一种室内空气检测装置的制作方法

本实用新型涉及环境检测领域，尤其涉及一种室内空气检测装置。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，人们对健康的重视程度越来越高。现代建筑的密封化程度越来越高，门窗可开启的面积越来越小，室外自然风无法进入室内，造成室内的空气不流通，导致热量积聚和细菌滋生；加之装饰材料、家具、家用电器、清洁剂等不断释放的挥发性有机物，室内空气污染程度常常比室外空气污染严重。室内空气环境严重影响人体健康，因此，空气检测系统被越来越多的家庭所关注和接受。

目前市场上已有的空气检测装置大部分都是只能检测单一气体，例如市场上已有的一氧化碳检测仪、甲醛检测仪和PM2.5检测仪，这些装置的检测功能相对单一，不能够满足现在对室内空气质量的检测要求。若对检测室内空气质量进行检测，需要多种装置组合使用，非常不方便。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是提出一种室内空气检测装置，以实现室内空气质量的多方面检测。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种室内空气检测装置，其特征在于，包括检测模块、主控模块、语音模块和报警模块，所述检测模块电性连接主控模块，所述主控模块还分别连接所述语音模块和所述报警模块；

所述检测模块包括温湿度传感器、颗粒物检测传感器、空气质量检测传感器、一氧化碳检测传感器、二氧化碳检测传感器和甲醛检测传感器。

优选的，所述颗粒物检测传感器包括PM2.5检测传感器和PM10检测传感器。

优选的，所述主控模块连接还连接一通信模块，所述通信模块用于将主控模块的信息指令发送到外部接收设备的信息接收模块，外部接收设备根据其信息接收模块接收的信息进行自我调节。

优选的，所述主控模块包括：

温湿度控制模块，用于接收所述温湿度传感器发送的温湿度值，根据接收的所述温湿度值和温湿度设定值，通过所述通信模块发送温湿度控制指令给所述外部设备进行自我调节；

颗粒物含量控制模块，用于接收所述颗粒物检测传感器发送的颗粒物含量值，根据接收的所述颗粒物含量值和颗粒物含量设定值，发送颗粒物含量控制指令给所述语音模块和所述报警模块，并通过所述通信模块发送所述颗粒物含量控制指令给所述外部设备进行自我调节；

空气质量控制模块，用于接收空气质量检测传感器发送的空气质量值，根据接收的所述空气质量值和控制质量设定值，发送空气质量控制指令给所述语音模块和所述报警模块，并通过所述通信模块发送所述空气质量控制指令给所述外部设备进行自我调节；

一氧化碳浓度控制模块，用于接收所述一氧化碳检测传感器发送的一氧化碳浓度值，根据接收的所述一氧化碳浓度值和一氧化碳浓度设定值，发送一氧化碳浓度控制指令给所述语音模块和所述报警模块，并通过所述通信模块发送所述一氧化碳浓度控制指令给所述外部设备进行自我调节；

二氧化碳浓度控制模块，用于接收所述二氧化碳检测传感器发送的二氧化碳浓度值，根据接收的所述二氧化碳浓度值和二氧化碳浓度设定值，发送二氧化碳浓度控制指令给所述语音模块和所述报警模块，并通过所述通信模块发送所述二氧化碳浓度控制指令给所述外部设备进行自我调节；

甲醛浓度控制模块，用于接收所述甲醛检测传感器发送的甲醛浓度值，根据接收的所述甲醛浓度值和甲醛浓度设定值，发送甲醛浓度控制指令给所述语音模块和所述报警模块，并通过所述通信模块发送所述甲醛浓度控制指令给所述外部设备进行自我调节。

