教室空气质量检测与控制系统

1.本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种教室空气质量检测与控制系统。


背景技术：

2.教室是学生学习活动的主要场所，学生每天在教室的时间平均为6小时以上。目前，教室普遍存在pm2.5、甲醛浓度、co2浓度超标等问题，不仅给师生的身心健康造成了伤害，而且影响了学生的学习效率。
3.目前，市面上存在各式各样的室内空气质量检测和通风设备，但绝大部分都适用于住宅及商场等场景，鲜有针对教室这一“人群密集场所”的空气质量感知与调控装置。
4.因此，如何提供一种教室空气质量检测与控制系统，实现教室空气质量的检测，并根据检测结果对空气质量进行改善，保持教室内空气质量的安全，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种教室空气质量检测与控制系统。
6.本发明提供一种教室空气质量检测与控制系统，包括：空气质量检测单元和空气质量控制单元；
7.其中，所述空气质量检测单元包括：数据采集模块和从机模块；所述空气质量控制单元包括：主机模块和风机模块；
8.所述数据采集模块用于采集所述教室中监测点处的空气质量信息，并将所述监测点处的空气质量信息发送至所述从机模块；
9.所述从机模块用于获取所述空气质量信息，并将所述空气质量信息发送至所述主机模块；
10.所述主机模块用于根据所述空气质量信息分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至所述风机模块；
11.所述风机模块用于获取所述控制指令，并根据所述控制指令调节风机运行状态。
12.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述数据采集模块包括：二氧化碳子模块、甲醛子模块、挥发性有机物子模块和可吸入颗粒物子模块；所述空气质量信息包括：二氧化碳空气参数指标、甲醛空气参数指标、挥发性有机物空气参数指标、pm2.5空气参数指标和pm10空气参数指标；
13.其中，所述二氧化碳子模块用于采集所述二氧化碳空气参数指标；
14.所述甲醛子模块用于采集所述甲醛空气参数指标；
15.所述挥发性有机物子模块用于采集所述挥发性有机物空气参数指标；
16.所述可吸入颗粒物子模块用于采集所述pm2.5空气参数指标和所述pm10空气参数指标。
17.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述空气质量检测单元包括：n个数据采集模块和n个从机模块；
18.所述数据采集模块和所述从机模块一一对应连接。
19.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述主机模块还用于根据所述n个数据采集模块采集的空气质量信息确定目标空气质量信息，基于所述目标空气质量信息分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至所述风机模块。
20.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，其特征在于，所述空气质量控制单元还包括：远程通信模块；所述远程通信模块与所述主机模块连接；所述远程通信模块包括：用户端和远程传输模块；
21.所述远程传输模块用于通过所述主机模块获取所述空气质量信息和所述控制指令，并将所述空气质量信息和所述控制指令发送至所述用户端；
22.所述用户端用于实时显示所述监测点处的空气质量信息和所述风机运行状态。
23.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述用户端还用于获取远端用户控制指令，并将所述远端用户控制指令发送至所述远程传输模块；
24.所述远程传输模块还用于将所述远端用户控制指令发送至所述主机模块，以供所述主机模块生成控制指令并发送至所述风机模块，所述风机模块基于所述控制指令调节风机运行状态。
25.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，其特征在于，所述空气质量控制单元还包括：人机交互模块；所述人机交互模块与所述主机模块连接；
26.所述人机交互模块用于通过所述主机模块获取所述空气质量信息和所述控制指令，实时显示所述监测点处的空气质量信息和所述风机运行状态。
27.根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述人机交互模块还用于获取近端用户控制指令，并将所述近端用户控制指令发送至所述主机模块，以供所述主机模块生成控制指令并发送至所述风机模块，所述风机模块基于所述控制指令调节风机运行状态。
