一种净化控制系统及其控制方法与流程

1.本发明属于灭菌净化技术领域，尤其涉及一种净化控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.现在的净化器的控制系统只是简单的逻辑控制和人机交互，大部分采用的都是定制型，由小型mcu作为主控制器，再配以简单的led或者lcd人机交互显示组成。
3.市场上大部分的净化设备基本用传感器监测设备的运行情况，也不检测净化效果。虽然部分净化设备添加了检测传感器，但检测效果单一，无法判断复杂空气环境的质量。这些检测传感器都是安装在机身上，检测距离有限，无法检测到远离净化设备的空气洁净度，而这往往是用户的使用区域。因此，需要一种能远程监测并控制空气质量的净化系统。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种净化控制系统，旨在提供一种采用多种传感器远程调控空气质量的净化系统。
5.本发明实施例是这样实现的，一种净化控制系统，所述净化控制系统包括控制模块、监测模块和净化模块；
6.所述控制模块接收并存储所述监测模块的第一环境参数，根据历史空气环境数据和预设模式判断所述第一环境参数是否异常；若异常，向所述净化模块发送控制信号；
7.所述监测模块为远程监测端，实时监测周围环境，获取所述第一环境参数；
8.所述净化模块为远程执行端，接收所述控制模块的控制信号，调控所述第一环境参数，直到所述第一环境参数符合所述历史空气环境数据和所述预设模式。
9.本发明实施例的另一目的在于一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括调控环境参数，调控所述环境参数的方法包括：
10.实时监测周围环境，获取第一环境参数；
11.接收并存储监测模块的第一环境参数，根据历史空气环境数据和预设模式判断所述第一环境参数是否异常；若异常，向净化模块发送控制信号；
12.控制所述净化模块调控所述第一环境参数，直到所述第一环境参数符合所述历史空气环境数据和所述预设模式。
13.本发明实施例的另一目的在于一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括一种控制局部区域环境参数的方法：
14.控制移动监测装置在局部区域内移动，在若干个定点上监测环境，得到第二环境参数；
15.根据所述第二环境参数计算所述局部区域内的风力强度和温湿度数据；
16.若所述风力强度和所述温湿度数据不符合所述历史空气环境数据和所述预设模式，向所述净化模块发送调节控制信号。
17.本发明实施例的另一目的在于一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括一种更换过滤网的判断方法：
18.控制风机提高风量，通过风力传感器获取所述过滤网出风口风力强度的变化速率；
19.通过激光颗粒物计数传感器获取空气污染物浓度的变化速率；
20.通过电表获取风机功率参数的变化值；
21.根据风力强度的变化速率、空气污染物浓度的变化速率和功率参数的变化值判断所述过滤网的使用寿命。
22.本发明实施例提供的一种净化控制系统，其有益效果在于：
23.将监测模块和净化模块分别为两个可分离的远程端，可方便对用户所在区域进行净化处理；监测模块检测到的传感数据需要符合历史空气环境数据和预设模式，提高调控环境的精确度，更加人性化。
附图说明
24.图1为净化控制系统的结构图；
25.图2为净化控制系统的内部结构图；
26.图3为带有移动监测装置的净化控制系统的结构图；
27.图4为移动监测装置的采集环境样本示意图；
28.图5为控制模块的内部结构图；
29.图6为调控室内环境参数方法的流程图；
30.图7为控制局部区域环境参数方法的流程图；
31.图8为更换过滤网的判断方法的流程图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
34.如图1和图2所示，在一个实施例中，提出了一种净化控制系统，所述净化控制系统包括控制模块、监测模块和净化模块；
35.所述控制模块接收并存储所述监测模块的第一环境参数，根据历史空气环境数据和预设模式判断所述第一环境参数是否异常；若异常，向所述净化模块发送控制信号；
36.所述监测模块为远程监测端，实时监测周围环境，获取所述第一环境参数；
37.所述净化模块为远程执行端，接收所述控制模块的控制信号，调控所述第一环境参数，直到所述第一环境参数符合所述历史空气环境数据和所述预设模式。
38.在本发明中，将监测模块和净化模块分别为两个可分离的远程端，可方便对用户
所在区域进行净化处理；监测模块检测到的传感数据需要符合历史空气环境数据和预设模式，提高调控环境的精确度，更加人性化。
