一种探头及室内环境质量检测系统的制作方法

本实用新型实施例涉及自动化控制技术，尤其涉及一种探头及室内环境质量检测系统。

背景技术：

随着工业的快速发展，城市化规模、密度的快速扩张，工业企业生产排污、车辆尾气、居民供暖排放污染物等对空气质量的影响越来越大。

由于空气质量不仅影响着人们的工作、生活，还会危害人体健康，因此，随着生活水平的不断提高，人们对于空气质量的关注越来越多。目前，用于室内空气质量检测的空气质量测试仪均为固定放置于某一固定位置，检测该固定位置周围的空气质量。可知，其检测结果仅能反应空气质量测试仪周边的空气质量的好坏。由于，一般消费者家中都会不只有一个房间，在各个房间的门均为关闭状态时，空气流通性差，导致各个房间的空气质量的各项参数相差很大。即使在同一个房间内，不同位置的空气质量的各项参数也会存在差别。

本申请发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：仅能检测某一固定位置周边的空气质量，不能检测整个房间中各个位置的空气质量，不能准确、完整的反映房间中各个位置的空气质量的好坏。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种探头及室内环境质量检测系统，以实现检测整个房间不同位置的空气质量参数。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种探头，包括：测距模块、环境传感器、控制器和通信模块；

测距模块，与控制器电连接，用于检测探头所在的检测点的距离数据；

环境传感器，与控制器电连接，用于检测至少一个检测点的室内环境参数；

所述控制器，与通信模块电连接，用于采集所述测距模块检测的距离数据和所述环境传感器检测的室内环境参数，将所述室内环境参数和距离数据发送至通信模块；

所述通信模块，用于将所述室内环境参数和距离数据发送至远程控制装置，以使所述远程控制装置根据所述距离数据和室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种室内环境质量检测系统，该系统包括如第一方面所述的探头，还包括：远程控制装置；

所述远程控制装置，用于获取所述探头发送的各个检测点的距离数据和对应的室内环境参数，根据所述距离数据和室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。

本实用新型实施例通过在探头中集成测距模块，实现检测探头所在检测点的距离数据的功能，进而，使所采集的室内环境参数具有位置属性，解决目前空气质量检测仪仅能检测整个房间中某一位置附近的空气质量状况的问题，实现检测房间不同位置的空气质量参数，达到了更好地了解房间内的空气质量状况的效果，便于用户发现并隔绝污染源。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中探头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中探头的一个示例的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中探头与移动终端的连接示意图；

图4是本实用新型实施例二中的室内环境质量检测系统的结构示意图；

图5是本实用新型实施例二中的室内环境质量检测系统中检测设备本体的一个示例的结构示意图；

图6是本实用新型实施例三中的室内环境质量检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的探头的结构示意图，本实施例可适用于在室内多个检测点采集室内环境数据，并将采集到的室内环境数据与对应的检测点距离数据发送至远程控制装置的情况。

如图1所示，探头，包括：测距模块110、环境传感器120、控制器130和通信模块140。

测距模块110，与控制器130电连接，用于检测探头所在的检测点的距离数据。环境传感器120，与控制器130电连接，用于检测至少一个检测点的室内环境参数。所述控制器130，与通信模块140电连接，用于采集所述测距模块110检测的距离数据和所述环境传感器120检测的室内环境参数，将所述室内环境参数和距离数据发送至通信模块140。所述通信模块140，用于将所述室内环境参数和距离数据发送至远程控制装置，以使所述远程控制装置根据所述距离数据和室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。

测距模块110用于定位探头的位置，可以是GPS模块或距离传感器。示例性的，测距模块110可以包括至少三个超声波传感器，所述超声波传感器以两两垂直的方式设置于探头内。所述超声波传感器，用于检测所述检测点分别与室内的墙壁和屋顶的距离，或者，检测所述检测点分别与室内的墙壁和地面的距离。

环境传感器120包括检测室内环境参数所需的温湿度传感器、光照传感器或空气质量传感器等。

在实际应用中，探头需要配合远程控制装置或设定的检测设备本体进行工作。控制器130采集所述测距模块110检测的距离数据和所述环境传感器120检测的室内环境参数，将所述室内环境参数和距离数据通过通信模块140发送给远程控制装置，以使远程控制装置根据所述距离数据确定检测点的三维坐标，并根据检测点的三维坐标和对应的室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。远程控制装置确定检测点的三维坐标之后，将检测点的三维坐标发送至探头。探头在与设定的检测设备本体配合工作时，控制器130获取远程控制装置确定的探头所在的检测点的三维坐标，将所述三维坐标与对应的室内环境参数绑定后，传输至所述通信模块140。通过通信模块140将绑定后的三维坐标与室内环境参数发送至设定的检测设备本体。检测设备本体可以是空气检测仪或智能电视等。

