公共场所空气环境监测公示系统的制作方法

本发明涉及空气环境监测技术领域，特别涉及一种公共场所空气环境监测公示系统。

背景技术：

目前，在公共场所中，尤其是大型的商业中心，比如百货商场等地，由于人们处于一个相对封闭的空间中，空气流动程度不如在户外高，所以污染物易于在空气中累积。这时，某些商场采用显示屏来显示空气中的污染物及其浓度，以便顾客可以清楚地知道自身所处的环境情况，但是现有技术中的公共场所空气环境监测公示系统只有公示的功能，而无法进行相应得处理。

技术实现要素：

本发明提供一种公共场所空气环境监测公示系统，包括：

至少一个第一环境传感器，设置于公共产所内用于监测空气质量并生成相应的室内监测数据；

处理器，与环境传感器连接，接收所述的室内监测数据并将室内监测数据与第一预设数据进行比对，当室内监测数据大于第一预设数据时输出第一控制信号；

显示装置，与处理器连接，用于接收处理器发送的室内监测数据并进行显示；

空气净化器，设置于公共产所内，与处理器连接，受控于所述第一控制信号进行空气净化。

进一步的，

还包括第二环境传感器，设置于公共场所外，与处理器连接用于监测公共场所外的空气质量并生成室外监测数据；

所述公共产所内设置有至少一组风扇与所述处理器连接，所述风扇用于使室内的气体与室外的气体进行交换；

所述处理器接收所述室外监测数据；

当所述室外监测数据大于所述室内监测数据以及第一预设数据时，输出第二控制信号控制所述的风扇停止工作；

当所述室外监测数据小于所述室内监测数据以及第一预设数据时，判断此时室内监测数据是否大于第一预设数据；

若此时室内监测数据大于第一预设数据，输出第三信号分别控制风扇以及空气净化器同时空气净化工作；

若此时室内监测数据小于第一预设数据，输出第四信号控制风扇进行工作，此时空气净化器不工作。

进一步的，

所述第一环境传感器为ph2.5传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器以及温度传感器中的任意一种或多种；

所述室内监测数据、室外监测数据以及第一预设数据为ph2.5含量数据、二氧化碳含量数据、湿度含量数据以及温度数据中的任意一种或多种。

进一步的，

还包括用于对所述空气净化器供电的蓄电池以及控制系统，所述的控制系统用于控制蓄电池对空气净化器进行供电，所述的控制系统还包括：

提压模块，包括依次连接的供电装置、第一稳压装置、升压装置以及第二稳压装置，用于输出稳定的工作电压；

电压控制模块，与所述提压模块藕接，包括依次连接的控压装置和显示装置，所述的控压装置用于调节工作电压的值并通过显示装置将调节后的工作电压加载至空气净化器；

保护模块，用于检测空气净化器的温度，当空气净化器的温度达到一预设值后控制空气净化器停止工作。

进一步的，

所述的第一稳压装置包括第一稳压电阻r11、第二稳压电阻r12、第一稳压三极管q11、第二稳压三极管q12以及第一稳压电容c11，所述第一稳压电阻r11和第二稳压电阻r12串联接地，所述第一稳压电阻r11与电键s连接，第一稳压电阻r11和第二稳压电阻r12的节点藕接第一稳压三极管q11的基极，第一稳压三极管q11的集电极藕接第二稳压三极管q12的发射极和基极且二者的节点藕接电键s，第二稳压三极管q12的基极与第一稳压电容c11串联接地。

进一步的，

所述的升压装置包括变压器t，所述变压器t的原线圈与所述第一稳压装置连接，所述变压器t的副线圈与所述第二稳压装置连接。

进一步的，

所述的第二稳压装置包括第一稳压二极管d11、第二稳压二极管d12、第三稳压电阻r13和第二稳压电容c12，所述的第二稳压二极管d12和第二稳压电容c12分别与副线圈的两个端头藕接，第二稳压二极管d12和第二稳压电容c12之间连接有第三稳压电阻r13，第三稳压电阻r13和第二稳压电容c12的节点通过第一稳压二极管d11与副线圈的端头藕接。

进一步的，

所述的控压装置包括：

串联接地的第一调压电阻r21、第二调压电阻r22和第三调压电阻r23，第一调压电阻r21、第二调压电阻r22和第三调压电阻r23用于分压提供基准提升电压；

藕接的第一调压比较器u1和第一调压场效应管q21，第一调压比较器u1的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第一调压比较器u1的正向输入端藕接第一限位电压，第一调压比较器u1的输出端藕接第一调压场效应管q21的栅极，第一调压场效应管q21的漏极藕接显示装置，第一调压场效应管q21并联设置有第四调压电阻r24；

