一种基于物联网技术的室内环境管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网技术的室内环境管理系统，包括用于采集数据的感知层、用于进行数据传输的网络层、用于进行数据存储处理的应用层；所述感知层包括若干带有检测电路的电化学式甲醛气体传感器、若干带有数据处理模块的新风控制器、感知层网络网关、感知层检测服务器；所述电化学式甲醛气体传感器、新风控制器通过感知层网络网关、网络层与应用层进行数据传输。本申请的技术方案通过感知层检测大型场馆内各个区域的甲醛浓度并通过应用层计算甲醛的预估浓度，根据甲醛的预估浓度控制开启大型场馆通风设备，有效的保持大型场馆室内的甲醛浓度在较低的水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的室内环境管理系统
本专利技术涉及一种基于物联网技术的室内环境管理系统，属于物联网领域。
技术介绍
甲醛是一种有机化学物质，是无色有刺激性气体，对人眼、鼻等有刺激作用。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，将甲醛放在一类致癌物列表中。2019年7月23日，甲醛被列入有毒有害水污染物名录(第一批)。甲醛在工业中有很多用途，室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有并释放甲醛。燃料和烟叶的不完全燃烧也释放甲醛。医学上，甲醛还常被用作防腐剂和消毒剂。人类接触甲醛的主要途径为经呼吸道吸入、经口食入和经皮肤接触。在大型场馆等设施中，装修后残留的甲醛量是很大的，而且甲醛残留在装修材料中挥发时限为10至20年不等，在这些大型场馆中出入的人群会受到较大的危害。大型场馆中一般会配备有新风设施以保证场馆内的空气的流通，但是大型场馆内的新风设施是间隔开启的，不能保证大型场馆内的甲醛浓度保持在国家标准之内。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于物联网技术的室内环境管理系统，通过感知层检测大型场馆内各个区域的甲醛浓度并通过应用层计算甲醛的预估浓度，根据甲醛的预估浓度控制开启大型场馆通风设备，有效的保持大型场馆室内的甲醛浓度在较低的水平。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是，一种基于物联网技术的室内环境管理系统，包括用于采集数据的感知层、用于进行数据传输的网络层、用于进行数据存储处理的应用层；所述感知层包括若干带有检测电路的电化学式甲醛气体传感器、若干带有数据处理模块的新风控制器、感知层网络网关、感知层检测服务器；所述电化学式甲醛气体传感器、新风控制器通过感知层网络网关、网络层与应用层进行数据传输；所述感知层检测服务器按照固定时间间隔向电化学式甲醛气体传感器、新风控制器发送检测数据并检测电化学式甲醛气体传感器、新风控制器的运行；其中一部分电化学式甲醛气体传感器设置于室内的通风通道处并测量计算室内向室外扩散的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器设置于每个单独空间的中央区域上并测量计算室内的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器设置于室内甲醛释放源的表面上并测量室内甲醛释放源表面的甲醛释放浓度；应用层通过感知层网络网关、网络层接收室内向室外扩散的甲醛浓度、室内的甲醛浓度、甲醛释放源表面的甲醛释放浓度数值并计算室内的甲醛预测浓度，当甲醛预测浓度高于设定阈值，应用层通过网络层、感知层网络网关控制新风控制器开启。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，应用层接收室内向室外扩散的甲醛浓度、室内的甲醛浓度、甲醛释放源表面的甲醛释放浓度数值后计算室内的甲醛预测浓度如下：其中N为室内的甲醛预测浓度，M1为室内的甲醛量，M2为甲醛释放源释放的甲醛量，M3为室内向室外扩散的甲醛量，V为室内的空间容积；设置于室内墙面上的电化学式甲醛气体传感器距离地面的高度为0.8-1.5米。