专利名称：智能化生态墙的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能化生态墙，特别涉及一种采用单片微型计算机控制以改善室内外生态环境，美化居室内外的自动控制艺术品。属于室内卫生，保健，装饰及室外绿化的建筑墙体结构设备。
经申请人调研及查阅资料，现有的建筑墙体结构如日本熊谷组建筑商承建的京广大厦，中建一局北京分公司联合承建的庄胜广场大厦均采用玻璃幕墙，虽装饰豪华，但造成很强的光污染。再如中国住宅建筑总公司集团承建的法华寺住宅小区等建筑的墙体均采用砖石结构，虽无光污染，但灰暗的砖石墙体对城市环境构成不利影响。采用砖石结构的墙体对室内环境也不利，影响采光，隔断人与自然的联系，不利室内卫生。
本装置的一个目的，就是要克服上述墙体的各种缺陷，指出一种集中国山水草木盆景与现代智能控制于一体的智能化生态墙如图(一)所示。该生态墙是由双层玻璃构成的，中空部分放置有利于降低室内污染改善室内氧气和二氧化碳的比例的植物如水浮莲、螺旋藻等，以及由山水草木盆景构成的各种自然景观，以此取代建筑中的非承重墙，如图(一)所示与阳台连接的墙体。通过单片微型计算机的智能化控制，使作为观赏用的山水草木盆景在由玻璃夹层构成的墙体中得到科学管理，在降低室内污染同时控制生态墙中植物的光合作用，改善室内氧气和二氧化碳的比例，使室内获得含氧量较高且具清新空气的生态环境。在室外看来，透明玻璃使生态墙中的山水草木，绿色植物一览无余。使室外景观也得到改善。
本装置的另一个目的，由于实现了智能化，生态墙中的盆景可以根据居住区域不同的人选择不同的造型，用以提高或降低室内空气的湿度。在干燥的地区，可选湖海，河流的造型。通过生态墙中绿色植物水份的蒸发，以及其中喷泉，瀑布和云雾的控制，以实现室内湿度的调节。在潮湿的地区，可选热带沙漠的植物造型，除视觉上给人以清爽干燥的感觉外，还可利用沙漠植物的抗旱能力，吸收空气中的水份以达到降低室内湿度的目的。
本装置单片微型计算机控制部分采用模块化结构，硬件和软件均可自由的进行组态，通过键盘方便地选择，以适应各种不同需要。
本装置是通过如下技术方案加以实施的如图(二)所示，单片机[29]利用其I/O a口(输入/输出)口通过氧气传感器[1]以及O/F变换器[15]测量室内空气中氧气含量作为控制光合作用的参考量，通过温度传感器[12]以及T℃/F变换器[18]测量生态墙中的温度，通过光照传感器[8]以及L/F变换器[14]测量生态墙中的光照强度作为控制光合作用的辅助参考量。上述各量与固化在单片机内部的ROM上或通过键盘[28]和显示器[27]设置在单片机内RAM上的氧气含量数值进行比较处理，然后通过单片机I/O b口发出控制量，分别控制模拟日光源[9]的光照强度，启动空气泵[4]补充生态墙中二氧化碳含量，控制生态墙中的加热器[11]的输入功率以达到调节装置内温度的目的。使生态墙中光照，二氧化碳含量，以及温度处于植物进行光合作用的最佳状态。植物不断吸入二氧化碳，放出氧气，直至室内氧气含量处于设定状态。若室内无明显污染源如吸烟等，则无需空气净化器，可直接将空气泵入生态墙内的水中进行循环净化，而水中植物可采用如大藻(水浮莲)[32]这类浮生植物，其根部吸收水中污染物质，起到净化作用。经过净化的室内空气再泵入生态墙外侧[33]的藻类植物如螺旋藻水中，使其不断吸入二氧化碳，放出氧气，使室内空气处于比较理想的状态。
地区不同室内湿度要求不尽相同，相对湿度低于80％的北方干燥地区，往往需要增加空气中的湿度，生态墙中适合选用水域宽阔的自然景观造型，如附图
(一)。室内空气经过净化以后，单片机通过湿度传感器[5]测量室内空气中湿度并与设定值进行比较，当低于设定值时，单片机通过I/O b口控制生态墙中的喷泉[7]或瀑布[2]的微型水泵的转速以控制其水流量，对室内湿度进行调节。由于装置不断蒸发水份，相当于一恒定湿度控制，使室内湿度较为适宜。当需进一步提高湿度时，可起动超声波雾化器[3]将水雾化作为自然景观的云雾，同时对室内湿度进行快速调节，直至满足要求。
