％以上的时间都是在室内度过的，室内环境的好坏、舒适与否对人们的身体健康以及工作效率有着直接的影响。随着科学技术的进步，人们对生活环境的要求越来越高，即人们希望有一个舒适、安全、方便的生活环境。因此，营造一种健康、舒适的室内环境在现代社会有着广阔的应用前景。目前国内外对室内环境的智能调控主要集中在对室内温湿度、室内有害气体的监控以及对家用电器的智能控制等方面，主要侧重点在保证室内环境质量，保障人们身体健康以及提高生活便利性等方面，而对于愉悦性气味的释放控制涉及较少。如专利CN106873387A涉及的家居气味检测安防系统，涉及到家居环境的异味检测并清除，但是缺少愉悦性气味释放。专利CN104833057A所提出的智能调控室内环境的系统和方法同样存在上述问题。科学研究表明，薄荷脑气味能够增强人的α脑波，而α脑波为优势脑波时，人的灵感、直觉能够发挥到极致。紫罗兰和玫瑰的香味会给人一种愉快的感觉，使人产生一种遏制不住想工作的愿望。而潮湿、发霉的气味，则会引起人们不安的感觉。由此可见，气味对于人的情绪、心情有着重要的影响。现在人们往往采用香薰的方式来释放愉悦性气味。但是由于人的嗅觉具有适应性，即长时间闻同一种气味时，该气味不再对人产生刺激。因此，为了保持鼻子对气味的敏感性，需要间歇性地释放气味。另外，香薰的方式一般只能向一个方向释放气味，通过空气自然流动扩散气味，气味的扩散方向和速度缺乏可控性。如公开号CN204219454U提出的一种香薰机，虽然可以通过内置电池供电，使得香薰机使用地点更灵活，但仍需要人为控制启停，气味释放的方向也是固定的，其应用缺乏智能化。综上所述，目前在室内环境智能调控方面缺乏对愉悦性气味的调控，而传统的香薰设备无法根据室内环境气味情况智能化地工作，且对于气味释放后在室内的扩散情况缺乏考虑。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于室内环境气味调控的智能系统，通过布置的无线传感器节点检测环境中令人感到不舒服的气味，然后通过终端控制器启动室内的通风、空调等设备，清除该气味，并控制气味释放装置释放愉悦性气味，改善用户嗅觉体验，提高室内环境的嗅觉舒适度。技术方案如下：一种用于室内环境气味调控的智能系统，包括部署在室内不同位置的多个无线传感器节点、能够进行自动控制的换气设备、部署在室内的至少一个气味释放装置和终端控制器；无线传感器节点用于检测室内令人感到不舒服的气体，检测信号发送至终端控制器，其特征在于，无线传感器节点和气味释放装置部署位置根据室内气体浓度分布情况合理选择，通过计算流体力学方法对室内环境空气流动进行仿真，得到室内气体浓度分布，然后根据气体浓度大小确定无线传感器节点在室内的部署位置：在气体浓度较高的区域多部署一些传感器节点，而在气体浓度较低的地方，传感器节点可以少部署一些；气味释放装置的布置根据仿真时喷出的气味粒子的扩散速率选择，以粒子扩散速率快且能够充满更多室内空间时气味释放装置的位置作为实际部署位置；气味释放装置包括超声微孔雾化片模块、气味液体容器、风扇、电机模块、无线收发模块以及单片机，超声微孔雾化片固定在液体容器的瓶口处，断电状态时起到密封作用，风扇产生的气流与气味释放方向一致，用于加速气味分子扩散；电机用于带动气味释放装置转动，使气味释放的方向根据室内气味情况改变；无线收发模块用于接收终端控制器的控制指令，并输入到单片机中，单片机根据该指令控制相应的超声微孔雾化片模块、风扇或电机模块；终端控制器根据各个无线传感器节点的检测信号生成控制指令，控制换气设备。本专利技术主要优点及特色体现在如下几个方面：1、本专利技术结合室内空气流动情况进行无线传感器节点的布置，根据不同区域气体浓度的高低合理设置传感器部署的疏密，使得传感器节点能够有效检测目标区域异常气味情况。2、本专利技术所提的气味释放装置能够通过无线进行控制，且气味释放的方向和初速度均可控，使得气味释放满足智能调控的需要。3、本专利技术采用计算流体力学仿真的方法确定气味释放装置的数目以及部署位置，以气味扩散的速率作为优化选择的依据，保证气味能够迅速扩散到目标区域，提高了气味调控系统的响应速度。4、本专利技术所提的气味调控系统可以作为智能家居的补充模块。现代智能家居环境中基本没有针对愉悦性气味的释放控制，尤其是本专利技术所提出的基于无线传感器网络的气味释放方式。本专利技术提出的方法可以丰富智能家居的内容，促进用户室内嗅觉体验，调节用户情绪，提高工作效率。