28.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置在教室中监测点处的数据采集模块采集空气信息，实现教室空气质量的检测，并通过从机模块发送给主机模块，通过主机模块控制风机模块的运行状态，实现对空气质量的改善，能够有效地维持教室内空气质量处于安全状态，保障了学生的健康学习环境。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。
30.图1为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之一；
31.图2为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之二；
32.图3为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之三；
33.图4为本发明提供的电源模块电路图；
34.图5为本发明提供的二氧化碳子模块电路图；
35.图6为本发明提供的甲醛子模块电路图；
36.图7为本发明提供的挥发性有机物子模块电路图；
37.图8为本发明提供的可吸入颗粒物子模块电路图；
38.图9为本发明提供的从机模块电路图；
39.图10为本发明提供的主机模块电路图；
40.图11为本发明提供的风机模块电路图；
41.图12为本发明提供的远程通信模块电路图；
42.图13为本发明提供的人机交互模块电路图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.图1为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之一，如图1所示，本发明提供一种教室空气质量检测与控制系统，包括：空气质量检测单元101和空气质量控制单元102；
45.其中，所述空气质量检测单元101包括：数据采集模块和从机模块；所述空气质量控制单元102包括：主机模块和风机模块；
46.所述数据采集模块用于采集所述教室中监测点处的空气质量信息，并将所述监测点处的空气质量信息发送至所述从机模块；
47.所述从机模块用于获取所述空气质量信息，并将所述空气质量信息发送至所述主机模块；
48.所述主机模块用于根据所述空气质量信息分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至所述风机模块；
49.所述风机模块用于获取所述控制指令，并根据所述控制指令调节风机运行状态。
50.具体的，本发明提供的教室空气质量检测与控制系统中的模块按照功能划分为空气质量检测单元101和空气质量控制单元102；其中，空气质量检测单元101包括：数据采集模块和从机模块；空气质量控制单元102包括：主机模块和风机模块。
51.教室中监测点处设置有数据采集模块，数据采集模块采集的空气质量信息，并将空气质量信息发送至从机模块。从机模块接收数据采集模块发送的空气质量信息，并将空气质量信息转发至主机模块。
52.可以理解的是，数据采集模块采集空气质量信息并传输的方式可以是实时采集实时发送，或按照预设的时间间隔采集实时发送，或按照预设的时间间隔采集后在固定时刻发送等，在本发明实际应用中，具体的方法可根据实际需求进行设置，本发明对此不作限定。
53.需要说明的是，从机模块用于将数据采集模块获得的数据转发给主机模块，在转发时，对数据采集模块采集的空气质量信息进行编号，以使主机能够确定空气质量信息的来源(哪一个教室，在教室中的位置等)。具体的编号方法可根据实际情况进行设置，本发明
对此不作限定。
54.主机模块在接收到从机模块转发的空气质量信息后，基于预设规则分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至风机模块。
55.可以理解的是，主机模块中可以预先写入预设规则，基于预设规则实现对空气质量的分析和是否需要调节的判断，预设规则的具体内容和对应的控制指令，以及对应的软件实现方式，可根据实际需求进行设置，本发明对此不作限定。
56.风机模块在接收到主机模块发送的控制指令后，根据控制指令调节风机运行状态(如控制风机的开启和关闭，控制风机档位等)。
57.可以理解的是，风机模块主要实现对室内进行通风换气的目的，除了风机外，其他能够实现该目的的装置(如空调等)也可作为风机模块。
58.需要说明的是，除上述模块外，本发明提高的教室空气质量检测与控制系统在实际应用过程中，还需要适应性的装备电源模块等其他必须模块，具体的电路实现方法可根据实际需求进行调整，本发明对此不作限定。
59.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置在教室中监测点处的数据采集模块采集空气信息，实现教室空气质量的检测，并通过从机模块发送给主机模块，通过主机模块控制风机模块的运行状态，实现对空气质量的改善，能够有效的维持教室内空气质量处于安全状态，保障了学生的健康学习环境。