在南方湿度较高的地区，如前所述应选择以热带沙漠植物为主的自然景观造型，主要目的是减少水份蒸发。当室内空气经过生态墙时，处于干旱状态的沙漠植物的根部和气生部分将吸收空气中的水份，多次循环以达到降低室内湿度的目的。
与现有的玻璃幕墙及砖石墙体相比较，生态墙具有集传统艺术品的山水草木盆景与现代智能控制于一体的特点。可方便地设定湿度和氧气含量并能自动调节。由于软件硬件的模块化结构，可根据需要自由进行组态，并留有一部分I/O c口、I/O d口作为其他家用电器综合管理和控制用。本装置在改善室内外生态环境方面具有显著的进步。
附图(一)为生态墙装配示意图适用于(北方干燥地区)。附图(二)为生态墙装配的实施例。
以下结合附图对本装置作进一步说明。
单片机[29]利用其I/O a口(输入/输出)口通过氧气传感器[1]以及O/F变换器[15]测量室内空气中氧气含量作为控制光合作用的参考量，通过温度传感器[12]以及T℃/F变换器[18]测量生态墙中的温度，通过光照传感器[8]以及L/F变换器[14]测量生态墙中的光照强度作为控制光合作用的辅助参考量。上述各量与固化在单片机内部的ROM上或通过键盘[28]和显示器[27]设置在单片机内RAM上的氧气含量数值进行比较处理，然后通过单片机I/O b口发出控制量，分别控制模拟日光源[9]的光照强度以及电加热器[11]的输入功率。
参照附图(一)和附图(二)单片机[29]将其I/O a口接到由多路开关[25]控制的信号/频率变换器I/F[14]，O/F[15]，C/F[16]，WP/F[17]，T℃/F[18]上，再分别接在由“迦伐尼电池”构成的氧气传感器[1]上，由湿度电容构成的湿度传感器[5]上，以及由热敏电阻构成的温度传感器[12]上，由半导体光敏器件构成的光照传感器[8]上，以不断测量室内空气中氧气含量，及测量生态墙中的温度和光照强度作为负反馈控制参考量。单片机[29]和另外两组I/O a口分别连接到键盘[28]和显示器[27]上，以便键入室内所需湿度和氧气含量。单片机[29]在获得室内氧气含量，光照强度以及生态墙中的温度这些量以后与固化在单片机内部ROM上的(或通过键盘[28]和显示器[27]设置在单片机内部RAM上的)湿度和氧气含量进行对比处理，然后通过单片机I/O b口控制数字触发器[26]向双向可控硅[20]发出控制信息，确定双向可控硅[20]的导通占空比，进而调节电加热器[11]的输入功率，直至生态墙内的温度适合进行光合作用。通过控制另外一组双向可控硅[23]导通角，调节由荧光灯和白炽灯复合成的模拟日光源[9]的电压以控制光照强度，因其光谱在400-800nm范围内复盖日光光谱，使生态墙内的植物处于最佳光合作用状态。植物不断吸入二氧化碳，放出氧气，直至室内氧气含量处于设定状态。同时单片机在受到室内湿度信息与固化在单片机内部的ROM上(或通过键盘[28]和显示器[27]设置在单片机内RAM上)的湿度数值进行比较处理，通过改变双向可控硅[21][22]导通角，以改变其电压使生态墙中的喷泉[7]或瀑布[2]的微型水泵的转速变化以控制其水流量，对室内湿度进行调节。I/O b口通过数字触发器[26]控制超声波雾化器[3]对室内湿度进行快速调节，直至满足要求。
本领域技术人员容易了解到，本装置是用人们普遍熟悉的自动调节原理构成和控制的。
本产品可以通过键盘[28]和显示器[27]方便地选择适合要求的室内湿度和氧气含量。
选择参数步骤见表(一)，键盘见表(二)。
表(一)，点阵液晶显示模块操作
说明上电。显示屏自动显示请设置参数字样，按下湿度/H键选择湿度含量，此时末位自动闪烁。
按↑键，使最右位数为1且闪烁。如继续按↑键，依次使最右位数变为2，3---9，周而复始，如选8。
按←键，使8移至第2位，末位为0且闪烁
按↑键，使末位为5且闪烁。<
按回车/R键对所选85％的湿度认可，请继续选择，提示出现
表(二)键盘设置
可根椐需要按上述继续设置氧气含量数值，同样方便快捷，在此不在赘述。设置结束后，按启动/S键，本装置便可自动运行。
本装置可以作为室内综合管理和控制中心，其软件，硬件均为模块化结构，可根据需要自由进行组态，向家用电器综合管理和控制前进一步，集智能化，节能，生态调节，美化居室于一体。