图2示出了本实用新型实施例一中探头的一个示例的结构示意图。如图2所示，探头包括超声波传感器组210、空气质量传感器组220、微处理器(MCU)230、通信模块240、充电电路250和电源260。

超声波传感器组210包括三个超声波传感器(传感器A、传感器B、传感器C)，三个超声波传感器两两垂直设置于探头中。图3示出了本实用新型实施例一中探头与移动终端的连接示意图。在探头与移动终端结合，通过移动终端的摄像头和对应的检测软件实现探头定位功能时，探头沿有标识符的一面与移动终端屏幕朝向一致的方向，将探头的耳机插头接入移动终端的耳机接口，使超声波传感器A检测的区域为检测点右侧区域，超声波传感器B检测的区域为检测点前侧区域，以及超声波传感器C检测的区域为检测点上侧区域。

空气质量传感器组220包括可入肺颗粒物(PM2.5)传感器221、二氧化碳传感器222和挥发性有机物传感器223等。通过上述各个传感器检测室内空气中PM2.5浓度、二氧化碳的浓度以及挥发性有机物(简称VOC，VOC的来源包括燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等)的含量。

微处理器(MCU)230按照设定的周期采集超声波传感器组210采集的检测点的距离数据，以及空气质量传感器组220采集的与检测点对应的室内环境数据。其中，所述距离数据包括超声波传感器A采集的探头距离检测点右侧墙壁的距离、超声波传感器B采集的探头距离检测点前侧墙壁的距离、以及超声波传感器C采集的探头距离检测点上侧屋顶的距离。微处理器(MCU)230将所采集的距离数据和对应的室内环境参数传送至通信模块140，以通过通信模块140将上述距离数据和室内环境参数封装为符合通信传输规则的格式。

通信模块240将距离数据和对应的室内环境参数封装成符合传输规则的格式后，传输至远程控制装置，以使远程控制装置根据所述距离数据确定检测点的三维坐标，并根据检测点的三维坐标和对应的室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。其中，通信模块240可以包括通讯子模块241和耳机插头242。通过通讯子模块241将待传输的数据转换成符合所述耳机插头242的信号传输规则的电信号。此时，探头与远程控制装置可以通过有线连接，例如通过探头的耳机插头242与远程控制装置的耳机接口连接。通过耳机插头将转换后的电信号传输至远程控制装置。远程控制装置可以是移动终端或其它具有摄像头和通信接口(耳机接口或USB接口等)的便携式电子设备。

探头在与远程控制装置连接时，例如，探头通过耳机插头插入移动终端的耳机接口或设定的检测设备本体的耳机接口时，通过充电电路250从该移动终端或检测设备本体获取电能，并为电源260充电，以使电源260提供微处理器230和通信模块240工作所需的电能。

本实施例的技术方案，通过在探头中集成测距模块，实现检测探头所在检测点的距离数据的功能，进而，使所采集的室内环境参数具有位置属性，解决目前空气质量检测仪仅能检测整个房间中某一位置附近的空气质量状况的问题，实现检测房间不同位置的空气质量参数，达到了更好地了解房间内的空气质量状况的效果，便于用户发现并隔绝污染源。

实施例二

图4是本实用新型实施例二中的室内环境质量检测系统的结构示意图。所述室内环境质量检测系统包括如上述实施例所述的探头410，还包括远程控制装置420。探头410可以集成于远程控制装置420上，成为一个产品，探头410还可以作为独立的产品，在工作时，与远程控制装置420建立连接。

所述远程控制装置420，用于获取所述探头410发送的各个检测点的距离数据和对应的室内环境参数，根据所述距离数据和室内环境参数生成室内环境质量的检测结果。如图4所示，远程控制装置420上安装有专用的检测软件，该检测软件包括如下功能模块：

预存图像获取模块410，用于在首次配置所述室内环境质量检测系统时，获取一幅室内全景图像、一幅所述探头的标记位置平行于任意一面墙壁的第一局部图像、以及一幅所述探头水平旋转180度后的第二局部图像。

