一种智能空气质量监控反馈系统

1.本技术涉及空气质量监控技术领域，具体涉及一种智能空气质量监控反馈系统。


背景技术：

2.当今社会，大气环境的优良成本已成为保障人民群众生活质量的有力因素，但是随着社会的发展，我国工厂每年排放的二氧化碳、烟尘、粉尘和其他空气污染物数目之巨不得不引起人们的注意，城市工厂生产作业所造成的污染物已经成为城市大气污染重要因素。因此，人们越来越关心身边环境的空气质量，特别在工厂或其他室内作业的工人，更加关心周边空气环境的质量问题。目前，市场上所售的空气质量检测器具有检测效果不明显、成本高、远程实时监控困难、难以搭载其他的仪器和软件的缺点，使得空气检测的实用性受到了限制。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种智能空气质量监控反馈系统，用于工厂及车间等室内空气质量的监控与反馈，能实现代码移植和用于开发交互产品，通过网络系统远程实时监控最新空气质量至终端并能自动控制所需的物理电子设备，以免造成不必要的损失，使得空气检测的实用性得到进一步加强。
4.本实用新型采取的技术方案是：一种智能空气质量监控反馈系统，包括采集模块、通信模块、反馈模块、控制模块和供电模块；
5.所述采集模块包括设备外壳、空气循环模块、空气检测单元和arduino主控板；所述空气循环模块包括进风口、吸气设备、网状隔板和出风口，所述进风口设置在所述设备外壳左右两侧，所述设备外壳内部左右两侧依次设置有所述吸气设备和所述网状隔板；所述出风口设置在所述设备外壳底部中央；所述空气检测单元包括至少两个传感器；所述吸气设备、控制模块和传感器均与所述arduino主控板电路连接；
6.所述通信模块包括wifi模块、云服务器和终端，所述wifi模块设置在所述设备外壳内部，并与所述arduino主控板、云服务器和终端数据连接；
7.所述反馈模块包括电子显示屏、警示灯和外设物理设备，所述电子显示屏设置在所述设备外壳的面板上；所述警示灯设置在所述设备外壳顶部；所述电子显示屏、警示灯和外设物理设备分别与所述arduino主控板电路连接；
8.所述控制模块包括第一继电器、第二继电器、第一按钮、第二按钮和第三按钮；所述第一继电器和第二继电器的线圈均与所述arduino主控板连接，所述第一继电器的常开触点与所述外设物理设备连接，所述第二继电器的常开触点、第三按钮和警示灯依次串联；所述第一按钮与供电模块连接，所述第二按钮与吸气设备连接；所述第一继电器和第二继电器设置在所述设备外壳内部；所述第一按钮、第二按钮和第三按钮均设置在所述设备外壳面板上；
9.所述供电模块设置在所述设备外壳内部，并与所述采集模块、通信模块、反馈模块
和控制模块电路连接。
10.进一步地，所述传感器的数量为2~9个。
11.进一步地，每个传感器种类均不相同，所述传感器种类包括烟雾传感器、co传感器、co2传感器、no传感器、no2传感器、 so2传感器、甲醛传感器、温湿度传感器和灰尘传感器；所述烟雾传感器、co传感器、co2传感器、no传感器、no2传感器、so2传感器、甲醛传感器和温湿度传感器设置在所述设备外壳内部；所述灰尘传感器设置在所述设备外壳顶部。
12.进一步地，所述供电模块可同时输出不同的供电电压。
13.进一步地，所述设备外壳背面还设置有支架。
14.进一步地，所述外设物理设备包括空调、电灯和电机。
15.进一步地，所述终端包括手机和电脑。
16.本实用新型的有益效果在于：通过传感器检测室内空气质量，使用arduino开源硬件模块，易于开发，可搭载多种传感器，可实现代码移植；可用于开发交互产品，减少了开发成本；可通过wifi模块连接手机、电脑等终端，实现移动互联网设备与本实用新型的通信，将云服务器的数据传输给移动互联网设备实现远程监测，并通过移动互联网设备实现对空调、电灯、电机等家具及电器的远程控制；当有空气质量存在异常时警示灯可发出警报，也通过互联网将警报发送给终端，引起室内人员的注意，避免造成不必要的损失。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为本实用新型实施例的系统结构示意图。
19.图2为本实用新型实施例的主视图。
20.图3为本实用新型实施例的内部结构示意图。
21.图4为本实用新型实施例的后视图。
22.图5为本实用新型实施例的控制原理图。