60.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述数据采集模块包括：二氧化碳子模块、甲醛子模块、挥发性有机物子模块和可吸入颗粒物子模块；所述空气质量信息包括：二氧化碳空气参数指标、甲醛空气参数指标、挥发性有机物空气参数指标、pm2.5空气参数指标和pm10空气参数指标；
61.其中，所述二氧化碳子模块用于采集所述二氧化碳空气参数指标；
62.所述甲醛子模块用于采集所述甲醛空气参数指标；
63.所述挥发性有机物子模块用于采集所述挥发性有机物空气参数指标；
64.所述可吸入颗粒物子模块用于采集所述pm2.5空气参数指标和所述pm10空气参数指标。
65.具体的，由于教室内课桌密度高、学生人数多、空气流通性差，因此co2浓度经常处于较高水平。同时，受城市雾霾天气的影响，教室内的pm2.5/pm10往往偏高。此外，新装修教室的课桌、座椅、墙壁中可能还残留了部分涂料、油漆、复合板等非环保性物质，导致甲醛和挥发性有机物(volatile organic compounds，voc)等化学物质严重超标。
66.因此，本发明选取了co2、甲醛、pm2.5、pm10和voc五种空气参数(浓度)作为教室空气质量的评价指标。空气质量信息包括：二氧化碳空气参数指标、甲醛空气参数指标、挥发性有机物空气参数指标、pm2.5空气参数指标和pm10空气参数指标。
67.对应的，图2为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之二，如图2所示，数据采集模块包括：二氧化碳(co2)子模块、甲醛子模块、挥发性有机物(voc)子模块和可吸入颗粒物(pm2.5/pm10)子模块。
68.其中，二氧化碳子模块用于采集二氧化碳空气参数指标；甲醛子模块用于采集甲醛空气参数指标；挥发性有机物子模块用于采集挥发性有机物空气参数指标；可吸入颗粒物子模块用于采集pm2.5空气参数指标和pm10空气参数指标。
69.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置在教室中监测点处的数据采集模块，能够准确、稳定地感知教室内的甲醛、co2、voc、pm2.5和pm10共5种空气参数指标，实现对教室空气质量的检测，并通过从机模块发送给主机模块，通过主机模块控制风机模块的运行状态，实现对空气质量的改善。相较于现有技术中单一参数采集并进行控制的方案，本发明选择的指标更具有全面性，能够综合评定教室空气质量，能够有效地维持教室内空气质量处于安全状态，实现了教室空气的自然生态，保障了学生的健康学习环境。
70.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述空气质量检测单元包括：n个数据采集模块和n个从机模块；
71.所述数据采集模块和所述从机模块一一对应连接。
72.具体的，空气质量检测单元包括：n个数据采集模块和n个从机模块。每一个数据采集模块均有一个唯一确定的从机模块，每一个数据采集模块和从机模块一一对应连接。
73.可以理解的是，由于检测气体浓度的传感器(数据采集模块)在空间中所能够探测的范围有限，仅能够反映该监测点处对应的空气质量。在教室占地面积较大时，仅使用一对数据采集模块和从机模块并不能准确地反映教室内的空气质量。此时，可以根据需求设置若干对数据采集模块和从机模块，具体数量可根据实际需求进行调整，本发明对此不作限定。
74.此外，采用主从结构(主机模块和从机模块)的设计方案有利于后期的设备升级，例如，当需要增加一种新的待测空气参数时，只需要修改从机模块与数据采集模块的电路接口，无需对主机模块进行改动，能够有效地降低系统的升级成本。
75.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置在教室中确定若干监测点，在监测点处设置数据采集模块和从机模块对，实现对空气质量的检测，相比于仅采集一个监测点数据的方案，能够综合反映整个教室的空气质量，有效提高空气质量检测的准确性。
76.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述主机模块还用于根据所述n个数据采集模块采集的空气质量信息确定目标空气质量信息，基于所述目标空气质量信息分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至所述风机模块。
77.具体的，主机模块还用于根据n个数据采集模块采集的空气质量信息确定目标空气质量信息，基于目标空气质量信息分析是否需要进行空气调节处理，若判断需要进行空气调节处理，生成控制指令并发送至风机模块。
78.图3为本发明提供的教室空气质量检测与控制系统结构示意图之三，以图3为例，可以设置四对数据采集模块和从机模块，分别布置在教室的4个角落，此时可确定教室的目标空气质量信息即为这4个采集点的平均值。