藕接的第二调压比较器u2和第二调压场效应管q22，第二调压比较器u2的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第二调压比较器u2的正向输入端藕接第二限位电压，第二调压比较器u2的输出端藕接第二场效应管q22的栅极，第二场效应管q22的漏极藕接第一调压场效应管q21的源极，第二场效应管q22并联设置有第五调压电阻r25；

藕接的第三调压比较器u3和第三调压场效应管q23，第三调压比较器u3的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第三调压比较器u3的正向输入端藕接第三限位电压，第三调压比较器u3的输出端藕接第三场效应管q23的栅极，第三场效应管q23的漏极藕接第二场效应管的q22源极，第三场效应管q23并联设置有第六调压电阻r26，第二场效应管q22的源极接地；

所述的显示装置包括：

分别与空气净化器并联设置的控制电容c13、第一控制二极管d13和第二控制发光二极管d14，所述的控制电容c13分别藕接第二稳压装置(2014)和控压装置，所述的第二控制发光二极管d14和控制电容c13设置有控制电阻r13。

进一步的，

所述空气净化器还包括自动显示单元，所述自动显示单元包括处理模块、提取模块、显示器、空气净化器，所述提取模块用于获取用户u在第tui次使用空气净化器i的耗电量bui，所述处理模块通过以下公式计算耗电量bui：

bui＝μ+bu(tui)+bi(tui)(1)

其中μ是常数、bu(tui)为在第tui天空气净化器的耗电量、bi(tui)为处理模块、提取模块以及显示器在第tui天的耗电量；

其中bi(tui)可以用以下公式表示：

bi(tui)＝bi+bi，bin(t)(2)

其中bi是处理模块、提取模块以及显示器在标准温度下的耗电量、bi，bin(t)为在处理模块、提取模块以及显示器中各个元器件温度增高所增加的耗电量；

由于每一个用户的使用该空气净化器的使用频率不一，所以通过以下公式确定用户u的使用偏置：

devu(t)＝sign(t-tu)·|t-tu|^β(3)

其中tu为空气净化器每一次的平均用电量、t为空气净化器最后使用时的用电量，β为常数；

确定了空气净化器的使用偏置、每一次使用耗电量需要bui，即可通过以下公式确定该获取装置在该空气净化器的使用频率下还能够继续使用的次数：

其中n为剩余使用次数、p为蓄电池的总电能、α为常数；

所述处理模块输出剩余使用次数至显示装置。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为公共场所空气环境监测公示系统的结构示意图；

图2为控制系统的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种公共场所空气环境监测公示系统，如图1所示器结构示意图，包括至少一个第一环境传感器，设置于公共产所内用于监测空气质量并生成相应的室内监测数据，其中第一环境传感器为ph2.5传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器以及温度传感器中的任意一种或多种。室内监测数据、室外监测数据以及第一预设数据为ph2.5含量数据、二氧化碳含量数据、湿度含量数据以及温度数据中的任意一种或多种。处理器，与环境传感器连接，接收室内监测数据并将室内监测数据与第一预设数据进行比对，当室内监测数据大于第一预设数据时输出第一控制信号；显示装置，与处理器连接，用于接收处理器发送的室内监测数据并进行显示；空气净化器，设置于公共产所内，与处理器连接，受控于所述第一控制信号进行空气净化。

上述方案的技术原理是：

通过第一环境传感器监测公共产所内的空气质量并生成室内监测数据，其中室内监测数据可以是模拟量的电压值，也可以是数字量的数值等等，并且室内监测数据所代表的模拟量的电压值或者是数字量的数值等等分别与空气中各个物质的浓度是成正比的，显示器对室内监测数据进行显示，当室内监测数据大于第一预设数据时证明此时公共场所内的污染物浓度较大，空气净化器开始对公共产所内的空气进行净化处理。

上述方案的技术效果是：

通过第一环境传感器进行公共产所内的空气质量并生成室内监测数据并通过显示装置进行显示，起到对公共产所内的人员进行提醒的目的，并且相当于现有技术，本系统中还包括空气净化器可对公共产所内的气体进行自动的过滤，使公共产所内能够具有良好的空气质量。

