智能空气净化器控制系统的制作方法

本实用新型属于空气净化设备技术领域，具体涉及一种智能空气净化器控制系统。

背景技术：

在经济迅速发展的同时，大气污染作为发展的不利产物已经严重影响了人们的生活质量，如何净化空气也越来越受到人们的关注，空气净化器在这样的背景下应运而生，其需求呈逐年上升的趋势。

现有的空气净化器多是针对PM2.5和甲醛进行简单的内循环净化处理，对空气中的其他有害气体及其浓度检测以及室内外空气质量的对比等功能缺失，无法实现多功能的智能净化。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种智能空气净化器控制系统，该系统能够实现对室内外空气中多种有害气体的实时对比监测，并能进行自动化地控制空气净化器的净化作业，同时，能方便使用者实时查看监测数据情况，能便于使用者对空气净化器进行远程控制操作。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种智能空气净化器控制系统，包括室内空气监测系统、室外空气监测系统和手机终端，

所述室外空气监测系统包括室外空气监测系统包括室外检测控制器、室外 PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室外温湿度采集模块、室外O3采集模块、室外 CO采集模块、室外NOX采集模块、室外SO2采集模块和室外无线通信模块；

所述的室外PM2.5、PM10和甲醛采集模块用于实时采集室外PM2.5、PM10 和甲醛的浓度值，并将采集到的室外PM2.5、PM10和甲醛的浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外温湿度采集模块用于实时采集室外温度和湿度值，并将采集到的室外温湿度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外O3采集模块用于实时采集室外O3浓度值，并将采集到的室外O3浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外CO采集模块用于实时采集室外CO浓度值，并将采集到的室外CO 浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外NOX采集模块用于实时采集室外NOX浓度值，并将采集到的室外NOX浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外SO2采集模块用于实时采集室外SO2浓度值，并将采集到的室外SO2浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外检测控制器用于将所接收到的各项室外检测数据发送给室内检测控制器；

所述室内空气监测系统包括室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室内温湿度采集模块、室内CO采集模块、室内检测控制器、报警模块、空气净化器驱动模块、空气净化器和室内无线通信模块；

所述的室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块用于实时采集室内PM2.5、PM10 和甲醛的浓度值，并将采集到的室内PM2.5、PM10和甲醛的浓度信号实时传输给室内检测控制器；

所述室内温湿度采集模块用于实时采集室内的温度和湿度值，并将采集到的室内温湿度信号实时传输给室内检测控制器；

所述室内CO采集模块用于实时采集室内的CO浓度值，并将采集到的室内 CO浓度信号实时传输给室内检测控制器；

所述报警模块用于根据室内检测控制器的控制进行报警提示；

所述空气净化器驱动模块用与根据室内检测控制器的控制对空气净化器进行启动或关闭控制；

所述空气净化器用于净化室内空气；

手机终端用于显示室内空气监测系统和室外空气监测系统检测的各项指示的数据，用于显示报警信息，并用于向室内检测控制器发出启动或关闭空气净化器的指令；

所述室内无线通信模块分别用于与手机终端和室外无线通信模块之间建立无线通信连接，以建立室内检测控制器与手机终端和室外检测控制器之间通信链路；

所述室内检测控制器用于将所接收到的各项室外检测数据与各项室内检测数据进行对比和分析，并在室内和室外数据相差过大或超过设置的危险临界值时，向手机终端发送报警信息，同时，控制报警模块进行示警，通过空气净化器驱动模块启动空气净化器；同时，用于将对比和分析结果发送给手机终端进行实时显示；用于在接收到来自手机终端的启动或关闭空气净化器的指令后通过空气净化器驱动模块启动或关闭空气净化器。

本实用新型通过在室外设置室外空气监测系统进行室外各项监测指标的实时采集，并将其发送给室内空气监测系统，室内空气监测系统将室内各项监测指标与室外各项监测指标进行实时比对和分析，室内、室外各项监测指标对比和分析结果能实时发送给手机终端进行显示，能方便使用者及时了解室内空气质量情况。手机终端还能方便使用者通过手机终端远程控制空气净化器的工作状态。室内空气监测系统会判断是否存在差值过大或超过设置的危险临界值的情况，在差值过大或超过临界值时，向手机终端进行报警信息的发送，并会控制位于室内的报警模块进行示警，并能控制空气净化器的自动式启动，以对室内空气进行净化。