优选的，所述外部设备包括服务器、智能终端、空气净化装置、空调、加湿器、卷帘窗和新风系统中的至少一种。

优选的，所述检测模块还包括：二氧化硫检测传感器、二氧化氮检测传感器、氨气检测传感器和有机化合物检测传感器。

优选的，所述通信模块采用GSM、蓝牙、红外通信技术、家庭射频、WiFi、宽带、Z-Wave以及Zigbee传输技术中的一种或多种。

优选的，所述主控模块连接一显示模块，所述显示模块用于显示所述检测数据。

优选的，所述主控模块还包括：

至少一类传感器扩展接口，用于连接可插接的传感器。

优选的，所述主控模块还连接远程控制模块，所述的远程控制模块包括与主控模块电性连接的无线信号收发装置以及手机APP，所述无线信号收发装置与手机APP依托于物联网进行信息的交互。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种室内空气检测装置，能够通过检测模块中的传感器分别对温湿度、颗粒物含量、空气质量、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和甲醛浓度等多种参数进行检测，并由主控模块对检测的各个参数进行分析处理，及时地调整当前环境中的不利参数，使其满足用户对优质室内环境的需求。同时，空气检测装置具有报警功能和语音交互功能，能够根据检测数据的分析结果，进行报警、语音提醒或人机对话。相比于现有技术中检测功能单一的检测装置，本实用新型实施例能够提供一种多功能检测装置，能够满足用户对于室内环境各种参数的检测要求。本实用新型提供的空气检测装置检测功能全面，可以对当前环境进行实时检测，有空气调和和改善的指引作用，以利于提升用户的室内环境，极大地满足了用户对于室内环境的检测需求；通过手机端可以远程对室内空气进行检测和控制，便于室内气体检测信息的实时接收以及便于使用者远程调控空气检测装置所处空间的空气质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种室内空气检测装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种室内空气检测装置的结构框图；

图3是本实用新型实施例三提供的一种室内空气检测装置的结构框图；

图4是本实用新型实施例三提供的一种室内空气检测装置的电路原理图。

具体实施方式

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

实施例一：

如图1所示，空气检测装置用于检测空气环境，实现了对空气环境进行调节，该空气检测装置可以应用于如室内空间、车内空间等应用场景。本实施例中本装置的主控模块120分别连接检测模块110、语音模块130和报警模块140。主控模块120通过检测模块110的温湿度传感器111、颗粒物检测传感器112、空气质量检测传感器113、一氧化碳检测传感器114、二氧化碳检测传感器115和甲醛检测传感器116进行当前装置所处空间的空气环境检测数据的收集。

本实用新型可以同时检测温湿度、PM2.5、PM10、空气质量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、和甲醛含量。本实用新型主控模块120还包括：至少一类传感器扩展接口，用于连接可插接的传感器，便于使用者根据个人使用需求增加检测其他气体的检测传感器。

本实用新型中的主控模块120首选STM32F103ZET6芯片，主控模块120包括存储器、处理器以及存储在该存储器内且可以在处理器上运行的空气检测装置控制程序，主控模块120的存储器内存储有各个检测值的警示阈值，主控模块120内部设有时钟，一个时钟周期主控模块120控制检测模块110收集一次所处空间内检测气体的浓度，主控模块120将从检测模块110收集到的检测信息与存储在主控模块120存储器内的阈值进行对比。检测模块110的传输给主控模块120的数据大于主控模块120内存储的警示阈值时，主控模块120控制报警模块140工作，警示使用者检测值超标。

报警模块140包括常见的灯光、声响、语音和震动警示中的一种或多种，示例性地，温湿度值超出第一预设温湿度阈值，则黄色指示灯闪烁；温湿度值超出第二预设温湿度阈值，则橙色指示灯闪烁；温湿度值超出第三预设温湿度阈值，则红色指示灯闪烁；通过指示灯的颜色辨别当前温湿度值超标的范围。一氧化碳容易导致煤气中毒，当检测到一氧化碳超标，则采用声响加语音提醒的方式进行报警，若一氧化碳浓度超过第一预设一氧化碳浓度值，则启动一级声响和一级语音报警；随着一氧化碳浓度的增大，启动的报警声响信号和语音信号不断增强，在一氧化碳浓度急剧增加时，启动重大危险警告，督促用户快速撤离。预设的阈值参数都是根据用户舒适度及用户危险程度进行设定的，用户可以在固定的范围内进行调整。

本实用新型中的主控模块120还连接语音模块130。语音模块130根据语音库和识别算法相结合，从主控模块120到扬声器采用数模转换方式，使用者发出的语音指令到主控模块120采用模数转换方式。本实用新型通过数模转换器、模数转换器、扬声器等的配合实现人与装置的语音交互。

如图4所示，检测模块110的温湿度传感器111、颗粒物检测传感器112、空气质量检测传感器113、一氧化碳检测传感器114、二氧化碳检测传感器115和甲醛检测传感器116分别通过STM32F103ZET6芯片的USART接口电连接，主控模块120通过USART接口实现各个传感器与主控模块120的数据交互。