79.可以理解的是，在设置的数据采集模块和从机模块在教室中并不是对称均匀分布的情况下，也可以采用对不同位置的数据设置权重，采用加权平均的方式确定教室的目标空气质量等其他计算方法。在本发明实际应用过程中，确定目标空气质量的方法可根据实际情况进行调整，本发明对此不作限定。
80.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置在教室中确定若干监测点，在监测点处设置数据采集模块和从机模块对，实现对空气质量的检测，并利用主机模块
结合多个数据确定目标空气质量信息作为判断的对象，相比于仅采集一个监测点数据的方案，能够综合反映整个教室的空气质量，有效提高空气质量检测的准确性，提高空气质量调控的精确度。
81.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述空气质量控制单元还包括：远程通信模块；所述远程通信模块与所述主机模块连接；所述远程通信模块包括：用户端和远程传输模块；
82.所述远程传输模块用于通过所述主机模块获取所述空气质量信息和所述控制指令，并将所述空气质量信息和所述控制指令发送至所述用户端；
83.所述用户端用于实时显示所述监测点处的空气质量信息和所述风机运行状态。
84.具体的，如图3所示，除了通过主机模块自动实现风机模块的控制，进而实现空气质量调节的方式之外，本发明还能够通过设置远程通信模块实现教室空气质量的远程监管。
85.空气质量控制单元还包括：远程通信模块；远程通信模块与主机模块连接；远程通信模块包括：用户端和远程传输模块。
86.远程传输模块通过主机模块获取空气质量信息和控制指令，并将空气质量信息和控制指令发送至用户端。
87.用户端在接收空气质量信息和控制指令后，实时显示监测点处的空气质量信息和风机运行状态(由控制指令确定)。
88.可以理解的是，用户端可以是手机和个人计算机(台式机、笔记本和平板电脑等)等设备，远程传输模块包括无线传输芯片，远程传输模块在获得数据后，将数据上传至云服务器端，以供远端用户通过手机app、web浏览器等方式浏览查看。
89.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置远程通信模块与主机模块进行交互，使得远端用户能够远程查看教室的空气质量。相比于只能够近端控制的方法，无需管理人员进入教室即可实现空气质量的查看，使管理人员在开会或者出差的情况下能进行远端的实时控制，提高了管理的效率，节省了人力物力，降低了运维成本。
90.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述用户端还用于获取远端用户控制指令，并将所述远端用户控制指令发送至所述远程传输模块；
91.所述远程传输模块还用于将所述远端用户控制指令发送至所述主机模块，以供所述主机模块生成控制指令并发送至所述风机模块，所述风机模块基于所述控制指令调节风机运行状态。
92.具体的，如图3所示，远程通信模块还能够直接实现风机模块的远程控制。
93.用户可通过用户端发送远端用户控制指令，远程传输模块接收到该远端用户控制指令后，将其转发给主机模块。
94.主机模块在收到该远端用户指令后，生成与之对应的控制指令发送至风机模块。
95.风机模块在收到控制指令后，调节风机运行状态。
96.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置远程通信模块与主机模块进行交互，使得远端用户能够远程查看教室的空气质量，并且能够下发指令，直接进行风机模块的控制。相比于只能够近端控制的方法，无需管理人员进入教室即可实现空气质量的查看，使管理人员在开会或者出差的情况下能进行远端的实时控制，提高了管理的效率，节
省了人力物力，降低了运维成本。
97.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述空气质量控制单元还包括：人机交互模块；所述人机交互模块与所述主机模块连接；
98.所述人机交互模块用于通过所述主机模块获取所述空气质量信息和所述控制指令，实时显示所述监测点处的空气质量信息和所述风机运行状态。
99.具体的，如图3所示，除了通过主机模块自动实现风机模块的控制，进而实现空气质量调节的方式之外，本发明还能够通过设置人机交互模块实现近端数据的可视化。
100.空气质量控制单元还包括：人机交互模块；人机交互模块与主机模块连接。
101.人机交互模块在接收主机模块发送的空气质量信息和控制指令后，实时显示监测点处的空气质量信息和风机运行状态(由控制指令确定)。
102.例如：在教室门口设置液晶显示屏，液晶显示屏显示教室的空气质量信息和风机的运行状态。
103.需要说明的是，在本发明的实际应用中，人机交互模块的具体表现形式不限于液晶显示屏，还可以是带电子屏的遥控器等，本发明对此不作限定。