附图说明图1是气味释放装置结构模块图；图2是气味释放单元结构示意图；图3是气味释放装置的结构示意图；图4是室内愉悦气味释放自动控制系统结构模块图；图5是室内愉悦气味释放自动控制系统平面示意图；图6是本专利技术所提出方法的工作流程图。具体实施方式为了解决现有智能家居应用缺少愉悦性气味自动释放系统以及传统香薰方式气味释放缺乏智能化的问题，本专利技术提出一种用于室内环境气味调控的智能系统，能够对室内环境中的异味进行检测并清除，释放愉悦性气味来调节用户的情绪，有效提高环境的舒适度。本专利技术的具体内容分为以下几个方面：1、无线传感器节点的部署无线传感器节点用于检测室内令人感到不舒服的气味，其部署位置需要根据室内气体浓度分布情况合理选择。本专利技术通过计算流体力学方法对室内环境空气流动进行仿真，得到室内气体浓度分布。然后根据气体浓度大小确定无线传感器节点在室内的部署位置：在气体浓度较高的区域多部署一些传感器节点，而在气体浓度较低的地方，传感器节点可以少部署一些。2、换气设备的自动控制换气设备主要包括换气扇和空调。目前传统的换气设备需要手动控制，不满足本专利技术所述的自动控制要求，因此需要对其进行自动控制改造。通过布置无线红外装置对空调设备进行自动控制，通过加装无线开关可实现换气扇的自动控制。3、气味释放装置传统的室内气味释放装置主要有香薰机、香炉，其释放需要手动控制，而且一般只能朝一个方向释放气味，释放的气味通过空气自然流动扩散，难以控制。本专利技术提出一种能够通过无线网络控制气味释放方向和速度的装置。图1是该装置的结构模块图。该气味释放装置主要由超声微孔雾化片模块、气味液体容器、直流风扇、直流电机模块、无线收发模块以及单片机组成。微孔雾化片与气味液体容器组成气味释放单元，将液体以雾化的方式释放到空气中，如图2所示是气味释放单元的示意图。风扇产生的气流与气味释放方向一致，能够加速气味分子扩散，使气味分子更快地到达指定空间。直流电机的作用是带动气味释放装置转动，使气味释放的方向可以根据室内气味情况改变。无线收发模块用于接收终端控制器的控制指令，并输入到单片机中，单片机根据该指令控制相应设备。图3是气味释放装置的结构示意图。本专利技术所提出的气味释放装置能够通过无线进行控制，而且气味释放的方向和气味扩散的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于室内环境气味调控的智能系统，包括部署在室内不同位置的多个无线传感器节点、能够进行自动控制的换气设备、部署在室内的至少一个气味释放装置和终端控制器；无线传感器节点用于检测室内令人感到不舒服的气体，检测信号发送至终端控制器，其特征在于，无线传感器节点和气味释放装置部署位置根据室内气体浓度分布情况合理选择，通过计算流体力学方法对室内环境空气流动进行仿真，得到室内气体浓度分布，然后根据气体浓度大小确定无线传感器节点在室内的部署位置：在气体浓度较高的区域多部署一些传感器节点，而在气体浓度较低的地方，传感器节点可以少部署一些；气味释放装置的布置根据仿真时喷出的气味粒子的扩散速率选择，以粒子扩散速率快且能够充满更多室内空间时气味释放装置的位置作为实际部署位置；气味释放装置包括超声微孔雾化片模块、气味液体容器、风扇、电机模块、无线收发模块以及单片机，超声微孔雾化片固定在液体容器的瓶口处，断电状态时起到密封作用，风扇产生的气流与气味释放方向一致，用于加速气味分子扩散；电机用于带动气味释放装置转动，使气味释放的方向根据室内气味情况改变；无线收发模块用于接收终端控制器的控制指令，并输入到单片机中，单片机根据该指令控制相应的超声微孔雾化片模块、风扇或电机模块；终端控制器根据各个无线传感器节点的检测信号生成控制指令，控制换气设备。...

【技术特征摘要】
1.一种用于室内环境气味调控的智能系统，包括部署在室内不同位置的多个无线传感器节点、能够进行自动控制的换气设备、部署在室内的至少一个气味释放装置和终端控制器；无线传感器节点用于检测室内令人感到不舒服的气体，检测信号发送至终端控制器，其特征在于，无线传感器节点和气味释放装置部署位置根据室内气体浓度分布情况合理选择，通过计算流体力学方法对室内环境空气流动进行仿真，得到室内气体浓度分布，然后根据气体浓度大小确定无线传感器节点在室内的部署位置：在气体浓度较高的区域多部署一些传感器节点，而在气体浓度较低的地方，传感器节点可以少部署一些；气味释放装置的布置根据仿真时喷出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆浩，吴斌，亓培锋，曾明，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12