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，将M1表示为M1＝(m11v11+m12v12+…+m1nv1n)，其中m1n为室内第n个空间区域内的电化学式甲醛气体传感器测得的室内甲醛浓度值，v1n为室内第n个空间区域内的空间容积；M2表示为M2＝(kp1m21v21+kp2m22v22+…+kpnm2nv2n)，其中，kpn为第n个甲醛释放源所在的释放区域内的甲醛/空气分配系数，m2n第n个甲醛释放源表面的甲醛浓度值，v2n第n个甲醛释放源的甲醛释放挥发体积；M3表示为M3＝(m31s31t+m32s32t+…+m3ns3nt)，其中m3n为第n个室内通风通道口的甲醛浓度值，s3n为单位时间内第n个室内通风通道的通风体积，t为电化学式甲醛气体传感器两次测定甲醛浓度的时间间隔长度。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，感知层还包括若干温度传感器，每个电化学式甲醛气体传感器的侧部分别设置有一个温度传感器，温度传感器通过感知层网络网关、网络层与应用层进行数据传输。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，应用层包括数据存储器、数据处理器和应用层网关，网络层包括移动网络，数据处理器对电化学式甲醛气体传感器、温度传感器分为若干检测组且每组检测组包含一个电化学式甲醛气体传感器、一个温度传感器；电化学式甲醛气体传感器、新风控制器、温度传感器、感知层检测服务器依次通过感知层网络网关、移动网络、应用层网关与数据存储器、数据处理器进行数据传输；每组每组检测组按一定的时间间隔t检测甲醛浓度、温度并将甲醛浓度、温度数据发送至数据存储器；数据存储器内存储甲醛/空气分配系数与检测温度的关系表，其中检测温度低于等于15摄氏度则甲醛/空气分配系数为4.7，检测温度低于等于23摄氏度并高于15摄氏度则甲醛/空气分配系数为2.2，检测温度低于35摄氏度并高于23摄氏度则甲醛/空气分配系数为0.8。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，感知层检测服务器定时向电化学式甲醛气体传感器的检测电路发送检测信号，电化学式甲醛气体传感器的检测电路在接收感知层检测服务器发送的检测信号后向感知层检测服务器发送返回信号并对电化学式甲醛气体传感器进行监测，电化学式甲醛气体传感器的检测电路将检测结果信号发送至感知层检测服务器。优化的，上述基于物联网技术的室内环境管理系统，感知层检测服务器向电化学式甲醛气体传感器的检测电路发送检测信号到电化学式甲醛气体传感器的检测电路接收到检测信号的时长为Ta，电化学式甲醛气体传感器的检测电路向感知层检测服务器发送返回信号到感知层检测服务器接收到返回信号的时长为Tb，感知层检测服务器对电化学式甲醛气体传感器检测的总时长T＝Ta+Tb，如果T＞2Ta则对电化学式甲醛气体传感器的检测电路重复发送检测信号并得到检测总时长T′，如果T′＞2Ta则报警并人工检测电化学式甲醛气体传感器。本专利技术的优点在于：在室内环境下，随着温度不同，甲醛从甲醛释放源释放的速度不同，甲醛释放源表面的甲醛浓度也不同，当甲醛从释放源快速释放时，由于室内的空气流通性差，甲醛在空气中的扩散速度可能不会很快，室内单独空间的中央区域测得甲醛浓度数值远远低于靠近甲醛释放源区域内的甲醛浓度值，此时如果不开启新风设备，则室内人员可能受到甲醛的侵害；本申请中将电化学式甲醛气体传感器分别放置于通风通道处、单独空间的中央区域和室内甲醛释放源的表面上，这样分别可以测量甲醛向室外释出处的浓度、甲醛在室内中央区域的浓度和甲醛在释放源表面的释放浓度，这样可以全面的对室内的甲醛浓度进行预估，根据预估数值适时的开启新风设备，可以有效的防止室内甲醛浓度过高。本申请的室内环境管理系统，将甲醛从大型场馆的通风通道处(如门、窗、自然排气孔等)向室外主动扩散的情况考虑到系统内，通过放置于通风通道处的电化学式甲醛气体传感器测量通风通道处的甲醛浓度，并根据通风通道处的气流量计算甲醛的释放量，这样通过网络层的计算可以得到较准确的甲醛浓度预估数值，防止因甲醛浓度预估数值的不准确造成新风系统的误开启，降低新风系统的耗能。