用于学习的环境系统的制作方法

本发明涉及一种能够用于学习的环境系统。

背景技术

自然环境的恶化，影响着人们的身体健康和精神健康。心理专家研究发现，人的情绪因素与体内的免疫功能有着密切的关系，积极的心理状态可以增强大脑皮层的功能，提高神经系统的活力，使自身的免疫功能和抗病能力大大提高。而当患者对自己的疾病失去信心时，情绪低落，免疫功能的下降导致血液中的淋巴细胞减少，影响人体的健康。

现有技术往往通过监测环境中的单一参数并智能调节该参数从而实现生态环境质量的提高，如cn201410185621.1公开了改善办公环境的方法，包括如下步骤：利用空气过滤器将环境空气中大于1μm的灰尘过滤；利用鼓风机将过滤后的空气经送至膜组件，沿富氧膜一侧表面流动；利用真空泵在富氧膜另一侧产生-75kpa的负压；空气中的氮气和氧气向低压侧扩散，形成27％-30％氧的富集；富氧膜过滤空气中的污染物，污染物与未扩散到富氧膜低压侧的贫氧空气从膜组件的废气排气口排出；将含氧量27％-30％的洁净富氧空气通过真空泵抽出,并通过管路输送至室内的负离子发生器使富氧空气中形成负氧离子后流入室内。

以上现有技术仅仅是模仿森林中氧气和负氧离子的浓度，通过提高办公环境的负氧离子和氧气浓度，解决工作人员疲劳﹑困倦﹑大脑供氧不足﹑皮肤缺氧老化、病毒感染等问题。

然而，只是提高办公环境的负氧离子和氧气浓度，对于记忆力的提高其效果非常有限。

而且不同的森林，其氧气和负氧离子的浓度均不同，没有统一的标准，而过高的氧气浓度也起不到提高记忆力的作用。

本发明的目的在于提供一种能够在学习时提高注意力或记忆力的环境系统。

技术实现要素：

本发明的第一技术方案为用于学习的环境系统，其特征在于，包括室内空间(200)、恒温恒湿子系统(1)、空气净化子系统(2)、空气优化子系统(3)、微磁场环境子系统(4)、光环境子系统(5)、音乐环境子系统(7)、控制系统(100)，

所述恒温恒湿子系统(1)用于调节室内空间(200)的温湿度，

所述空气净化子系统(2)对进入室内空间(200)的空气进行预处理，去除有害气体，并降低二氧化碳含量，

所述空气优化子系统(3)为室内空间(200)提供富氧的空气和负氧离子，

所述微磁场环境子系统(4)用于在室内空间(200)学习的人员的大脑位置处产生均匀的磁场，

所述光环境子系统(5)用于所述室内空间(200)的照明，

所述控制系统(100)控制所述恒温恒湿子系统(1)，使所述室内空间(200)的温度调整在22-24℃的范围内，湿度调整在50％-55％的范围内，

所述控制系统(100)控制所述空气净化子系统(2)，将空气中的二氧化碳含量降低到设定值m以下，

所述控制系统(100)控制所述空气优化子系统(3)，使空气中的氧气含量在22.6％-23％，负氧离子含量在35000个/cm³以上，

所述控制系统(100)控制所述光环境子系统(5)，产生色温为3500k的照明光，在学习区域内形成照明强度为200-300lx的蓝绿色照明。

第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述二氧化碳含量的设定值m根据不同人群单独设置，所述人群包括儿童和成人。

第三技术方案基于第二技术方案，其特征在于，微磁场环境子系统(4)由铺设在地面上的磁性地毯(40)构成，磁性地毯(40)中设置有多个永磁体(40a)，各个永磁体(40a)呈三角等角分布，相邻永磁体(40a)之间的间距d根据永磁体(40a)的磁场强度设置，在大脑位置处形成1gs的均匀磁场。