39.在本发明中，控制模块可以是安卓核心板；采用安卓系统的强大功能实现系统的网络通讯，逻辑控制，软件自动更新等功能；将其他功能的传感器模块设置为易拆卸模块；风力传感器、电机控制板、光敏传感器、rfid读卡器、温湿度传感器和电表通过rs485通讯模块与安卓系统通讯；颗粒物传感器通过2.4g无线通讯来和安卓系统通讯；实现分布式的数据采集，设备控制。
40.在本发明中，历史空气环境数据是历史这个时间点的环境温度；比如2020年5月5号15:30的环境温度为一个参考因素，2020年5月6号15:30的温度调控会以2020年5月5号15:30的环境温度为依据。而预设模式为用户设定的环境模式，可根据用户的使用习惯进行调整。
41.在一个实施例中，如图2所示，所述净化控制系统还包括云服务器和物联网通讯模块；
42.所述监测模块获取的传感数据还包括设备工作参数；
43.所述云服务器通过所述物联网通讯模块与所述控制模块进行通讯；
44.所述云服务器获取并储存所述控制模块上的所述第一环境参数和所述设备工作参数，建构云端数据库；
45.所述云服务器分析所述云端数据库中的所述第一环境参数，得到所述历史空气环境数据，并将所述历史空气环境数据发送给所述控制模块；
46.所述云服务器根据所述第一环境参数和所述设备工作参数，分析设备的使用状况，得到设备产品的改进报告。
47.在本发明中，监测模块的传感器有风力传感器、光敏传感器、温湿度传感器、激光颗粒物计数传感器、电表、rfid读卡器和风机控制板；监测模块获取的数据包括第一环境参数和设备工作参数。第一环境参数包括风力强度、光照强度、温度数据、湿度数据、空气污染物浓度；设备工作参数包括电表的电压、电流、功率、功率因数等电参数、rfid信息和风机工作参数。
48.在本发明中，风力传感器通过标准rs485挂载在系统总线上。通过总线查询，安卓系统上的控制系统app可以获取当前出风口的风力状况。通过风力的状况可以判断风机是否正常运行，过滤网是否使用时间过久需要更换等情况。风力传感器采用热线式风速传感原理，对于低风速有很好的测量精度，且它的反应速度很快1秒时间就可以检测到风速的变化。
49.在本发明中，光敏传感器是为了实现用户舒适度算法而配置的传感器。它的主要作用是监控当前环境下的光照强度，通过对光照强度来决定液晶显示屏的背光亮度，同时结合北京时间，来确定是否需要熄屏，保证在用户需要休息的情况下，减少光污染。同时也是会降低风机的运行，来减少噪声，以此来实现用户的舒适度算法。它也是采用rs485总线方式，挂在系统总线上，实现传感器的即插即用。
50.在本发明中，温湿度传感器是用于环境检测的，它有两个作用。一个是检测湿度，对于湿度过高的情况下，过滤网的使用寿命会大大降低，所以需要提前进行维保，通过长时间的分析可以获取在不通湿度条件下的滤网的使用时长；另一个是温度检测，当环境温度
相对较低的时候，由于净化器产生的风会让人体感觉比较冷，在这种情况下为了提高用户的舒适性，会适当的降低风量，在保证舒适度的情况下，做到净化效率的平衡。它也是采用rs485总线方式，挂在系统总线上，实现传感器的即插即用。
51.在本发明中，激光颗粒物计数传感器，它是一个外置的可移动的传感器。它通过2.4g无线通讯的方式和本系统相连接。由于它不是机载的传感器，所以它可以放在任意想要测试的位置，来测试空气中的pm0.5和pm2.5的颗粒数。通过获取pm0.5颗粒物的数量可以换算出当前环境中空气的洁净度等级。本控制系统就可以根据用户的需求来控制设备的净化效率，达到用户需要的洁净度等级。
52.在本发明中，电表主要是来监测整个系统的用电状况的。它是通过rs485来挂载在系统总线上的。通过实时的监控系统的电压，电流，功率，功率因数等电参数，可以了解整个系统的健康状况，如果风机等用电设备在开关的时候它的电流，功率，功率因数的变化超出一定范围，那么说明用电设备可能出现了问题，应该及时的上报维保，及时的检测和更换。
53.在本发明中，rfid读卡器用来获取当前耗材过滤网的身份信息，更新滤网的使用时长。通过在过滤网上添加rfid，在生产时将rfid的相关数据录入到系统。在出厂时将生产日期和发货去向都写入到rfid中去。一旦设备将过滤网安装上去后，rfid读卡器就会读取rfid的信息，通过网络和云服务器上的原始数据进行对比。通过rfid可以追溯过滤网的生产，销售，使用等过程。同时一旦过滤网失效，rfid会被加入失效标记，rfid读卡器一旦读取到这种过滤网就不会让设备启动，有效防止二次污染的发生。它也是通过rs485挂载在系统总线上的。
54.在本发明中，风机控制板专门设计针对本公司定制的净化专用风机设计的。它可以rs485从系统总线上获取风机的控制命令，同时也可以向系统发送当前风机的运行状态。它是本系统中唯一的强电系统。