104.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置人机交互模块，能够满足近端用户对空气质量信息和风机运行状态的查看需求。
105.可选的，根据本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，所述人机交互模块还用于获取近端用户控制指令，并将所述近端用户控制指令发送至所述主机模块，以供所述主机模块生成控制指令并发送至所述风机模块，所述风机模块基于所述控制指令调节风机运行状态。
106.具体的，如图3所示，人机交互模块还用于获取近端用户控制指令，并将近端用户控制指令发送至主机模块，以供主机模块生成控制指令并发送至风机模块，风机模块基于控制指令调节风机运行状态。
107.如图3所示，人机交互模块还能够直接实现风机模块的近端控制。
108.用户可通过人机交互模块向主机模块发送近端用户控制指令。
109.例如：用户在触摸显示屏上输入风机的档位。
110.主机模块在收到该近端用户指令后，生成与之对应的控制指令发送至风机模块。
111.风机模块在收到控制指令后，调节风机运行状态。
112.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统，通过设置人机交互模块与主机模块进行交互，使得近端用户能够实时进行空气质量的查看，以及风机运行状态的调节。
113.针对现有教室空气质量检测与控制系统采集参数单一、功能不佳、难以远程监控等缺点，本发明提供的基于物联网的教室空气质量检测与控制系统，能够实时、准确地采集教室内五种空气质量指标，并对教室空气质量进行远程监测与管理，具有感测参数多、实时性好、稳定性强、操作简单方便等优点，拥有良好的应用与推广价值。
114.本发明提供的教室空气质量检测与控制系统基于物联网，通过设置在教室中监测点处的数据采集模块采集空气信息，实现教室空气质量的检测，并通过从机模块发送给主机模块，通过主机模块控制风机模块的运行状态，实现对空气质量的改善，能够有效地维持教室内空气质量处于安全状态，保障了学生的健康学习环境。
115.结合图3以具体的应用实例对本发明提供的教室空气质量检测与控制系统进行说
明。
116.(1)电源模块
117.图4为本发明提供的电源模块电路图。如图4所示，电源模块的主要任务是将220v的交流电转换成5v和3.3v的直流电，供其他各模块使用。
118.具体地，变压器t1首先将220v交流电降压为20v交流电，交、直流转换器ir-20-5再将20v交流电转换成5v直流电，提供给工作电压为5v的模块，指示灯d1用于表示5v直流电转换成功与否。稳压降压芯片asm1117负责将5v直流电转换为3.3v直流电，提供给工作电压为3.3v的模块。
119.(2)二氧化碳子
120.图5为本发明提供的二氧化碳子模块电路图，如图5所示，该模块选用s8-0053型co2传感器，基于非色散红外原理来测量教室内空气中co2的含量，并采用串口通信方式(dvcc_out、txd引脚分别连接从机模块的usa2_tx、usa2_rx端口)将co2数据传输给从机模块。g+端口接5v直流电，g0端口接地线，5v直流电与地线之间用10μf的滤波电容c6对5v直流电压进行滤波去噪，保证该模块能够正常工作。
121.(3)甲醛子模块
122.图6为本发明提供的甲醛子模块电路图，如图6所示，该模块选用wz-s-k型甲醛传感器，利用燃料电池原理来测量教室内空气中的甲醛浓度，并将甲醛浓度值以数字信号的形式输出给从机模块。
123.该模块同样采用串口通信方式，通过pin6和pin7引脚将甲醛数据发送到从机模块的uart4端口。
124.(4)挥发性有机物子
125.图7为本发明提供的挥发性有机物子模块电路图，如图7所示，voc模块选用气体传感器iaq-core-c，其工作原理是将铂加热器和跨数字电极结构一起放在氧化硅薄膜上加热，以此来测量教室空气中的voc的浓度。
126.voc模块的vcc、gnd引脚分别连接3.3v直流电压和地线，并通过时钟线(scl)和数据线(sda)将测得的voc数据传输给从机模块。
127.(5)可吸入颗粒物子
128.图8为本发明提供的可吸入颗粒物子模块电路图，如图8所示，该模块采用pms5003型细颗粒物传感器，并基于激光原理精准测量教室内的pm2.5和pm10浓度。
129.该模块采用串口通信方式，将pm2.5和pm10数据通过pin4和pin5引脚发送给从机模块的usa3_tx和usa3_rx端口。
130.(6)从机模块
131.图9为本发明提供的从机模块电路图，如图9所示，主要包括微控制单元(mcu)和外围电路。mcu采用stm32f103vet6芯片，外围电路包括时钟电路(pin12和pin13引脚右侧部分)、启动电路(pin94引脚右侧部分)、复位电路(pin14引脚右侧部分)。
132.该模块主要负责接收co2模块、甲醛模块、voc模块、pm2.5/pm10模块传递过来的5种教室空气质量参数，并将所有空气参数汇总后转发给主机模块。从机模块的主要作用就是对数据进行编号和转发。