23.附图标记解释：1. 设备外壳、2. arduino主控板、3. 进风口、4. 吸气设备、5. 网状隔板、6. 出风口、7. wifi模块、8. 云服务器、9. 终端、10. 电子显示屏、11. 警示灯、12. 外设物理设备、13. 第一继电器、14. 第二继电器、15. 第一按钮、16. 第二按钮、17. 第三按钮、18. 供电模块、19. 烟雾传感器、20. co传感器、21. co2传感器、22.甲醛传感器、23. 温湿度传感器、24. 灰尘传感器、25. 支架、131. 第一继电器的常开触点、141. 第二继电器的常开触点。
具体实施方式
24.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。
25.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，
ꢀ“
一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
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连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
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上”、
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下”、
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左”、
ꢀ“
右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
26.如图1~图5所示，一种智能空气质量监控反馈系统，包括采集模块、通信模块、反馈模块、控制模块和供电模块；
27.所述采集模块包括设备外壳1、空气循环模块、空气检测单元和arduino主控板2；所述空气循环模块包括进风口3、吸气设备4、网状隔板5和出风口6，所述进风口3设置在所述设备外壳1左右两侧，所述设备外壳1内部左右两侧依次设置有所述吸气设备4和所述网状隔板5；所述出风口6设置在所述设备外壳1的底部中央；所述空气检测单元包括至少两个传感器；所述吸气设备4、控制模块和传感器均与所述arduino主控板2电路连接；
28.所述通信模块包括wifi模块7、云服务器8和终端9，所述wifi模块7设置在所述设备外壳1内部，并与所述arduino主控板2、云服务器8和终端9数据连接；
29.所述反馈模块包括电子显示屏10、警示灯11和外设物理设备12，所述电子显示屏10设置在所述设备外壳1的面板上；所述警示灯11设置在所述设备外壳1顶部；所述电子显示屏10、警示灯11和外设物理设备12分别与所述arduino主控板2电路连接；
30.所述控制模块包括第一继电器13、第二继电器14、第一按钮15、第二按钮16和第三按钮17；所述第一继电器13和第二继电器14的线圈均与所述arduino主控板2连接，所述第一继电器的常开触点131与所述外设物理设备12连接，所述第二继电器的常开触点141、第三按钮17和警示灯11依次串联；所述第一按钮15与供电模块18连接，所述第二按钮16与吸气设备4连接；所述第一继电器13和第二继电器14设置在所述设备外壳1内部；所述第一按钮15、第二按钮16和第三按钮17均设置在所述设备外壳1的面板上；
31.所述供电模块18设置在所述设备外壳1内部，并与所述采集模块、通信模块、反馈模块和控制模块电路连接。
32.所述吸气设备4用于吸入空气，所述网状隔板5用于过滤空气中大颗粒灰尘和杂质，所述网状隔板5为可拆卸设计，便于清洗和更换。室内空气由所述进风口3进入，经过所述网状隔板5过滤，由所述传感器和arduino主控板2进行质量检测，再由所述出风口6排出。所述传感器会将检测到的空气质量数据传送至所述arduino主控板2，所述arduino主控板2对检测到的空气质量数据进行分析后，将数据传送至电子显示屏10进行显示；当某一项空气质量数据达到报警值时，警示灯11将亮起，提醒室内人员注意查看室内空气质量，同时arduino主控板2也将启动外设物理设备12，对空气质量进行调整，避免造成不必要的损失。所述外设物理设备12包括空调、电灯和电机等设备，所述电机用于控制窗户或风扇。arduino主控板2还可通过wifi模块7将空气质量数据和报警信号上传至云服务器8，所述云服务器8与所述终端9数据连接。所述终端9包括手机、电脑等移动互联网设备，用户通过手机或电脑可随时随地查看室内空气质量，实现对室内空气的远程监控。
33.当任意一项空气质量数据达到报警值时，arduino主控板2输出高电平，此时所述