在一个实施例中，还包括第二环境传感器，设置于公共场所外，与处理器连接用于监测公共场所外的空气质量并生成室外监测数据；所述公共产所内设置有至少一组风扇与所述处理器连接，所述风扇用于使室内的气体与室外的气体进行交换；所述处理器接收所述室外监测数据；当所述室外监测数据大于所述室内监测数据以及第一预设数据时，输出第二控制信号控制所述的风扇停止工作；当所述室外监测数据小于所述室内监测数据以及第一预设数据时，判断此时室内监测数据是否大于第一预设数据；若此时室内监测数据大于第一预设数据，输出第三信号分别控制风扇以及空气净化器同时空气净化工作；若此时室内监测数据小于第一预设数据，输出第四信号控制风扇进行工作，此时空气净化器不工作。

上述方案的技术原理是：

通过设置第二环境传感器可以对公共场所外空气质量进行监测并生成室外监测数据，并且将室外监测数据、第一预设数据以及室内监测数据进行比较，当室外监测数据监测到的气体浓度分别大于第一预设数据以及室内监测数据时，证明此时公共场所外的有害气体浓度较高，所以不能使公共场所的内外空气进行交换，只能够控制空气净化器位于公共场所内进行净化。当室外监测数据小于室内监测数据以及第一预设数据时，证明此时公共场所外的空气比公共场所内的空气较好并且达到预设的空气质量之上(即第一预设数据所对应的空气浓度之下)，并且此时室内监测数据大于第一预设数据，则控制风扇以及空气净化器同时空气净化工作，此时公共场所内的空气较差，所以风扇以及空气净化器同时进行工作，达到快速提高公共场所内空气质量的目的。当室外监测数据小于室内监测数据以及第一预设数据时，证明此时公共场所外的空气比公共场所内的空气较好并且达到预设的空气质量之上(即第一预设数据所对应的空气浓度之下)，且此时室内监测数据小于第一预设数据，则控制风扇进行工作，此时的空气质量较好，所以不要控制空气净化器进行工作，至控制风扇进行工作使空气流动即可，节能减排。

在一个实施例中，还包括用于对空气净化器供电的蓄电池以及控制系统，控制系统用于控制蓄电池对空气净化器进行供电，所述的控制系统还包括：

提压模块，包括依次连接的供电装置、第一稳压装置、升压装置以及第二稳压装置，用于输出稳定的工作电压；

电压控制模块，与所述提压模块藕接，包括依次连接的控压装置和显示装置，所述的控压装置用于调节工作电压的值并通过显示装置将调节后的工作电压加载至空气净化器；

保护模块，用于检测空气净化器的温度，当空气净化器的温度达到一预设值后控制空气净化器停止工作。

控制系统如图2所示，包括：提压单元201，包括依次连接的供电装置2011、第一稳压装置2012、升压装置2013以及第二稳压装置2014，用于输出稳定的工作电压；电压控制单元202，与提压单元201藕接，包括依次连接的控压装置2021和显示装置2022，控压装置2021用于调节工作电压的值并通过显示装置2022将调节后的工作电压加载至空气净化器；保护单元203，用于检测空气净化器的温度，当空气净化器的温度达到一预设值后控制空气净化器停止工作。

通过提压单元201可对蓄电池输出的供电电压进行升高，并通过电压控制单元202改变加载至空气净化器处的供电电压，达到控制空气净化器具有不同功率进而对服务器达到不同降温效果的目的。保护单元203可对空气净化器的温度值进行检测，当空气净化器出现过热的情况时，保护单元203控制电压控制单元202停止对空气净化器加载电压，达到对其进行保护的目的。

供电装置2011包括蓄电池和与蓄电池藕接的电键，第一稳压装置2012包括第一稳压电阻r11、第二稳压电阻r12、第一稳压三极管q11、第二稳压三极管q12以及第一稳压电容c11，第一稳压电阻r11和第二稳压电阻r12串联接地，第一稳压电阻r11与电键s连接，第一稳压电阻r11和第二稳压电阻r12的节点藕接第一稳压三极管q11的基极，第一稳压三极管q11的集电极藕接第二稳压三极管q12的发射极和基极且二者的节点藕接电键s，第二稳压三极管q12的基极与第一稳压电容c11串联接地。