图像匹配模块422，用于与所述探头连接后，拍摄一幅探头所在检测点处的室内图像，将所述室内图像与预存的参考图像进行匹配，确定在所述检测点处所述探头偏离坐标轴正方向的角度。

数据获取模块423，用于获取所述检测点分别与室内的墙壁以及屋顶的距离，或所述检测点分别与室内的墙壁以及地面的距离，以及，获取所述检测点对应的室内环境参数。

坐标确定模块424，用于根据所述角度和距离确定所述检测点的三维坐标。

结果生成模块425，用于根据所述三维坐标和对应的室内环境参数，生成室内环境质量的检测结果。

利用该室内环境质量检测系统检测室内环境质量的过程如下：

若用户为首次使用该室内环境质量检测系统测量该房间不同位置的环境质量参数时，需要对远程控制装置420进行预配置。实例性的，若远程控制装置420为智能手机。在智能手机上安装专用的检测软件。在探头410的耳机插头插入智能手机的耳机接口(探头上有标识符的一面与智能手机的屏幕朝向一致)。用户开启该检测软件，当智能手机识别到硬件连接时，提示用户选择当前的设备，将该硬件设备选择为探头410。然后，开启智能手机的摄像头，提示用户需拍摄当前房间的全景图。通过预存图像获取模块410，获取一幅室内全景图像。在完成对当前房间全景图的拍摄后，提示用户面向任何一面墙壁且保持智能手机屏幕与该墙壁平行。如图3可知，超声波传感器A、超声波传感器B和超声波传感器C的超声波反射方向两两垂直。当手机耳机接口位于智能手机上方(如图3所示的位置)时，通过超声波传感器A、超声波传感器B和超声波传感器C分别采集探头410到右侧墙壁的距离、前侧墙壁和屋顶的距离，分别为A1、B1和C1，同时，通过预存图像获取模块410拍摄第一局部图像。用户手持智能手机原地水平旋转180度，通过预存图像获取模块410拍摄第二局部图像，再次通过超声波传感器A、超声波传感器B和超声波传感器C分别采集探头410到左侧墙壁的距离、后侧墙壁和屋顶的距离，分别为A2、B2和C2。用户手持智能手机原地垂直翻转180度，再次通过超声波传感器A、超声波传感器B和超声波传感器C分别采集探头410到左侧墙壁的距离、前侧墙壁和地面的距离，分别为A3、B3和C3。根据上述检测数据，可以计算得到房间的长宽高数据，分别为：A1+A2，B1+B2，以及C1+C3，完成预配置操作。

在测量时，用户可能位于房间内的任一位置，且探头410也可能不与墙面平行，此时，通过图像匹配模块422，获取摄像头所拍摄的一幅探头410所在检测点处的室内图像，将所述室内图像与预存的参考图像进行匹配，确定在所述检测点处所述探头410偏离坐标轴正方向的角度。其中，参考图像包括预配置阶段拍摄的全景图像、第一局部图像和第二局部图像。示例性的，通过第一局部图像和第二局部图像在全景图像中的位置，可以确定全景图像中180度角对应的位置，以及第一局部图像在全景图像中的位置，第二局部图像在全景图像中的位置。将检测点处的室内图像与全景进行匹配，可以确定该室内图像相对于第一局部图像和第二局部图像的位置，从而，可以确定用户在房间中的朝向，也就是探头410的朝向。再根据该室内图像的长度与对应的该室内图像相对于第一局部图像和第二局部图像的位置的比例关系，确定探头410偏离坐标轴正方向的角度。

然后，在手机耳机接口位于智能手机上方时，通过数据获取模块423，获取所述检测点分别与室内的墙壁以及屋顶的距离，以及，获取所述检测点对应的室内环境参数。在手机耳机接口位于智能手机下方时，通过数据获取模块423，获取所述检测点分别与室内的墙壁以及地面的距离，以及，获取所述检测点对应的室内环境参数。

然后，通过坐标确定模块424，根据所述角度和距离确定所述检测点的三维坐标。以房间水平向右为X轴正方向，水平向前为Y轴正方向，以及垂直向上为Z轴正方向建立空间坐标系。此时，若用户面朝Y抽的正方向进行测量，则检测点的三维坐标是房间的长度数值、宽度数据和高度数值分别对应减去所述距离(或所述距离于坐标轴上的投影距离)。由上可知，由于在每次测量时需要确定探头的朝向和角度，当手机的耳机接口处于智能手机屏幕的上、下、左、右时，均可实现定位功能。