作为一种优选，所述的室内检测控制器的核心采用CC3220单片机；室内温湿度采集模块采用数字温湿度传感器DHT11；室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块采用PMS5003S颗粒物浓度传感器；室内CO采集模块采用MQ-7传感器；所述手机终端带有系统自动优化模块，该模块用于控制智能控制空气净化器对室内空气进行优化；

所述的室外检测控制器的核心采用带有AD转换功能的STC15W4K56S4单片机；室外无线通信模块的型号为HC-08；室外温湿度采集模块采用数字温湿度传感器 DHT11；室外PM2.5、PM10和甲醛采集模块采用PMS5003S颗粒物浓度传感器；室外CO采集模块采用MQ-7传感器；

室外O3采集模块采用O3气体传感器；室外NOX采集模块采用7X-NOX-1氮氧化物传感器；SO2采集模块采用7X-SO2-1二氧化硫传感器。

进一步，为了在室外空气质量良好时，能通过通风的方式改善室内的空气质量，还包括连接在用于对室内进行通风的通风窗上的开窗机，所述开窗机通过驱动控制器与室内检测控制器连接；所述手机终端还用于向室内检测控制器发出打开或关闭开窗机的控制指令；所述室内检测控制器还用于在接收到来自手机终端发出的打开或关闭开窗机的指令后向驱动控制器发出开窗或关窗电信号，驱动控制喊叫在接收到开窗或关窗电信号后控制通风窗的打开或关闭。

作为一种优选，所述报警模块为蜂鸣报警器。

该系统适用范围广，具有很好的兼容性，室内外数据采集实时性好、准确率高，可以随时通过手机终端观看室内与室外空气的数据对比，进而能便于使用者直观方便地判断出是否需要启动空气净化器，并能方便进行远程的启动控制操作，以达到远程改善室内空气质量的目的。该系统也可以由室内空气监测系统自动化地根据室内与室外空气的对比和分析结果，自动地控制空气净化器的启动和关闭工作。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型中室内温湿度采集模块的电路原理图；

图3是本实用新型中室内CO采集模块的电路原理图；

图4是本实用新型中室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块的电路原理图；

图5是本实用新型中报警模块的电路原理图；

图6是本实用新型中室内无线通信模块中的Wi-Fi模块的电路原理图；

图7是本实用新型中空气净化器驱动模块的电路原理图；

图8是本实用新型中室内检测控制器的核心电路原理图；

图9是本实用新型中室内的蓝牙模块的电路原理图；

图10是本实用新型中室外SO2采集模块的接口电路原理图；

图11是本实用新型中室外温湿度采集模块的电路原理图；

图12是本实用新型中室外PM2.5、PM10和甲醛采集模块的电路原理图；

图13是本实用新型中室外CO采集模块的电路原理图；

图14是本实用新型中室外O3采集模块的电路原理图；

图15是本实用新型中室外NOX采集模块电路原理图；

图16是本实用新型中室内的蓝牙模块的电路原理图；

图17是本实用新型中室外检测控制器的核心电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图17所示，一种智能空气净化器控制系统，包括室内空气监测系统、室外空气监测系统和手机终端，

所述室外空气监测系统包括室外空气监测系统包括室外检测控制器、室外 PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室外温湿度采集模块、室外O3采集模块、室外 CO采集模块、室外NOX采集模块、室外SO2采集模块和室外无线通信模块；室外 PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室外温湿度采集模块、室外O3采集模块、室外 CO采集模块、室外NOX采集模块和室外SO2采集模块和室外无线通信模块均与室外检测控制器的连接；

所述的室外PM2.5、PM10和甲醛采集模块用于实时采集室外PM2.5、PM10 和甲醛的浓度值，并将采集到的室外PM2.5、PM10和甲醛的浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外温湿度采集模块用于实时采集室外温度和湿度值，并将采集到的室外温湿度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外O3采集模块用于实时采集室外O3浓度值，并将采集到的室外O3浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外CO采集模块用于实时采集室外CO浓度值，并将采集到的室外CO 浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外NOX采集模块用于实时采集室外NOX浓度值，并将采集到的室外NOX浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外SO2采集模块用于实时采集室外SO2浓度值，并将采集到的室外SO2浓度信号实时传输给室外检测控制器；

