专利名称：室内空气品质管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种室内空气品质管理系统，尤其涉及一种利用通 信网络的室内空气品质管理系统。
背景技术：
我们所处的时代正面临室内环境发生重大变化，现代化密封楼 宇中空调及送风系统的普遍使用、密集人员集中办公，不可避免地 造成致病菌落污染，带来流行疾病的交叉传染；装修装饰材料及家 具长期缓慢释放有害甲醛、苯等化学物质，对室内人员造成隐形健 康伤害。室内空气污染往往造成工作效率低下、社会和经济效益损 失。
基于此，空气净化器逐渐走进了人们的生活，但是，目前的空 气净化器都是独立设置、独立工作的， 一般用于小环境或独立的房 间或空间，大多采用过滤方式净化空气，有些采用内置紫外灯等方 式。
原有的室内空气净化机及其他相关技术和方法自身存在着缺 陷，例如产品单一，无法分组，小环境循环，无法做到全面控制， 运行不能根据具体环境情况进行设计，只能随机购买，这就决定了 他们无法适用于日益面临室内空气污染问题的公共场所及生活居 家；同时也呼唤适用于大空间密集人员环境、更强更灵活的空气污 染控制及净化方法。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的技术问题，本发明引进了空气品质管 理的概念，其目的在于提供一种室内空气品质管理系统，其能够针 对局部小环境空气品质的管理需要根据不同的空间使用方式同时或 同步进行空气净化处理。
本发明所涉及的室内空气品质管理系统，包括多个终端净化 单元，终端净化单元用于对物理空间的空气进行净化；以及系统控 制中心，通过通信网络与终端净化单元连接，并对各个终端净化单 元进行实时分组监控。
在上述的室内空气品质管理系统中，系统控制中心包括中心处 理器、存储卡、日历时钟模块、中心识别码设置模块、输入模块、 显示模块和中心通信模块，存储卡、日历时钟模块、中心识别码设 置模块、输入模块和显示模块与中心处理器进行交互，受中心处理 器的控制，其中，存储卡存储有根据环境情况制定的工作程式，中 心处理器解析工作程式，将工作程式转换为工作指令，并将工作指 令通过通信网络发送给终端净化单元；日历时钟模块，用于设置和 显示时间信息；中心识别码设置模块，用于识别多个终端净化单元 的任一个；输入模块用于控制、査询、设置下属的终端净化单元的 工作状态；显示模块用于显示下属各单元的工作信息和控制信息； 以及中心通信模块，与通信网络连接。
在上述的室内空气品质管理系统中，终端净化单元包括单元 处理器，通过通信网络与系统控制中心进行交互；智能传感器，感 应物理空间的环境，并受单元处理器的控制；地址设置模块，用于 对中心识别码设置模块的地址进行设置，并受单元处理器的控制； 模式选择模块，根据输入模块的输入，对工作模式或控制模式进行选择；以及执行继电器，按照接收到的工作指令，执行空气的净化 处理。
在上述的室内空气品质管理系统中，中心通信模块包括电力线
通信载波模块和RS485有线端口，通信网络是电力线或RS485。
在上述的室内空气品质管理系统中，根据客户实际需要在外设 的计算机上编辑工作程式，完成后写入存储卡，存储卡是SD卡或CF 卡。
在上述的室内空气品质管理系统中，智能传感器包括光敏传 感器，感知光线的变化，区分昼夜；以及人体传感器，利用红外线 探测仪感知环境中人群的变化，调节终端净化单元的工作强度。
在上述的室内空气品质管理系统中，中心处理器和单元处理器 是RISC高速单片机。
在上述的室内空气品质管理系统中，终端净化单元的工作模式 包括中心工作模式和单机工作模式，终端净化单元还包括中心/单机 工作模式选择模块，在中心工作模式下，终端净化单元按照系统控 制中心的工作指令运行；在单机工作模式下，终端净化单元通过设 置开关以自设的程式运行。
在上述的室内空气品质管理系统中，通过工作程式定制各个终 端净化单元的工作参数，工作参数包括开/关时刻、工作时间、工 作强度。
在上述的室内空气品质管理系统中，终端净化单元内置有环境 空气品质检测、分析设备，环境空气品质检测、分析设备与单元处 理器进行交互，用于环境中的空气品质进行检测、分析。
7本发明克服了以前独立式产品在空气净化方面存在的弊端，最 大地发挥独立产品处理能力，改善现有室内空气治理领域普遍存在 的低能、低效的状况。
本发明的有益效果
1、 控制中心统一管理
引进了空气品质管理的概念，对局部小环境空气品质的管理需 要根据不同的空间使用方式同时或同步进行处理，因此形成了一个 系统控制中心(管理中心)+多个空气净化单元的结构方式。
系统控制中心装备高性能处理硬件和可升级管理软件系统。为 实现可靠的通信传输性能，中心具备一个电力线载波通信模块，利 用现有的电力网络实现双向数据传输。考虑民用电力线路的复杂性，
中心通信端口采用了冗余设计，另设一个RS485有线端口，对传输
线路很长或干扰较大的环境同样可以保证有效传输。
2、 网络连接，协同工作