133.(7)主机模块
134.图10为本发明提供的主机模块电路图，如图10所示，与从机模块非常相似，主机模块同样由stm32f103vet6、时钟电路、复位电路、启动电路等组成，但由于主机模块需要连接更多的外部设备，使得主机模块中stm32f103vet6芯片使用的io口较多。
135.主机模块主要有两个任务，一是接收、处理和转发数据，二是控制风机以调节教室空气质量。主机模块需要接收和处理从机模块、人机交互模块、远程通信模块发送过来的各种原始数据，并将处理后的数据转发给相应的模块，例如人机交互模块、远程通信模块等。
136.主机模块还需要根据来自人机交互模块或者远程通信模块的控制指令对风机模块进行控制，调节风机的工作状态，进而改善教室的空气质量。
137.在这个模块上，可以实现“教室空气品质的模糊评价”，即根据采集到的各种空气参数进行模糊推理，得到空气质量的模糊评价结果，并根据此结果来合理控制风机的工作状态。
138.(8)风机模块
139.风机的风速过大，会增加能耗和噪音，而风机的风速过小，空气的调节效果又不明显。为了在保证耗电量和噪声尽可能小的前提下有效改善教室空气质量，本发明将风机模块的风速设计为高速、中速、低速三个档位，用户可根据教室空气的实际情况合理选择不同的档位进行空气调节。
140.图11为本发明提供的风机模块电路图，如图11所示，该模块主要包括：继电器驱动芯片uln2803adw，继电器k1、k2和k3，继电器指示灯d3、d4和d5。主控模块中stm32f103vet6的pd3、pd1、pd0引脚分别用于输出高速、中速、低速三个档位的控制信号，并分别连接uln2803adw芯片的输入引脚in1、in2、in3。uln2803adw芯片的输出引脚out1、out2、out3则分别连接到继电器k1、k2、k3以及指示灯d3、d4、d5上。主机模块的控制信号经过uln2803adw处理后会在out1、out2、out3引脚得到高/低电平，out1、out2、out3的电平状态决定了继电器k1、k2、k3的开断状态，进而决定了风机的风速。
141.举一例进行说明，若pd3的控制信号为低电平0，则out1也应输出低电平0，该低电平会使得继电器k1闭合，进而将风机的风速设置为“高速”。同时，该低电平还会点亮指示灯d3，代表此时风机处于“高速”档位。
142.(9)远程通信模块
143.图12为本发明提供的远程通信模块电路图，如图12所示，该模块采用air202-s6无线通信芯片(这个芯片是2g通信芯片，也可以使用4g/5g芯片来替代它，这样数据传输量会更大，实时性也会更好)，将主机模块处理后的教室空气质量参数、风机运行状态等数据上传至云服务器端，供远程用户浏览查看。同时，远程用户可以通过该模块将控制指令下发到主机模块，并进一步下发到风机模块，实现教室空气质量的远程调节。
144.目前，教室内的风机主要采用的是近端控制的方式，这种现场控制的方式给管理人员带来不便。为此，本发明新增了远程通信模块，使管理人员在开会或者出差的情况下能进行远端的实时控制，节省了人力物力，降低了运维成本。
145.图12中，air202-s6无线通信芯片的pin4和pin5分别连接主机模块的txd1和rxd1，用于实现该模块和主机模块之间的双向通信，而pin20和pin21则分别连接p5的host_rx和host_tx，使得该模块能够使用host方式进行程序下载和调试。
146.(10)人机交互模块
147.图13为本发明提供的人机交互模块电路图，如图13所示，该模块使用dmt80480l070_02wt型工业液晶屏(p6)来实现近端的数据可视化和风机风速控制等功能。由于该工业液晶屏采用的是rs232通信方式，而主机模块中的stm32f103vet6输出的为ttl电平，因此需要进行ttl电平与rs232电平之间的转换。
148.为此，将stm32f103vet6的usa3_tx、usa3_rx分别与电平转换芯片max232的pin10、pin9相连，ttl电平信号经过max232处理后输出的rs232_tx、rs232_rx信号即为rs232电平信号。将rs232_tx连接工业液晶屏的pin5和pin6，将rs232_rx连接工业液晶屏的pin4，即可实现该模块和主机模块之间的双向通信，进而满足近端人机交互的需求。
149.需要说明的是，上述电路的芯片选型以及连接方式仅作为一个具体的实例对本发明进行解释说明，不作为对本发明的限定。
150.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
151.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
152.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。