55.在本发明中，物联网通讯模块解决了一个网络通讯问题。它可以不依赖wifi，只要拥有移动数据网络就可以和云服务器进行通讯。实现app应用的更新，广告图片和视频的更新，设备数据的上传等。
56.在本发明中，监测模块获取的监测数据一份存储在本地数据库，一份上传到云服务器。通过分析这些数据，可以了解设备的使用情况，使用频率，使用前和使用后空气洁净度的差别。通过收集这些信息，可以为以后的产品改进做依据。
57.在一个实施例中，如图3和图4所示，所述净化控制系统还包括移动监测装置；所述移动监测装置接入所述控制模块，取代所述监测模块，用于控制局部区域的风力强度和温湿度；
58.所述移动监测装置内设有风力传感器、温湿度传感器；所述移动监测装置在局部区域内移动，在若干个定点上采集第二环境参数，将所述第二环境参数发送给所述控制模块；
59.所述控制模块根据所述第二环境参数计算所述局部区域内的风力强度和温湿度数据；若所述风力强度和所述温湿度数据不符合所述历史空气环境数据和所述预设模式，向所述净化模块发送调节控制信号。
60.在本发明中，通过风机控制风力强度；加湿器和除湿器配合空调控制室内的温湿度。
61.在本发明中，监测模块用于监测整体环境，控制模块根据第一环境参数控制整体环境的温湿度、光照强度和空气洁净度等等参数。然而，在实际运用中，空间内的温度分布并不是均匀的，比如靠近日照窗台位置的温度会高于室内其他地方的温度，因此根据传感器所在位置的温度代替整体环境问题是有问题的。所以，本发明用移动监测装置取代监控模块，其目的是为了控制局部的环境温度、湿度和风力强度，从而调整当前环境参数，使其符合使用者的需求。当室内的人数较少时，就可以启动移动监测装置，其有益效果有两点：第一，提高用户的舒适度；第二，可适当降低无人区域设备的工作功率，节省电能。
62.在一个实施例中，如图5所示，所述控制模块内设有配置子模块；
63.所述配置子模块内设有预设模式，所述预设模式包括工作模式和休息模式；
64.所述工作模式用于控制工作时段的环境参数；
65.所述休息模式用于控制非工作时段的环境参数，通过光敏传感器判断环境光线是否变化，若光照强度变小，则降低风机的工作功率，熄灭所有显示屏；
66.若要控制所述工作模式和所述休息模式下的环境温度，优先控制所述风机的风量。
67.在本发明中，配置子模块可以根据设备的不同需要对模块进行剪裁，以应对不通的用户需求。通过app应用的模块配置页面，可以通过多选方式，选择设备挂着的对应的模块，选完模块后，还可以选择模块对应的软件功能。比如添加了风力传感器和电表后，就可以添加风量显示，电参数报警，过滤网使用情况检测等软件功能。通过不同的配置，实现不同的功能，最终满足用户的需求。
68.作为一个净化设备除了提供净化效果之外，同时也需要保证自身不会给用户带来烦恼。现在市面上的净化设备有这么几个问题：
69.第一，噪声问题。净化过程中产生比较大的噪声，影响用户休息。
70.第二，光污染。在晚上休息的时候，设备的指示灯，显示界面等产生的光，影响用户休息，尤其是蓝色的光，特别刺眼。
71.第三，环境温度过冷。在温度相对较低的环境中，净化产生的风影响体感，让客户有吹风着凉的可能。
72.本发明通过设置休息模式可解决夜晚的噪声、光污染和温度过低的问题：
73.首先，对于噪声问题，只要设备运行就一定会产生噪声，但是可以通过降低风量来降低噪声。针对用户的休息习惯，在休息时段内采用低风量工作模式，降低噪声。利用光敏传感器自动判断环境光线，来判断是否需要进行入低风量模式。因为人一旦需要休息一般都会关灯，拉窗帘等，所以一旦环境暗下来了，就可以将它视为用户需要休息的一种前提。
74.其次，对于光污染的问题，也是采用定时模式结合光线检测，当在休息时间内，且光线低的情况下，将所有显示切换到熄屏状态。如果需要唤醒设备，只要触摸显示屏，再无操作后30秒内又会恢复到熄屏状态。
75.最后，对于风的问题，利用温度传感器检测当前的空气温度，对于非休息时间内在温度不是过低的情况下，允许大风量允许，如果温度低的情况，进行风量调整。在休息时间，采用低风量运行，减少用户睡眠期间由于风的问题，导致的受风感冒。
76.在一个实施例中，如图5所示，所述控制模块还内设有维保子模块；
77.所述维保子模块获取所述设备工作参数，从所述云服务器中获取设备的标准工作
参数，根据所述标准工作参数判断所述设备工作参数是否异常；
78.若异常，向所述云服务器发送告警信息；
79.若正常，收集所述第一环境参数和所述设备工作参数，分析设备的使用状况，得到设备产品的改进报告。