由于使用了网络连接方式，使每个空气处理单元不再是一个独
立的个体，而成为系统的一员。通过网络可以完成査询单元工作 状态在线情况、运行状态、参数设置、故障状态；净化单元灵活 分组；定制每个净化单元的工作参数，如开/关时刻、工作时间、工 作强度；昼/夜传感器，可以感知光线的变化，使系统工作更贴近人 性化；红外探测仪使网络感知环境中人群的变化，可以调节处理单 元的工作强度，发挥系统高效、节能的优势。
3、 有序、全面地对整个环境中的空气质量进行监控、处理使用网络管理模式，对环境的全面监测成为可能根据环境中 污染物的变化，实时调整系统处理能力，如增加处理单元的工作强 度、改变分组区域处理单元的工作状态等。
系统可以内置各种环境空气品质监测、分析设备，而成为网络 的一部分，提高系统的智能化程度。
4、 系统工程，全面设计
作为系统工程的重要一环，在构建系统之前需要进行必要的设计。
现场勘査，了解环境状况、客户需求等。
制定系统方案不同环境区域或不同污染程度都需要使用不同 的处理方案。
根据方案定制软硬件设备，如控制中心、系统控制方案、工作 (处理)模式、通信方式、净化单元种类、数量等。
根据现场情况制定工程施工方案和计划，对个别情况还需要定 制特殊的辅助安装设备。
根据环境需要，对污染严重的区域实施预处理。
5、 网络的可扩展性
可以适应不断扩展的环境空间、不断深化的处理需求、不断的 净化单元升级换代、各种新型处理技术的引进。网络使用开放性的拓扑结构，根据需要可以将现存的环境净化 设备，如新风、加温、除湿或空调等纳入系统的管理，从而形成一 个整体的环境监控网络。
根据本发明的室内空气品质管理系统，可以应用于人员密集的 大空间/多分隔的室内环境，实时分解和清除污染室内空气的有害物 质，消除健康伤害隐患，预防由于室内空气污染而造成的疾病传播。
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更 好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明 的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本 发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明 的不当限定，其中
图1是本发明的室内空气品质管理系统的一实施例的网络拓扑 结构图2是本发明实施例的终端净化单元的原理框图3是本发明实施例的系统控制中心的原理框图；以及
图4是本发明的室内空气管理系统安装实例的网络结构示意图。
具体实施例方式
图1是本发明的室内空气品质管理系统的一实施例的网络拓扑
结构图。如图i所示，本发明的室内空气品质管理系统iooo包括一
个系统控制中心200和多个终端净化单元1、 2、 3、 4……、n。可以通过可靠的通信网络，将系统控制中心200和各个终端净化单元1、 2、 3、 4……、n连接在一起，关于通信网络，现有适用的网络均可， 例如是电力线或RS485等。
图2是本发明实施例的系统控制中心的原理框图。如图2所示， 系统控制中心200包括中心处理器210、存储卡220、日历时钟模块 230、中心识别码设置模块240、输入模块250、显示模块260和中 心通信模块270，其中，存储卡220、日历时钟模块230、中心识别 码设置模块240、输入模块250、显示模块260和中心通信模块270 与中心处理器210进行交互，受中心处理器210的控制，其中，存 储卡220存储有根据环境情况制定的工作程式，中心处理器210解 析工作程式，将工作程式转换为工作指令，并将工作指令通过通信 网络发送给终端净化单元1、 2、 3、 4……、n;日历时钟模块230 用于设置和显示时间信息；中心识别码设置模块240用于识别多个 终端净化单元的任一个；输入模块250用于控制、查询、设置下属 的终端净化单元的工作状态；显示模块260用于显示下属各单元的 工作信息和控制信息；中心通信模块270与通信网络连接。
其中，中心通信模块270包括电力线通信载波模块和RS485有 线端口。显示模块260优选是240X128液晶显示。
此外，在该室内空气品质管理系统中，根据客户实际需要在外 设的计算机上编辑工作程式，完成后写入存储卡220，存储卡220 优选是SD卡或CF卡。优选存储卡220的内存是1G。
图3是本发明实施例的终端净化单元的原理框图。如图3所示， 终端净化单元100包括单元处理器110，通过通信网络与系统控制 中心200进行交互；智能传感器，感应物理空间的环境，并受单元 处理器的控制；地址设置模块140，用于对中心识别码设置模块的地 址进行设置，并受单元处理器110的控制；模式选择模块150，根据输入模块的输入，对工作模式或控制模式进行选择；以及执行继电
器160，按照接收到的工作指令，执行空气的净化处理。