以上已结合实施例对本装置作了详尽的说明，本领域技术人员不难根据本装置的原理作出若干改型，但它们不会超出本实用新型权力要求所限定的精神与范围。
权利要求1.一种智能化生态墙装置，它包括用于室内生态调节的玻璃夹墙[30]和山水草木盆景[31]以及电源，单片机[29]、显示器[27]、键盘[28]、模拟日光源[9]、电加热器[11]、超声波雾化器[3]。其特征包括玻璃夹墙[30]和用于吸收室内污染改善室内的氧气含量和湿度的山水草木盆景[31]，氧气传感器[1]以及O/F变换器[15]，通过光照传感器[8]以及L/F变换器[14]，温度传感器[12]以及T℃/F变换器[18]，湿度传感器[5]以及C/F变换器[16]，分别用于提供光合作用和湿度调节的负反馈输入控制参量。水位检测器[13]以及WP/F变换器[17]用于判断装置内水位是否过低；双向可控硅[20]、[21]、[22]、[23]和[24]用于接受单片机[29]通过数字触发器[26]输出控制量，分别调节光照强度和装置内的温度。双向可控硅[24]用于控制室内空气泵[4]的电机，把净化过的空气输入装置内补充用于光合作用的二氧化碳；双向可控硅[21]，[22]控制水泵的电压，通过调节其转速以控制装置内喷泉[7]和瀑布[2]的流量，通过控制超声波雾化器的启停，共同进行室内湿度的调节；氧气传感器[1]置于空气净化器[4]空气输入端以检测室内氧气含量，光照传感器[8]置于装置顶部检测室内光照强度，温度传感器[12]置于装置内以检测内部温度，这些传感器的输出端接至多路开关[25]的输入端，其输出端接至单片机[29]的I/O a口，作为检测信号的输入；接到上述检测信号后，单片机[29]的I/O b口通过数字触发器[26]分别接至双向可控硅[20]、[21]、[22]、[23]和[24]，通过调节其导通状态以控制输入电加热器[11]的功率使装置内温度满足要求；控制室内空气泵[4]的启停，补充装置内用于光合作用的二氧化碳；控制模拟日光源[9]光照强度，使装置内的植物如螺旋藻处于最佳光合作用状态，植物不断吸入二氧化碳，放出氧气，直至室内氧气含量满足要求。
2.根据权力要求1的智能化生态墙装置，其特征是可根据需要通过键盘[28]和显示器[27]键入数据，通过单片机[29]的I/O b口控制生态墙内超声波雾化器[3]，喷泉[7]或瀑布[2]调节室内湿度。
3.根据权力要求1的智能化生态墙装置，其特征是当采用山水草木盆景时，若室内无明显污染源如吸烟等，则无需空气净化器，可直接将空气泵入生态墙内的水中进行循环净化，而水中植物可采用如大藻(水浮莲)，水葫芦等单子叶植物，其根部吸收水中污染物质，起到净化作用。
4.根据权力要求1的智能化生态墙装置，其特征是把经过净化的室内空气再泵入生态墙内的植物中如螺旋藻水中，使其不断吸入二氧化碳，放出氧气，提高室内空气中的氧气含量。
5.根据权力要求1的智能化生态墙装置，其特征是智能化部分采用单片微型计算机[29]；显示器[27]采用LCD(液晶)或LED(数码管)显示；键盘[28]采用触摸式；温度传感器[12]采用热敏电阻以及振荡器件构成温度/频率变换器[18]；水位传感器[13]采用电容以及振荡器件构成水位/频率变换器[17]；氧气传感器[1]采用“迦伐尼”电池以及振荡器件构成氧气/频率变换器[15]；湿度传感器[5]采用湿度电容以及振荡器件构成湿度/频率变换器[16]；光照传感器[8]采用半导体光敏器件以及振荡器件构成光照/频率变换器[14]。
专利摘要智能化生态墙是由玻璃夹墙、山水草木盆景以及单片机构成的自动控制装置。通过室内与生态墙空气循环以降低室内污染,利用生态墙中喷泉、瀑布、云雾控制室内湿度。并通过单片机构成的自动控制使生态墙内的植物如螺旋藻处于最佳光合作用状态,不断吸入二氧化碳,放出氧气,进一步改善室内氧气含量。本装置是集美化居室内外的艺术景观与改善室内生态环境于一体的绿色产品。使之处于一种自然、优雅、无污染的理想环境。
文档编号F24F6/12GK2367947SQ9825096
公开日2000年3月8日 申请日期1998年12月29日 优先权日1998年12月29日
发明者王广生 申请人:王广生