通过结果生成模块425，根据所述三维坐标和对应的室内环境参数，生成室内环境质量的检测结果。示例性的，以图像化方式在智能手机的屏幕上显示该检测结果。

通过数据备份模块426，将所述三维坐标和对应的室内环境参数传输至设定服务器。

当用户检测不同房间(例如客厅和各个卧室)的环境质量时，通过智能手机上得到检测软件自动识别出当前所在的房间，并定位出检测点的三维坐标。检测软件获取探头410检测的室内环境数据，将检测点的三维坐标与对应的室内环境数据绑定后发送至远程服务器备份。将检测点的位置参数和对应的室内环境参数以图形化的方式通过智能手机的屏幕进行展示。实例性的，检测软件根据各个房间的空气质量参数的平均值，以不同颜色显示各个房间的空气质量。用户根据某一房间对应的颜色能够直观的判断各个房间空气质量的优劣。还可以显示以不同深度的至少一种颜色展示单个房间不同检测点的空气质量，使用户可以直观的观察到该房间内各个位置的空气质量的优劣，进而，看到哪个位置空气质量最差，帮助用户发现污染源。

通过检测软件分析各个检测点的室内环境参数，以制定合理化建议提供给用户。还可以是通过远程服务器分析各个检测点的室内环境参数，生成合理化建议后，发送给智能手机。

在上述技术方案的基础上，室内环境质量检测系统还包括设定的检测设备本体430。设定的检测设备本体430，与所述探头410电连接，用于在探头410获取所述三维坐标，并与对应的室内环境参数绑定后，获取绑定后的三维坐标与室内环境参数，传输至设定服务器。

如图5示出了室内环境质量检测系统中检测设备本体的一个示例的结构示意图。如图5所示，检测设备本体包括耳机接口510、通讯模块520、微处理器(MCU)530、WIFI模块540、充电电路550和电源560。在插头与检测设备本体组合工作时，通过耳机接口510与所述探头的耳机插头相配合，在与所述耳机插头连接后，通过所述耳机接口510为所述探头内的电源充电；并且获取探头传输的检测点的位置信息和对应的室内环境参数，通过通讯模块520解析后发送至微处理器530。通过微控制器530显示各个检测点的室内环境参数，并通过WIFI模块540将各个检测点的距离数据和对应的室内环境参数发送至设定的服务器。检测设备本体与220V交流电连接后，通过充电电路550向检测设备本体内的电源560充电，以使电源560为通讯模块520、微处理器(MCU)530和WIFI模块540供电。

本实施例的技术方案，通过探头分别与远程控制装置及设定的检测设备本体的分体式设计，实现在检测室内各个位置的环境参数的同时，增强了室内环境质量检测系统的组建的灵活性，即在任何一个装置出现故障时，仅替换该装置即可解决设备故障问题，避免整个对系统进行维修。

实施例三

图6是本实用新型实施例三中的室内环境质量检测方法的流程图。该方法基于用上述实施例中的室内环境质量检测系统执行检测操作，具体包括如下步骤：

步骤610、获取探头通过通信模块发送的至少一个检测点的距离数据和对应的室内环境参数。示例性的，通过移动终端的耳机接口与探头的通信模块相连，获取探头发送的至少一个检测点的距离数据和对应的室内环境参数。在与所述探头连接后，拍摄一幅探头所在检测点处的室内图像，将所述室内图像与预存的参考图像进行匹配，确定在所述检测点处所述探头偏离坐标轴正方向的角度。步骤620、根据所述距离数据和室内环境参数生成室内环境质量的检测结果，展示所述检测结果。示例性的，根据所述检测点分别与室内的墙壁和屋顶的距离，以及所述探头偏离坐标轴正方向的角度，确定所述检测点的三维坐标，确定方法与实施例二中方案相同，此处不再赘述。将所述三维坐标和对应的室内环境参数传输至设定服务器。同时，根据所述三维坐标和室内环境参数生成室内环境质量检测结果，可以以图像化的方式在移动终端的屏幕上展示室内环境质量检测结果，以直观的展示各个房间中哪一个环境质量最差，以及，在各个房间的各个检测点的环境质量状况。示例性的，可以采用本检测方法检测室内空气质量。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。