第四技术方案基于第三技术方案，其特征在于，各个永磁体(40a)的磁极同向设置或各个永磁体(40a)的磁极交叉设置。

第五技术方案基于第一至第四技术方案中的任一技术方案，其特征在于，所述音乐环境子系统(7)在室内空间200中播放频率在8-14hz阿尔法脑波音乐。

第六技术方案基于第五技术方案，其特征在于，

所述控制系统100控制所述音乐环境子系统(7)，根据不同的人群用不同的音量播放阿尔法脑波音乐。

第七技术方案基于第六技术方案，其特征在于，所述人群包括儿童和成人。

第八技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述空气中的氧气含量在22.8％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于学习的环境系统的整体方框图；

图2为室内空间的内部结构示意图；

图3为室内空间的俯瞰图；

图4为磁性地毯的结构说明图；

图5为磁性地毯的磁力线的说明图；

图6为控制系统的控制流程图；

图7是空气预处理设备的原理说明图；

图8为微磁场环境子系统由柔性宽带永久磁条构成的说明图；

图9为柔性永久磁条的计算说明图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，将结合附图对本发明作进一步地详细描述。这种描述是通过示例而非限制的方式介绍了与本发明的原理相一致的具体实施方式，这些实施方式的描述是足够详细的，以使得本领域技术人员能够实践本发明，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以使用其他实施方式并且可以改变和/或替换各要素的结构。因此，不应当从限制性意义上来理解以下的详细描述。为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1为用于学习的环境系统的整体方框图，如图1所示，本发明提供的用于学习的环境系统，由室内空间200、恒温恒湿子系统1、空气净化子系统2、空气优化子系统3、微磁场环境子系统4、光环境子系统5、音乐环境子系统7、水环境子系统8和控制系统100构成。

控制系统100控制恒温恒湿子系统1、空气净化子系统2、空气优化子系统3、光环境子系统5、音乐环境子系统7，通过调整室内空间200的空气、照明以及音乐环境子系统7，并结合磁场等环境，对在室内空间200中学习的人员，尤其是儿童提高其记忆能力，获得较好的学习效果。水环境子系统8提供富氢的饮用水，进一步帮助增强记忆力。

图2为室内空间的内部结构示意图，图3为室内空间的俯瞰图。如图2和3所示，在室内空间200的靠墙一侧的地面上铺设有磁性地毯40，磁性地毯40延伸至正面墙附近。正面墙上设置有大型显示屏210用于教学时的图像显示和环境装饰。在大型显示屏210的前方设置有两排小型收纳柜240。

学习用桌220和两排座椅230在磁性地毯40的区域内，两排座椅230设置在学习用桌220的两侧，使参加学习的人员保持较大的距离，有相对独立的空间，防止局部的空气污浊，影响记忆。在室内空间220的顶部设置有未图示的顶灯，对室内空间200进行照明。在本实施方式中磁性地毯40构成微磁场环境子系统4。未图示的顶灯构成光环境子系统5。磁性地毯40的区域为学习和休息的区域(以下简称为学习区域)。

恒温恒湿子系统1用于调节室内空间200的温湿度，控制系统100控制恒温恒湿子系统1，将室内空间200的温度调整在22-24℃的范围内，湿度调整在50％-55％的范围内。

控制系统100如采用数字化控制方式，通过末端传感器采集室内空间200的数据，计算室内空间20的露点，从而控制水温，通过混水中心调节水温，使室内空间的温度和湿度达到规定的22-24℃和50％-55％的范围内。

空气净化子系统2对进入室内空间200的空气进行预处理，去除或分解空气中的甲醛、苯、二甲苯、tvoc、霉菌、烟尘等有害气体。经净化后的空气，经降低二氧化碳含量的处理后输送到室内空间200。处理后空气中的二氧化碳含量控制在设定值m。设定值m可预先通过实际测试，得到二氧化碳含量对人体注意力或记忆力影响的曲线，选择对注意力或记忆力影响最小的二氧化碳含量作为设定值m(目标值)，通过控制系统100的控制，降低室内空间200中的二氧化碳含量在设定值m或设定值m以下。