所述室外检测控制器用于将所接收到的各项室外检测数据发送给室内检测控制器；

所述室内空气监测系统包括室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室内温湿度采集模块、室内CO采集模块、室内检测控制器、报警模块、空气净化器驱动模块、空气净化器和室内无线通信模块；室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块、室内温湿度采集模块和室内CO采集模块均与室内检测控制器的输入端连接，室内检测控制器的输出端与报警模块和空气净化器驱动模块连接；室内检测控制器与室内无线通信模块之间交互连接。

所述的室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块用于实时采集室内PM2.5、PM10 和甲醛的浓度值，并将采集到的室内PM2.5、PM10和甲醛的浓度信号实时传输给室内检测控制器；

所述室内温湿度采集模块用于实时采集室内的温度和湿度值，并将采集到的室内温湿度信号实时传输给室内检测控制器；

所述室内CO采集模块用于实时采集室内的CO浓度值，并将采集到的室内 CO浓度信号实时传输给室内检测控制器；

所述报警模块用于根据室内检测控制器的控制进行报警提示；

所述空气净化器驱动模块用与根据室内检测控制器的控制对空气净化器进行启动或关闭控制；空气净化器驱动模块包括光电耦合器和与之相连的或门芯片，其中，室内光电耦合器采用PC817型光电耦合器，或门芯片采用SN74LVC1G32DCKR 型或门芯片。

所述空气净化器用于净化室内空气；

手机终端用于显示室内空气监测系统和室外空气监测系统检测的各项指示的数据，用于显示报警信息，并用于向室内检测控制器发出启动或关闭空气净化器的指令；

所述室外无线通信模块至少包括蓝牙模块；

所述室内无线通信模块分别用于与手机终端和室外无线通信模块之间建立无线通信连接，以建立室内检测控制器与手机终端和室外检测控制器之间通信链路；

室内无线通信模块中包括Wi-Fi模块和蓝牙模块，Wi-Fi模块用于与手机终端建立无线通信连接，蓝牙模块用于与室外空气监测系统建立通信连接；

所述室内检测控制器用于将所接收到的各项室外检测数据与各项室内检测数据进行对比和分析，并在室内和室外数据相差过大或超过设置的危险临界值时，向手机终端发送报警信息，同时，控制报警模块进行示警，通过空气净化器驱动模块启动空气净化器；同时，用于将对比和分析结果发送给手机终端进行实时显示；用于在接收到来自手机终端的启动或关闭空气净化器的指令后通过空气净化器驱动模块启动或关闭空气净化器。

作为一种优选，所述的室内检测控制器的核心采用CC3220单片机；室内温湿度采集模块采用数字温湿度传感器DHT11；室内PM2.5、PM10和甲醛采集模块采用PMS5003S颗粒物浓度传感器；室内CO采集模块采用MQ-7传感器；所述手机终端带有系统自动优化模块，该模块用于控制智能控制空气净化器对室内空气进行优化；

所述的室外检测控制器的核心采用带有AD转换功能的STC15W4K56S4单片机；室外无线通信模块的型号为HC-08；室外温湿度采集模块采用数字温湿度传感器 DHT11；室外PM2.5、PM10和甲醛采集模块采用PMS5003S颗粒物浓度传感器；室外CO采集模块采用MQ-7传感器；

室外O3采集模块采用O3气体传感器；室外NOX采集模块采用7X-NOX-1氮氧化物传感器；SO2采集模块采用7X-SO2-1二氧化硫传感器。

为了在室外空气质量良好时，能通过通风的方式改善室内的空气质量，还包括连接在用于对室内进行通风的通风窗上的开窗机，所述开窗机通过驱动控制器与室内检测控制器连接；所述手机终端还用于向室内检测控制器发出打开或关闭开窗机的控制指令；所述室内检测控制器还用于在接收到来自手机终端发出的打开或关闭开窗机的指令后向驱动控制器发出开窗或关窗电信号，驱动控制喊叫在接收到开窗或关窗电信号后控制通风窗的打开或关闭。

作为一种优选，所述报警模块为蜂鸣报警器。

通过在室外设置室外空气监测系统进行室外各项监测指标的实时采集，并将其发送给室内空气监测系统，室内空气监测系统将室内各项监测指标与室外各项监测指标进行实时比对和分析，室内、室外各项监测指标对比和分析结果能实时发送给手机终端进行显示，能方便使用者及时了解室内空气质量情况。手机终端还能方便使用者通过手机终端远程控制空气净化器的工作状态。室内空气监测系统会判断是否存在差值过大或超过设置的危险临界值的情况，在差值过大或超过临界值时，向手机终端进行报警信息的发送，并会控制位于室内的报警模块进行示警，并能控制空气净化器的自动式启动，以对室内空气进行净化。