其中，智能传感器包括光敏传感器120和人体传感器130 ，光 敏传感器120感知光线的变化，区分昼夜；人体传感器130利用红 外线探测仪感知环境中人群的变化，调节终端净化单元的工作强度。
在上述的室内空气品质管理系统1000中，中心处理器110和单 元处理器210优选使用RISC高速单片机。
在上述的室内空气品质管理系统中，终端净化单元的工作模式 包括中心工作模式和单机工作模式，终端净化单元还包括中心/单机 工作模式选择模块，在单机工作模式下，终端净化单元通过设置开 关以自设的程式运行；在中心工作模式下，终端净化单元按照系统 控制中心的工作指令运行。
此外，终端净化单元还可以包括智能/锁定选项模块、单元地址 码模块和PLC/485转换模块。
在上述的室内空气品质管理系统中，通过工作程式定制各个终 端净化单元的工作参数，工作参数包括开/关时刻、工作时间、工 作强度。
在上述的室内空气品质管理系统中，终端净化单元内置有环境 空气品质检测、分析设备，环境空气品质检测、分析设备与单元处 >理器进行交互，用于环境中的空气品质进行检测、分析。
具体地，系统控制中心200通过高性能处理器，例如是RISC高 速单片机，可解析由SD卡输入的工作程式(工作程式都是根据客户 实际需要编辑的，可以根据情况进行更改或更新)，并将工作程式转 换为工作指令，通过PLC或485接口向下属各单元(空气处理器)传送，下属的终端净化单元1、 2、 3、 4……、n按照中心指令有序 工作，按各种需要实施不同工作程式使每周各工作日都按统一制定 的空气处理方法来实现对空气质量的改善、提高、维持，从而实现 有效管理。
此外，系统控制中心200可以根据情况对各个物理空间中的终 端净化单元进行分组控制，实施不同的净化方案包括净化时机、 净化强度、持续时间等。
例如，通过对室内环境的勘察及必要的室内空气品质指标检测， 确定室内空气品质状况及室内环境使用过程中影响室内空气品质的 因素及其发生规律，针对性的设计适应该室内环境的ICS系统(室 内空气品质管理系统)。
图4是本发明的室内空气管理系统安装实例的网络结构示意 图。多个终端净化单元根据室内空气品质管理系统的设计，安装在 合理的位置，对所处空间进行有效的净化、处理，优选具有多个， 分别为不同种类，或者若干台为相同种类。
系统控制中心对全系统所有终端净化单元进行监控，是可编程 的，协调和指挥这些终端净化单元工作。而且，为系统专门设计的 系统管理软件可以通过PLC通讯技术实现终端净化单元和系统控制 中心等构成ICS系统成分的物理组网结构，同时系统管理软件又可 在个人电脑平台上支持编制ICS系统的运行模式控制程序，并在系 统控制中心上运行后实现对各个ICS系统网络内的终端净化单元的 工作时间及工作方式进行控制。
根据本发明，可以通过稳定、可靠的通信网络实现完善的、有 效的、可定制的空气净化系统工作模式。本发明针对室内空气污染问题"长期和反复"、"复杂和多
样"、"累积和爆发"的特点，ics系统采用多种污染控制及净化技
术及其处理单元在不同室内区域组成空气品质控制系统网络，通过
集中控制分区管理，ics系统网络将在大空间、多分割的人员密集场
所对室内空气品质进行长期的实时控制，达到如下三方面的主要目 的
1) IAQ管理的全面性
室内环境的物理状况和人员活动，决定了室内空气污染源的多 样性、复杂性；ICS系统可以对大空间及多分隔室内环境针对性处理 和控制，在各个区域对涉及影响空气质量的方方面面做出有效处理。 如装修材料和家具中挥发的化学污染成分多达数百种，空调及送风 系统会产生致病菌种类也多达200种，人类自身的活动及新陈代谢 就排除的空气污染物多达300多种。
2) 长期的管理
室内空气受到污染是一个长期行为，要保证室内空气品质，就 必需实现对室内空气的长期有效管理；ICS系统可以长期自动运行， 亦可根据室内空气污染发生规律、人员活动、室内空间结构变化及 季节变化等因素，及时调整系统运行，实现各类室内环境中IAQ的 长期管理。
3) 有效的控制
14空气传播疾病往往是致病菌落累积到一定程度而在人员密集场
所突然爆发，如SARS;因此，ICS系统在室内空气品质管理另一个 重要方面是对室内环境中空气污染物进行实时的分解和清除。ICS
系统的运行程序可以实时的抑制空气菌落，在疾病传播开始之前就 能有效地控制和预防。
室内空气品质管理系统(ICS)革命性地将"目标、组织、控制" 的管理理念引入室内空气污染控制及净化，综合应用国际先进空气 净化及污染控制技术；模块化处理单元、零布线组网方式构成室内 空气品质管理系统的硬件网络；通过IAQ-A软件实现分区域管理、 中央集中控制，能够适应于不同室内环境和人流特点，彻底解决复 杂而持续的室内空气污染，预防因致病菌落及人员传播的流行疾病 突然爆发，消除室内空气污染对人员的隐形健康伤害威胁。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实 质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领 域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含 在本发明的保护范围之内。