二氧化碳含量的设定值m可以根据不同的人群单独设置，如在本实施方式的室内空间200的环境中，预先分别测得二氧化碳含量对成人和儿童影响的曲线，从曲线中选择人体注意力或记忆力影响最小的二氧化碳的含量作为不同人群的设定m值设定，在室内空间200中学习的是儿童，选择儿童的设定值m，如果是成人，选择成人的设定值m。

空气优化子系统3为室内空间200提供富氧的空气和负氧离子。控制系统100通过控制空气优化子系统3，在室内空间200产生富氧和负氧离子的环境。氧气含量控制在22.6％-23％，优选22.8％。

室内空间200的负氧离子含量控制在35000个/cm³以上。负氧离子起到人体自体免疫细胞培植及修复的作用。

空气优化子系统3中的富氧系统采用离子风技术，为室内空间200提供氧气，使整个室内空间200的含氧量短时间内达到22.8％。

空气优化子系统3中的负氧离子发生器，产生高浓度的负氧离子，并借助灯光辐射及波动效应作用，激活氧离子的活性，帮助氧离子快速均匀地扩散到整个室内空间200，迅速提升室内空间200中的负氧离子含量。

磁性地毯400用于在室内空间200的学习区域形成磁场，作用于人脑。磁性地毯400产生的磁力线作用人体，当人体坐在座椅230上时，在人脑位置处形成1gs磁场强度的磁场。

光环境子系统5(顶灯)采用色温为3500k的低色温照明光，光线颜色为蓝绿色，在学习区域内(磁性地毯的范围)的照明强度为200-300lx。

音乐环境子系统7在室内空间200中播放频率在8-14hz阿尔法(α)脑波音乐。

音乐环境子系统7播放阿尔法(α)脑波音乐的音量由控制系统100控制，音量根据不同的人群单独设置，如在本实施方式的室内空间200的环境中，预先分别测得音量对成人和儿童的α脑波的影响，根据效果最好的音量作为儿童和成人的设定值。控制系统100根据不同的人群选择不同的设定值控制阿尔法(α)脑波音乐的音量。因此能够有效的刺激大脑分泌一种内啡肽化学物质，提高记忆力。

水环境子系统8提供富氢的饮用水，其中，氢：1200mg/l，分子结构：5-6个小分子组成的小分子团，ph值：≈7.4±0.3。

水环境子系统8采用spe质子膜电解，氢氧分离，氢氧分离富氢水电解的过程中，氢氧分离产生氢的阴极在spe膜上方，下方是阳极产生氧及臭氧、余氯排到容器底部，提高了氢的纯度。不仅饮用水中氢的浓度高，由于氢纯度高，没有余氯与臭氧产生，少量的氢还可以吸入人体。

以下对控制系统100的部分控制流程进行说明。

图6为控制系统的控制流程图。

步骤s1，控制系统100检测室内空间200的温度t和湿度h。

步骤s2，判断温度t是否在22-24℃，湿度h是否在50％-55％的范围内。如果有一个不在范围内，进入步骤s3，控制系统100控制恒温恒湿子系统1，相应的调节温度或湿度后，返回步骤s1。如果温度t和湿度h都在范围内，进入步骤s4。

步骤s4，控制系统100检测室内空间200空气中的氧气浓度o和负氧离子含量f。

步骤s5，判断氧气浓度o是否在22.6％-23％的范围内，负氧离子含量f是否在35000个/cm³以上。任何一个不满足，进入步骤s6，相应调节氧气供应量或负氧离子含量后，返回步骤s4。如果氧气浓度o在22.6％-23％的范围内，并且负氧离子含量f在35000个/cm³以上，进入步骤s7。

步骤s7，控制系统100检测磁性地毯40区域内的照明光的色温、光照强度。

步骤s8，判断照明光是否为3500k的低色温，照明强度在200-300lx的范围内。如果有任一项未满足设定值，进入步骤s9，控制系统100控制光环境子系统5(顶灯)，对照明光进行调整后，返回步骤s7，直至满足设定值。