如图2与图11所示，温湿度采集电路选用DHT11传感器，实时采集室内外的温度与湿度信息，室内数字信息直接发送到智能控制空气净化器CC3220的P60 引脚，室外数字信息直接发给到室外检测装置STC15W4K56S4的P05引脚；如图 3与13所示，CO选用具有很高的灵敏度和良好的选择性MQ-7模块实时采集空气中CO的浓度信息，室内MQ-7模块通过3脚(DO口)将数字信号输入到单片机 CC3220的P63脚，室外MQ-7模块通过3脚(DO口)将数字信号输入到单片机 STC15W4K56S4的P14引脚；如图4与图12所示，PM2.5、PM10、甲醛采集电路选用PMS5003S传感器，该传感器模块的工作原理是通过激光散射，可不间断的计算空气中的悬浮颗粒物数量，通过串口P10(RX),串口P9(TX),3脚(SET)P58,6 脚(RES)P52输出数据，其实时性强，数据准确率高，自带校验功能，本系统设计中将CPU的串口与其相连进行通讯，对传感器采集回的32个字节数据包中，取出其中的第12、13字节经公式计算得出国标下的PM2.5浓度值，取出其中第 14、15字节经公式计算得出国标下的PM10浓度值，而甲醛监测功能采用电化学原理实现，加入数据处理算法，所获得的数据稳定、精确。室外PM2.5、PM10、甲醛采集电路将通过串口P31(RXD),串口P30(TXD),3脚(SET)P16,6脚(RES)P17 输出数据传送给室外检测装置；如图15所示，室外氮化物采集电路采用7X-NO2-1 型号的传感器可以输出电压信号、电流信号和数字信号，此电路应用它的数字信号，1号(GND)管脚接地，6号(24/5V)管脚接5V电源，3号(TX)管脚接P50， 4号(RX)管脚接P51，2号(VOUT)管脚接到室外单片机STC15W4K56S4的P12；如图10所示，室外SO2采集模块采用7X-SO2-1型号的传感器可以输出电压信号、电流信号和数字信号，此电路应用它的数字信号，1号(GND)管脚接地，6号(24/5V) 管脚接5V电源，2号(VOUT)管脚接到室外单片机STC15W4K56S4的P45口。如图 14所示，室外O3采集模块采集电路采用智能型臭氧O3气体传感器可以模拟电压 /电流/串口同时输出特点，方便用户调式及使用，1号(GND)管脚接地，6号(24/5V) 管脚接5V电源，2号(VOUT)管脚接到室外单片机STC15W4K56S4的P45口，3号 (RDE)脚接到室外单片机STC15W4K56S4的P01口。最后将室外检测装置 STC15W4K56S4采集的电路数据利用蓝牙发送给智能控制空气净化器CC3220，智能控制空气净化器根据室内与室外的数据对比值进行逻辑判断，如果采集的数据相差过大或超过设置的危险临界值，为手机APP用户发送报警信息，同时智能控制空气净化器启动蜂鸣器报警。这时低电平送到光电耦合器PC187的输入引脚 Input，发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了“电光电”的转换，输出引脚Output输出高电平到或门芯片SN74LVC1G32DCKR的5引脚，或门芯片SN74LVC1G32DCKR的1引脚与启动空气净化器相连接，当用户的按键开启信号有效时或光电耦合器输出的高电平开门信号，或门芯片的6引脚K2都可以输出高电平的启动信号。

当用户查看空气质量的时候，用户可以通过手机终端根据室内所给出的数据进行查看，当室内空气质量不好的时候，用户可以选择是否系统自动优化与手动优化模式对室内智能控制空气净化器经行操作，改善室内空气质量，为了避免浪费资源用户可以选择查看室外空气是否良好或者切换到室外界面。用户查看完室外界面数据时，可以根据查看室内是否可以通风，进行相应的处理。本系统可以合理利用资源合理，避免资源浪费。

以上所述，仅仅是对本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改变形式为等同变化的等效实施例。但是，凡是未脱离本实用新型方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型的保护范围。