80.在本发明中，当系统监测到风机运行失常，过滤网需要更换或模块工作异常等情况的时候，维保子模块通过物联网模块向后台云服务器发送告警信息，告警信息会被自动转发给这台设备的维保服务人员，并自动生成维保工单。维保人员收到维保信息和工单请求后，需要在1天内去设备现场查看设备的具体运行情况，并根据情况对设备进行滤网更换，模块维修，问题排查等处理。在作完这些工作后，在手机端完成工单的信息补全，对于本次的维保工作做记录更新。
81.在一个实施例中，如图2所示，所述控制模块通过多传感器融合技术判断过滤网的使用状况：
82.所述控制模块控制风机提高风量，通过风力传感器获取所述过滤网出风口风力强度的变化速率，通过激光颗粒物计数传感器获取空气污染物浓度的变化速率，通过电表获取风机功率参数的变化值；根据风力强度的变化速率、空气污染物浓度的变化速率和功率参数的变化值判断所述过滤网的使用寿命。
83.在本发明中，采用多传感器融合技术判断过滤网的实际使用寿命。现在很多厂家的过滤网采用的是固定过滤网使用时长的方式来提示更换过滤网，但是这种方法不是很精确，在干净的环境中过滤网使用时长会更长，但是在污染环境中，过滤网使用时长就会短，如果使用这种已经到使用时长的过滤网就会产生二次污染。
84.通过多传感器融合技术，将风力传感器，电表和激光颗粒物计数传感器的数据相融合，通过判断过滤网的出风口风力的大小，风机的功率和功率因素，空气中pm05、pm2.5的颗粒的降低状况，再结合过滤网的使用时长，就可以给相对真实的过滤网的使用状态的判断。
85.当过滤网到达使用寿命时，出风口的风量会由于过滤网内部的阻塞而减少，同时风机为了提供足够的风压，功率也会上升，功率因数会提高，整个环境中颗粒物的净化效率会降低，这些都是判别过滤网的使用寿命的依据。单单一个传感器数据作为依据会存在误判的情况，但是通过多传感器的融合技术，将多个传感器数据进行叠加就可以很大概率的提高准确度。
86.在一个实施例中，如图5所示，所述净化控制系统还包括显示屏；所述控制模块还包括广告子模块；
87.所述显示屏实现人机交互，通过触摸按键控制所述控制模块，用于设备控制；
88.所述显示屏进入休眠状态，通过所述广告子模块进入广告模式，用于产品宣传。
89.在本发明中，带触摸控制的液晶显示屏是人机交互的重要一环，通过触摸控制可以省去以前的按键式的控制方式，对于现在经常使用智能手机和pad的人来说更加习惯。同时大的液晶屏除了用来控制设备，实现人机交互以为，还可以作为产品宣传和广告的窗口。
90.在本发明中，在设备正常运行中，如果设备3分钟内没有用户操作，设备的液晶显示屏开始显示广告的图片和视频。当有触摸液晶屏的时候，退出广告模式，自动返回到设备控制主界面。
91.如图6所示，在一个实施例中，提供了一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括调控环境参数，调控所述环境参数的方法包括：
92.步骤s202，实时监测周围环境，获取第一环境参数。
93.步骤s204，接收并存储监测模块的第一环境参数，根据历史空气环境数据和预设模式判断所述第一环境参数是否异常；若异常，向净化模块发送控制信号。
94.步骤s206，控制所述净化模块调控所述第一环境参数，直到所述第一环境参数符合所述历史空气环境数据和所述预设模式。
95.如图7所示，在一个实施例中，提供了一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括一种控制局部区域环境参数的方法：
96.步骤s302，控制移动监测装置在局部区域内移动，在若干个定点上监测环境，得到第二环境参数。
97.步骤s304，根据所述第二环境参数计算所述局部区域内的风力强度和温湿度数据。
98.步骤s306，若所述风力强度和所述温湿度数据不符合所述历史空气环境数据和所述预设模式，向所述净化模块发送调节控制信号。
99.如图8所示，在一个实施例中，提供了一种净化控制系统的控制方法，所述净化控制系统的控制方法包括一种更换过滤网的判断方法：
100.步骤s402，控制风机提高风量，通过风力传感器获取所述过滤网出风口风力强度的变化速率。
101.步骤s404，通过激光颗粒物计数传感器获取空气污染物浓度的变化速率。
102.步骤s406，通过电表获取风机功率参数的变化值。
103.步骤s408，根据风力强度的变化速率、空气污染物浓度的变化速率和功率参数的变化值判断所述过滤网的使用寿命。
104.在本发明中，环境参数的调控方法、局部区域环境参数的控制方法和更换过滤网的判断方法已在上述实施例中做出说明，此处不再赘述。
105.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
106.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。