步骤s10，控制系统100持续控制控制恒温恒湿子系统1、空气优化子系统3、光环境子系统5，维持室内空间200内温湿度、空气中的氧气含量、负氧离子含量和照明条件。

步骤s11，控制系统100检测空气中的二氧化碳浓度m。

步骤s12，判断空气中的二氧化碳浓度m是否小于等于设定值m。如果大于设定值m，进入步骤s13，控制系统100控制空气净化子系统2，降低空气中二氧化碳含量，直至二氧化碳浓度m小于等于设定值m。如果预先测得不同人群的设定值m，根据在室内空间200中学习的人群，使用对应的设定值m。设定值m可预先对不同人群(包括老、中和幼，男和女等人群)通过实际测试，确定二氧化碳浓度m与注意力或记忆力的关系，以注意力或记忆力最佳或对注意力、记忆力影响最小的二氧化碳浓度作为设定值m设定。

步骤s14，控制系统100控制音乐环境子系统7播放阿尔法(α)脑波音乐，并根据人群调整阿尔法(α)脑波音乐的音量。

步骤s15，判断在室内空间200的学习是否结束。如果学习没有结束，返回步骤s10，直至在室内空间200的学习结束。

室内空间200的温度环境不仅使在室内空间学习的人员身体放松，保持良好的注意力，还能增强大脑感知、记忆、思维等认知能力。

而恒定的湿度环境保证了人体的体感温度不会发生显著的变化，尤其对青少年的呼吸道起到保护作用，改善咽喉肿痛状况，提高青少年抵抗能力。

富氧的环境可使血氧含量增加，增强记忆力外，还对人体的血液系统、神经系统、循环系统、呼吸系统以及消化系统产生影响，对人体的机能起到一定的调节作用。

大脑耗氧占全身耗氧量20-30％。富氧的环境对消除脑力疲劳，焕发精神，提高记忆，具有良好效果。如学生备考期间每天在室内空间200中学习30分钟，可缓解试前紧张情绪，保护大脑，提高考试成绩

负氧离子可使脑内锌含量提高，促进体内维生素d及锌的吸收，促进脑内蛋白质的合成，从而提高记忆力。负氧离子对提高听力也有显著效果。

负氧离子能有效提高细胞内供氧，改变体液的ph值。

通过磁场刺激可以加强大脑的记忆力。使用与大脑自然产生的电信号相同频率的磁刺激，能够显著改善大脑记忆功能。

饮用富氢水对增强记忆力也有作用，通过消化道黏膜渗透方式吸收水中的高浓度氢，可促进胶质细胞的生长和分裂，有效提升记忆力。

合适的色温和照明强度可刺激中枢神经，加强逻辑思维，更有助于集中注意力，减轻儿童的视觉疲劳，提高学习效率。

音量合适的阿尔法波音乐播放不仅不影响学习，还可使大脑清醒且放松，注意力集中，提高记忆力。

根据实际测试，与在通常的家庭等学习环境学习相比，对课本内容的记忆力最大约提升2倍。

以下对子系统的实施例进行说明。

图4为磁性地毯的结构说明图。

如图4所示，磁性地毯40中设置有多个永磁体40a，各个永磁体40a呈三角等角分布，在人体位置处形成较为均匀的磁场。

图5为磁性地毯的磁力线说明图。

如图5所示永磁体40a的磁极同向设置，n极在上，s极在下，永磁体40a之间的间距d根据永磁体40a的磁场强度设置，在人脑处(高度位置h)形成磁场强度为1gs的均匀的磁场。

作为第一变形例，各个永磁体40a的s极在上，n极在下设置。

作为第二变形例，各个永磁体40a的磁极交叉设置，一个n极在上，相邻的永磁体的s极在上。

恒温恒湿子系统1包括末端传感器系统、水温控制系统以及混水中心，控制系统100计算室内空间的露点，并通过末端传感器系统得到数据，从而运算得到水温控制数据，所述水温控制系统根据控制系统100的水温控制数据结合实验数得到的水温与所述环境系统温度和湿度关系控制所述混水中心的水温，通过水温的调节，使室内空间的温度和湿度保持在设定的范围内。