第一继电器13和第二继电器14的线圈均得电，第一继电器的常开触点131和第二继电器的常开触点141均闭合，所述外设物理设备12启动，改善空气质量，所述警示灯11亮起，提醒提醒室内人员注意查看室内空气质量。所述第一按钮15用于控制整个设备的电源输入，所述第二按钮16用于控制吸气设备4的启动，所述第三按钮17用于关闭警示灯11。
34.根据应用场合的实际需求，所述传感器的数量可设置2~9个。每个传感器种类均不相同，用于检测不同的空气指标。所述传感器种类包括烟雾传感器、co传感器、co2传感器、no传感器、no2传感器、so2传感器、甲醛传感器、温湿度传感器和灰尘传感器。为避免空气中的杂质和灰尘影响传感器的精度，所述烟雾传感器、co传感器、co2传感器、no传感器、no2传感器、so2传感器、甲醛传感器和温湿度传感器设置在所述设备外壳1内部，安装在两块网状隔板5之间；所述灰尘传感器则设置在所述设备外壳1顶部，用于检测空气中的灰尘浓度。
35.在本实用新型实施例中，所述传感器数量为6个，分别是烟雾传感器19、co传感器20、co2传感器21、甲醛传感器22、温湿度传感器23和灰尘传感器24。所述烟雾传感器19选用mq
‑
2气敏元件，具有输出调节电位器，能够调节传感器的灵敏度，响应迅速，灵敏度高。所述co传感器20为mq7一氧化碳传感器，可检测20~2000 ppm的co浓度，对于co浓度的灵敏度较高并可以进行灵敏度调节，而且传感器能够快速响应，提高了检测的精确度。所述co2传感器21为mg811二氧化碳传感器，对于二氧化碳的测试浓度范围是0~10000ppm，具有温度补偿功能，可实现全温范围检测。所述甲醛传感器22为设置有fs
‑
102电化学甲醛模组的dart甲醛传感器。所述甲醛传感器22内设置有模拟电路和数据处理单元，可直接输出数字浓度信息，并其无需用户进行信号调理和校准标定，方便用户使用。所述温湿度传感器23为dhtll温湿度复合传感器；所述温湿度传感器23的摄氏温度测量范围为0～50℃，摄氏温度测量精度为
±
1～
±
2℃；相对湿度测量范围为20％rh～90％rh，相对湿度测量精度为
±
4％rh～
±
5％rh；具有响应迅速、抗干扰能力强、可靠性与稳定性高的优点。所述灰尘传感器24选用cw
‑
76s灰尘传感器，可监测pm2.5、pm10、tsp等数据，可对历史数据进行保存，分辨率高，可检测≥0.3μm粒径的颗粒，具有体积小、检测精度高、可连续监测、抗干扰能力强的优点。
36.所述arduino主控板2为arduino mega 2560核心电路板，包括54组数字i/o端、16组pwm输入端和4组uart。所述54组数字i/o端中15组可做pwm输出，所述4组uart使用的是16 mhz进口晶振。由于所述arduino主控板2的i/o接口数量多，故可根据用户需求同时连接多种传感器。空余的i/o接口可预留作拓展接口，用于增加传感器和其他功能电路。
37.所述wifi模块7为wifi shield v3扩展板。所述wifi模块7支持ap+sta双模式，利于将wifi模块7连接至路由器的wifi网络上。所述wifi模块7在待机模式下工作电流小于80.0μa，正常工作模式下工作电流为8ma，最高峰值电流为200ma，产品功耗低，可弥补wifi模块7相对于蓝牙模块功耗高的缺陷。所述云服务器8采用的是yeelink平台。
38.所述供电模块18用于为所述采集模块、通信模块、反馈模块和控制模块供电，所述供电模块18可同时输出5v、6v和12v的工作电压，满足不同工作电压等级的设备的用电需求。
39.所述供电模块18的输入端、吸气设备4和外设物理设备12均与室内220v交流电源连接。所述arduino主控板2、第一继电器13、第二继电器14、wifi模块7和传感器的工作电压均为5v。所述吸气设备4的工作电压为6v，所述电子显示屏10的工作电压为12v。
40.在本实用新型实施例中，所述设备外壳1背面还设置有支架25，便于将本实用新型
实施例安装至墙壁等平面上，提高空间的利用率。
41.本实用新型实施例通过传感器检测室内空气质量，使用arduino开源硬件模块，易于开发，可搭载多种传感器，可实现代码移植；可用于开发交互产品，减少了开发成本；可通过wifi模块7连接手机、电脑等终端9，实现移动互联网设备与本实用新型实施例的通信，将云服务器8的数据传输给移动互联网设备实现远程监测，并通过移动互联网设备实现对空调、电灯、电机等外设物理设备12的远程控制；当有空气质量存在异常时警示灯11可发出警报，也通过互联网将警报发送给终端9，引起室内人员的注意，避免造成不必要的损失。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。