本申请的室内环境管理系统，通过感知层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网技术的室内环境管理系统，其特征在于：包括用于采集数据的感知层、用于进行数据传输的网络层、用于进行数据存储处理的应用层；所述感知层包括若干带有检测电路的电化学式甲醛气体传感器(1)、若干带有数据处理模块的新风控制器(2)、感知层网络网关(3)、感知层检测服务器(4)；所述电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)通过感知层网络网关(3)、网络层与应用层进行数据传输；所述感知层检测服务器(4)按照固定时间间隔向电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)发送检测数据并检测电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)的运行；其中一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于室内的通风通道处并测量计算室内向室外扩散的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于每个单独空间的中央区域上并测量计算室内的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于室内甲醛释放源的表面上并测量室内甲醛释放源表面的甲醛释放浓度；应用层通过感知层网络网关(3)、网络层接收室内向室外扩散的甲醛浓度、室内的甲醛浓度、甲醛释放源表面的甲醛释放浓度数值并计算室内的甲醛预测浓度，当甲醛预测浓度高于设定阈值，应用层通过网络层、感知层网络网关(3)控制新风控制器(2)开启。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的室内环境管理系统，其特征在于：包括用于采集数据的感知层、用于进行数据传输的网络层、用于进行数据存储处理的应用层；所述感知层包括若干带有检测电路的电化学式甲醛气体传感器(1)、若干带有数据处理模块的新风控制器(2)、感知层网络网关(3)、感知层检测服务器(4)；所述电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)通过感知层网络网关(3)、网络层与应用层进行数据传输；所述感知层检测服务器(4)按照固定时间间隔向电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)发送检测数据并检测电化学式甲醛气体传感器(1)、新风控制器(2)的运行；其中一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于室内的通风通道处并测量计算室内向室外扩散的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于每个单独空间的中央区域上并测量计算室内的甲醛浓度，一部分电化学式甲醛气体传感器(1)设置于室内甲醛释放源的表面上并测量室内甲醛释放源表面的甲醛释放浓度；应用层通过感知层网络网关(3)、网络层接收室内向室外扩散的甲醛浓度、室内的甲醛浓度、甲醛释放源表面的甲醛释放浓度数值并计算室内的甲醛预测浓度，当甲醛预测浓度高于设定阈值，应用层通过网络层、感知层网络网关(3)控制新风控制器(2)开启。


2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的室内环境管理系统，其特征在于：应用层接收室内向室外扩散的甲醛浓度、室内的甲醛浓度、甲醛释放源表面的甲醛释放浓度数值后计算室内的甲醛预测浓度如下：其中N为室内的甲醛预测浓度，M1为室内的甲醛量，M2为甲醛释放源释放的甲醛量，M3为室内向室外扩散的甲醛量，V为室内的空间容积；设置于室内墙面上的电化学式甲醛气体传感器(1)距离地面的高度为0.8-1.5米。


3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的室内环境管理系统，其特征在于：将M1表示为M1＝(m11v11+m12v12+…+m1nv1n)，其中m1n为室内第n个空间区域内的电化学式甲醛气体传感器(1)测得的室内甲醛浓度值，v1n为室内第n个空间区域内的空间容积；M2表示为M2＝(kp1m21v21+kp2m22v22+…+kpnm2nv2n)，其中，kpn为第n个甲醛释放源所在的释放区域内的甲醛/空气分配系数，m2n第n个甲醛释放源表面的甲醛浓度值，v2n第n个甲醛释放源的甲醛释放挥发体积；M3表示为M3＝(m31s31t+m32s32t+…+m3ns3nt)，其中m3n为第n个室内通风通道口的甲醛浓度值，s3n为单位时间内第n个室内通风通道的通风体积，t为电化学式甲醛气体传感器(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽君，
申请(专利权)人：周丽君，
类型：发明
国别省市：四川;51