本实施例通过检测模块110检测装置所处环境内温湿度以及各项污染气体含量，检测模块110将检测到的数据发送到主控模块120，主控模块120内部比较器将来自检测模块110的检测数据与主控模块120内设有的警示阈值进行对比，自检测模块110的数据大于主控模块120内设有的警示阈值时，主控模块120触发报警模块140工作，报警模块140警示提醒使用者注意，以便使用者调节空气净化装置工作，通过调节空气净化装置从满足用户对室内环境的高质量要求。

实施例二：

如图2所示，本实施例实在实施例一的基础上得到的。本实用中增设通信模块150，通信模块150与主控模块120电性连接，通信模块150用于供主控模块120向外部设备发送指令信息。

所述通信模块150采用全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）、蓝牙、红外通信技术、家庭射频、无线网络（Wireless-Fidelity ，WiFi）、宽带、Z-Wave以及紫蜂协议Zigbee传输技术中的一种或多种。所述外部设备包括服务器、智能终端、空气净化装置、空调、加湿器、卷帘窗和新风系统中的至少一种。

所述主控模块120包括：温湿度控制模块121，用于接收所述温湿度传感器111发送的温湿度值，根据接收的所述温湿度值和温湿度设定值，通过所述通信模块150发送温湿度控制指令给所述外部设备进行调节。

颗粒物含量控制模块122，用于接收所述颗粒物检测传感器112发送的颗粒物含量值，根据接收的所述颗粒物含量值和颗粒物含量设定值，发送颗粒物含量控制指令给所述语音模块130和所述报警模块140，并通过所述通信模块150发送所述颗粒物含量控制指令给所述外部设备进行调节。

空气质量控制模块123，用于接收空气质量检测传感器113发送的空气质量值，根据接收的所述空气质量值和控制质量设定值，发送空气质量控制指令给所述语音模块130和所述报警模块140，并通过所述通信模块150发送所述空气质量控制指令给所述外部设备进行调节。

一氧化碳浓度控制模块124，用于接收所述一氧化碳检测传感器114发送的一氧化碳浓度值，根据接收的所述一氧化碳浓度值和一氧化碳浓度设定值，发送一氧化碳浓度控制指令给所述语音模块130和所述报警模块140，并通过所述通信模块150发送所述一氧化碳浓度控制指令给所述外部设备进行调节。

二氧化碳浓度控制模块125，用于接收所述二氧化碳检测传感器115发送的二氧化碳浓度值，根据接收的所述二氧化碳浓度值和二氧化碳浓度设定值，发送二氧化碳浓度控制指令给所述语音模块130和所述报警模块140，并通过所述通信模块150发送所述二氧化碳浓度控制指令给所述外部设备进行调节。

甲醛浓度控制模块126，用于接收所述甲醛检测传感器116发送的甲醛浓度值，根据接收的所述甲醛浓度值和甲醛浓度设定值，发送甲醛浓度控制指令给所述语音模块130和所述报警模块140，并通过所述通信模块150发送所述甲醛浓度控制指令给所述外部设备进行调节。

在上述技术方案中，温湿度设定值、颗粒物含量设定值、控制质量设定值、一氧化碳浓度设定值、二氧化碳浓度设定值和甲醛浓度设定值可以根据权威机构实验数据进行设定，或针对用户的特殊要求进行调整。每一种设定值也可以对应多个数值，用于等级划分，根据划分的等级启动相应的调节程序。

示例性地，所述温湿度传感器111可以为DHT11。DHT11数字温湿度传感器具有校准数字信号的功能，应用数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性和长期的稳定性。DHT11包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，具有体积小功耗低的性能。

所述颗粒物检测传感器112包括PM2.5检测传感器和PM10检测传感器。颗粒物检测传感器112采用红外或激光技术对空气中的粉尘进行检测，可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，即颗粒物浓度分布，进而换算成为质量浓度，并以通用接口形式输出。

所述空气质量检测传感器113首选MQ-135。MQ-135空气质量检测传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大，能够将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ135气体传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害气体的检测也很理想。这种传感器可检测多种有害气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

所述一氧化碳检测传感器114首选MQ-7。MQ-7一氧化碳气体检测传感器，所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)，采用高低温循环检测方式低温(1.5V加热)检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温(5.0V加热)清洗低温时吸附的杂散气体。MQ-7可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