1权利要求
1.一种室内空气品质管理系统，其特征在于，包括多个终端净化单元，所述终端净化单元用于分组对物理空间的空气进行净化；以及系统控制中心，通过通信网络与所述终端净化单元连接，并对各个所述终端净化单元进行实时监控。
2. 根据权利要求l所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述系统控制中心包括中心处理器、存储卡、日历时钟模 块、中心识别码设置模块、输入模块、显示模块和中心通信模 块，所述存储卡、所述日历时钟模块、所述中心识别码设置模 块、所述输入模块和所述显示模块与所述中心处理器进行交 互，受所述中心处理器的控制，其中，所述存储卡存储有根据环境情况制定的工作程式， 所述中心处理器解析所述工作程式，将所述工作程式转换为工 作指令，并将所述工作指令通过所述通信网络发送给所述终端净化单元；所述日历时钟模块，用于设置和显示时间信息；所述中心识别码设置模块，用于识别多个所述终端净化单 元的任一个；所述输入模块用于控制、査询、设置下属的所述终端净化 单元的工作状态；所述显示模块用于显示下属各单元的工作信息和控制信 息；以及中心通信模块，与所述通信网络连接。
3. 根据权利要求2所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述终端净化单元包括单元处理器，通过所述通信网络与所述系统控制中心进行 交互；智能传感器，感应所述物理空间的环境，并受所述单元处 理器的控制；地址设置模块，用于对所述中心识别码设置模块的地址进 行设置，并受所述单元处理器的控制；模式选择模块，根据所述输入模块的输入，对工作模式或 控制模式进行选择；以及执行继电器，按照接收到的所述工作指令，执行空气的净 化处理。
4. 根据权利要求2所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述中心通信模块包括电力线通信载波模块和RS485有线 端口，所述通信网络是电力线或RS485。
5. 根据权利要求2所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，根据客户实际需要在外设的计算机上编辑所述工作程式， 完成后写入所述存储卡，所述存储卡是SD卡或CF卡。
6. 根据权利要求3所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述智能传感器包括光敏传感器，感知光线的变化，区分昼夜；以及人体传感器，利用红外线探测仪感知环境中人群的变化， 调节所述终端净化单元的工作强度。
7. 根据权利要求3所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述中心处理器和所述单元处理器是RISC高速单片机。
8. 根据权利要求3所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述终端净化单元的所述工作模式包括中心工作模式和 单机工作模式，所述终端净化单元还包括中心/单机工作模式选择模块，在所述中心工作模式下，所述终端净化单元按照所述系统 控制中心的所述工作指令运行；在所述单机工作模式下，所述终端净化单元通过设置开关以自设的程式运行。
9. 根据权利要求5所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，通过所述工作程式定制各个所述终端净化单元的工作参数，所述工作参数包括开/关时刻、工作时间、工作强度。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的室内空气品质管理系统，其特征在于，所述终端净化单元内置有环境空气品质检测、分析设备， 所述环境空气品质检测、分析设备与所述单元处理器进行交 互，用于环境中的空气品质进行检测、分析。
全文摘要
本发明公开了一种室内空气品质管理系统，该系统包括多个终端净化单元和系统控制中心，终端净化单元用于对物理空间的空气进行净化；系统控制中心，通过通信网络与所述终端净化单元连接，并对各个所述终端净化单元进行实时分组监控。根据本发明，克服了以前独立式产品在空气净化方面存在的弊端，最大地发挥独立产品处理能力，改善现有室内空气治理领域普遍存在的低能、低效的状况，能够针对局部小环境空气品质的管理需要根据不同的空间使用方式同时或同步进行空气净化处理。
文档编号G05B19/418GK101634854SQ200910082509
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者鹏 郭 申请人:北京华夏中天科技有限公司