升压装置2013包括变压器t，变压器t的原线圈与第一稳压装置2012连接，变压器t的副线圈与第二稳压装置2014连接。

第二稳压装置2014包括第一稳压二极管d11、第二稳压二极管d12、第三稳压电阻r13和第二稳压电容c12，第二稳压二极管d12和第二稳压电容c12分别与变压器t副线圈的两个端头藕接，第二稳压二极管d12和第二稳压电容d12之间连接有第三稳压电阻r13，第三稳压电阻r13和第二稳压电容c12的节点通过第一稳压二极管d11与变压器t副线圈的端头藕接。

蓄电池输出的供电电压通过电压经过第一稳压装置2012进行稳压，然后加载至变压器t的原线圈，通过原线圈与副线圈的匝数不同进行变压，副线圈得到变压后的供电电压，供电电压加载至第二稳压装置2014进行稳压输出。

其中第一稳压电阻r11和第二稳压电阻r12进行分压为第一稳压三极管q11的基极提供导通电压，第一稳压三极管q11导通，此时第二稳压三极管q12基极所在的回路导通且第二稳压三极管q12的基极上电、并且第一稳压电容c11充电，第二稳压三极管q12导通，蓄电池可将供电电压加载至变压器t的原线圈。

变压器t的副线圈接收到经过变压之后的供电电压后将输出至第一稳压二极管q11、第二稳压二极管q12、第三稳压电阻r13、以及第二稳压电容c1进行稳压，稳压后的供电电压加载至电压控制单元202。

控压装置2021包括：串联接地的第一调压电阻r21、第二调压电阻r22和第三调压电阻r23，第一调压电阻r21、第二调压电阻r22和第三调压电阻r23用于分压提供基准提升电压。

藕接的第一调压比较器u1和第一调压场效应管q21，第一调压比较器u1的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第一调压比较器u1的正向输入端藕接第一限位电压，第一调压比较器u1的输出端藕接第一调压场效应管q21的栅极，第一调压场效应管q21的漏极藕接显示装置2022，第一调压场效应管q21并联设置有第四调压电阻r24。

藕接的第二调压比较器u2和第二调压场效应管q22，第二调压比较器u2的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第二调压比较器u2的正向输入端藕接第二限位电压，第二调压比较器u2的输出端藕接第二场效应管q22的栅极，第二场效应管q22的漏极藕接第一调压场效应管q21的源极，第二场效应管q22并联设置有第五调压电阻r25。

藕接的第三调压比较器u3和第三调压场效应管q23，第三调压比较器u3的反向输入端藕接第二调压电阻r22和第三调压电阻r23的节点，第三调压比较器u3的正向输入端藕接第三限位电压，第三调压比较器u3的输出端藕接第三场效应管q23的栅极，第三场效应管q23的漏极藕接第二场效应管q22的源极，第三场效应管q23并联设置有第六调压电阻r26，第二场效应管q22的源极接地。

显示装置2022包括：分别与空气净化器并联设置的控制电容c13、第一控制二极管d14和第二控制发光二极管d13，控制电容c13分别藕接第二稳压装置2014和控压装置2021，第二控制发光二极管d13和控制电容设置有控制电阻r27，当空气净化器工作时，第二控制发光二极管d13进行反光指示。

当第一调压场效应管q21、第二调压场效应管q22、第三调压场效应管q23均处于断开的情况下时，空气净化器和第一调压电阻r24、第二调压电阻r25以及第三调压电阻r26等效成串联设置，此时的第一限位电压、第二限位电压以及第三限位电压分别小于基准提升电压，此时空气净化器的功率达到一相对稳定最低值，其提升强度最小。

当第一调压场效应管q21和第二调压场效应管q22处于断开、第三场效应管q23处于导通情况下时，空气净化器和第一调压电阻r24和第二调压电阻r25等效成串联设置，此时的第一限位电压、第二限位电压大于别小于基准提升电压，第三限位电压分大于基准提升电压，第三调压电阻r26被短路，此时空气净化器的功率达到一稳定值。

当第一调压场效应管q21、第二调压场效应管q22、第三调压场效应管q23均处于导通的情况下时，供电电压不经过第一调压电阻r24、第二调压电阻r25以及第三调压电阻r26分压直接加载至空气净化器，此时的第一限位电压、第二限位电压以及第三限位电压分别大于基准提升电压，此时空气净化器的功率达到一相对稳定最高值，其提升强度最大。电路图中所示的电源为蓄电池。