所述二氧化碳检测传感器115首选MG811。

所述甲醛检测传感器116首选MQ138。MQ-138甲醛检测传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在甲醛气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大，能够将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

所述语音模块130首选LD3320。LD3320不需要用户事先录音和训练识别音节，其内部集成了设计建立好的语音模型库和识别算法，可以自主的完成语音的处理和识别的工作，识别关键词列表也可以由用户个人动态编辑。

在家庭应用中，本实用新型提供的空气检测装置能够对室内环境进行实时检测，当温湿度控制模块检测到室内温度下降后，通信模块利用红外通信技术或家庭射频发送温度控制指令给空调或卷帘窗，使空调送暖风或卷帘窗卷起，以增加室内温度；当二氧化碳浓度控制模块检测到室内二氧化碳浓度超标后，通信模块利用WiFi或蓝牙技术发送二氧化碳浓度控制指令给新风系统，新风系统根据二氧化碳浓度控制指令打开相应的新风等级；当颗粒物检测传感器检测到室内颗粒物含量超标，确定为一级超标时，通信模块利用蓝牙或红外通信技术发送一级颗粒物含量控制指令给空气净化装置；当颗粒物含量超标达到二级超标时，通信模块利用WiFi或蓝牙技术发送二级颗粒物含量控制指令给新风系统。

主控模块获取的检测数据可以通过通信模块，利用宽带或GSM发送给服务器，使服务器进行数据存储和分析，根据服务器的分析结果，可以预测用户一天中空气质量的变化情况，根据变化情况进行相应的空气质量调节。例如：对于空气检测装置内部可以采用定时的方式，触发相应的控制指令，控制外部设备进行调节。该空气检测装置还能够通过通过通信模块利用宽带或GSM发送数据到智能终端，使智能终端将室内环境变化实时进行显示，方便用户查看；同时，用户可以根据智能终端获取服务器的分析数据，实时对其他外部设备进行控制，以到达空气净化的目的。

本实用新型提供了一种室内空气检测装置，能够对检测模块采集的数据进行分块处理，提高了数据的处理效率，通过通信模块与外部设备的通信，能够对室内环境进行自动调节，保证用户室内环境的舒适性和安全性。通过通信模块与智能终端连接，能够将数据实时展示给用户，提升用户体验。通过通信模块将检测数据发送给服务器，在服务端完成数据的综合分析，以提高空气检测装置对室内环境的控制，预先做好防范工作，确保用户全天的空气质量。

实施例三

图3是本实用新型实施例三提供的一种室内空气检测装置的结构框图。在上述实施例的基础上，对装置进行了全面优化，如图3所示，该装置还包括：

显示模块160，与所述主控模块连接，用于显示所述检测数据。

所述检测模块110还包括：二氧化硫检测传感器117、二氧化氮检测传感器118、氨气检测传感器119和有机化合物检测传感器1110。

所述主控模块120还包括：

至少一类传感器扩展接口，用于连接可插接的传感器。

所述主控模块还连接远程控制模块，所述的远程控制模块包括与主控模块电性连接的无线信号收发装置以及手机APP，所述无线信号收发装置与手机APP依托于物联网进行信息的交互。使用者的手机终端依托于物联网接与无线信号收发装置进行信息的交互，使用者可以通过手机APP远程接收主控模块收到的检测信息，手机端通过手机APP控制与主控模块120通过通信模块150模块连接并受主控模块120控制的外部设备工作，外部设备包括服务器、智能终端、空气净化装置、空调、加湿器、卷帘窗和新风系统中的至少一种，手机端通过手机APP发送指令给主控模块120驱动外部设备工作，外部设备工作进行室内空气的调控。

上述技术方案的基础上，可选地，显示模块160包括触控显示器，触控显示器用于显示检测数据，还用于设置检测模块的检测参数，所述检测参数包括检测频率和/或检测时间。通过设置检测参数能够有效的降低空气检测装置的能源消耗。

上述技术方案中，主控模块120的扩展接口可以与二氧化硫检测传感器117、二氧化氮检测传感器118、氨气检测传感器119和有机化合物检测传感器1110连接，主控模块通过调整或设置可实现对上述传感器传输的数据进行处理。

本实用新型实施例提供了一种室内空气检测装置，能够扩展多类型的传感器，为后续检测的需要提供可能，满足用户未来对空气检测装置的需求。通过触控显示器可实现对检测参数的调节，降低空气检测装置的能耗。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。