空气净化子系统2由空气预处理设备和二氧化碳排除设备构成。外界的空气和室内的空气经空气预处理设备预处理，去除或分解空气中的甲醛、苯、二甲苯、tvoc、霉菌、烟尘等有害气体。经空气预处理设备净化后的空气，由二氧化碳排除设备处理，降低空气中的二氧化碳含量后，输送到室内空间200。

图7是空气预处理设备的原理说明图。

空气预处理设备21由ph7.0无腐蚀性纯生物制剂及“复眼窗催化技术”构成。利用纯生物制剂中的zm植萃因子，包裹降解与成对中和技术双管齐下，快速活化空气中的甲醛、苯、二甲苯、tvoc、霉菌、烟尘等有害气体，并迅速捕捉已活化的有害物质，同时破坏有害物质的分子共价键；二是利用复眼窗催化技术来中和与降解，分解有害气体，反应生成水和二氧化碳。

二氧化碳排除设备22看采用卧式压缩机的环保冷媒技术，实现零臭氧排放，使能效利用率提高，双向流结合技术，室外湿热空气，通过一级除湿变成干燥适温空气，又通过生物酶滤芯的包裹降解功能，自然降解空气中的甲醛、pm2.5和215种tvoc,变成干燥适温的pm2.5接近为0的洁净空气输入室内空间200，通过微恒定大气压力差，加速空气旋风式流动，立体式循环，把室内空间200中的二氧化碳、pm2.5、pm0.3、甲醛、tvoc以及室内500多种空气污染物高效排出，同时室外再小的粉尘颗粒及细菌不能逆压进入室内空间200。

空气优化子系统3由富氧设备和负氧设备组成。

其中，所述富氧设备采用自力式旋风布气技术，与传统直接进气方法相比，减缓对分子筛造成冲击。由于进气方式采用旋风式，与分子筛的接触面积大，产氧效率提高。同时旋风进气更均匀，使氧能迅速弥散整个室内空间200，在短时间内达到富氧状态，增加深度睡眠的时间。

负氧设备通过负离子发生器利用脉冲、振荡电器将低电压升至直流负高压，利用碳毛刷尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子(e-)，而电子无法长久存在于空气中(存在的电子寿命只有ns级)，立刻会被空气中的氧分子(o2)捕捉，形成负氧离子，通过控制系统100的控制，使室内负氧离子含量达到70000个/cm³以上。

变形例

变形例中，用柔性宽带永久磁条替换磁性地毯。

图8为微磁场环境子系统由柔性宽带永久磁条构成的说明图。

如图8所示，与磁性地毯40同样，柔性宽带永久磁条400铺设在地面上，柔性宽带永久磁条400在人脑处产生1gs的微磁场。

如图9所示，柔性宽带永久磁条400与墙面平行放置，且二者中心点在同一水平位置(z＝0的位置)，产生的磁场的等效磁场强度公式为：

如图9所示，a和b分别是柔性宽带永久磁条横截面的长度和宽度，x0表示柔性宽带永久磁条与人体活动区域中心线的距离，z表示到所述柔性宽带永久磁条与人体活动区域中心点的水平距离的坐标值，μo为柔性宽带永久磁条的真空磁导率，σm为柔性宽带永久磁条横截面的面磁荷密度。

根据所述等效磁场强度公式通过调整柔性宽带永久磁条横截面的长度a和宽度b、选用磁条真空磁导率的柔性宽带永久和横截面的面磁荷密度不同的柔性宽带永久磁条中的一个或多个，来调整产生的磁场的磁场强度，并通过实际测量来验证，以使产生恒定静磁场均匀的穿透整个人体，达到全身360度受磁。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

此外，根据公开的本发明的说明书，本发明的其他实现对于本领域的技术人员是明显的。实施方式和/或实施方式的各个方面可以单独或者以任何组合用于本发明的系统和方法中。说明书和其中的示例应该是仅仅看作示例性，本发明的实际范围和精神由所附权利要求书表示。