以此类推，可根据改变基准提升电压、第一限位电压、第二限位电压以及第三限位电压的电压值来对三个场效应管的导通条件进行控制，进而达到改变空气净化器加载电压的值以及改变空气净化器电功率的目的。可以根据空气净化器工作的不同温度之下，设置不同的提升电压，进而使空气净化器具有不同的工作电流及工作功率，例如当空气净化器所工作的区域温度较低时控制蓄电池输出至空气净化器处的电流调大，使其功率增高以使空气净化器增大加热效率。例如当空气净化器的温度适宜时输出至空气净化器处的电流减小，使其功率减小起到节能的效果，并且使乘客具有一个更好的效果。

其中基准提升电压可通过第一调压电阻r21、第二调压电阻r22和第三调压电阻r23得到，其中第二调压电阻r22为可变电阻，可通过改变其值进而改变基准提升电压值。

例如：第一调压比较器u1的正向输入端输入的第一限位电压为2v，第一调压比较器u1的反向输入端输入的基准提升电压值为1v，此时第一限位电压大于基准提升电压，第一调压比较器u1输出高电平的电压至第一调压场效应管的栅极，第一调压场效应管q21导通，与第一调压场效应管q21并联设置的第一调压电阻r24被短路，无法与空气净化器进行分压。

保护单元203包括：保护比较器u4、第一保护电阻r31、第二保护电阻r32、第三保护电阻r33、保护三极管q31以及保护继电器ka1，保护比较器u4的正向输入端藕接一用于检测空气净化器温度的温度传感器，反向输入端输入一保护电压；第一保护电阻r31藕接保护比较器u4的输出端，第一保护电阻r31和第二保护电阻r32串联接地且节点藕接保护三极管q31的基极，保护三极管q31的集电极分别串联连接有第三保护电阻r33和保护继电器ka1的继电器线圈ka1，与继电器线圈ka1配合的继电器常闭触点ka1藕接于提压单元201和电压控制单元202之间用于控制二者的连接关系。

保护比较器u4的正向输入端连接一温度传感器，温度传感器检测空气净化器的温度并输出模拟量的电压值，保护比较器u4的反向输入端输入一保护电压。当温度传感器检测到空气净化器的温度变高后其输出的电压值相对增大，当其电压值大于保护电压后，保护比较器u4输出高电平的电压信号至第一保护电阻r31，第一保护电阻r31和第二保护电阻r32进行分压使保护三极管q31导通，继电器线圈ka1和与其串联设置的第三保护电阻r33分别上电。继电器线圈ka1控制位于提压单元201和电压控制单元202之间的继电器常闭触点ka1断开，空气净化器停止上电，进入停止工作状态。

在一个实施例中，空气净化器还包括自动显示单元，所述自动显示单元包括处理模块、提取模块、显示器、空气净化器，所述提取模块用于获取用户u在第tui次使用空气净化器i的耗电量bui，所述处理模块通过以下公式计算耗电量bui：

bui＝μ+bu(tui)+bi(tui)(1)

其中μ是常数、bu(tui)为在第tui天空气净化器的耗电量、bi(tui)为处理模块、提取模块以及显示器在第tui天的耗电量；

其中bi(tui)可以用以下公式表示：

bi(tui)＝bi+bi，bin(t)(2)

其中bi是处理模块、提取模块以及显示器在标准温度下的耗电量、bi，bin(t)为在处理模块、提取模块以及显示器中各个元器件温度增高所增加的耗电量；

由于每一个用户的使用该空气净化器的使用频率不一，所以通过以下公式确定用户u的使用偏置：

devu(t)＝sign(t-tu)·|t-tu|^β(3)

其中tu为空气净化器每一次的平均用电量、t为空气净化器最后使用时的用电量，β为常数；

确定了空气净化器的使用偏置、每一次使用耗电量需要bui，即可通过以下公式确定该获取装置在该空气净化器的使用频率下还能够继续使用的次数：

其中n为剩余使用次数、p为蓄电池的总电能、α为常数；

所述处理模块输出剩余使用次数至显示装置。

上述方案的工作效果如下：通过智能显示系统可以对空气净化器的使用方式、使用的频率进行综合性的分析，并根据不同用户的实际使用情况预估该显示装置还能够使用的次数，并且智能显示单元将很多的变量因素，例如温度导致元器件电阻升高使耗电量增加、时间、季节等不同使得空气净化器的使用频率逐渐增加等等，使得智能显示单元对空气净化器还能够进行的使用次数能够预估的更准确，使得用户不会只通过空气净化器的蓄电池剩余电量进行预判是否充电，更加智能。该空气净化器可以是ph2.5净化器、二氧化碳净化器、加湿器以及干燥器中的任意一种或多种。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。