一种面向学习场所的环保控制器

1.本实用新型涉及环保控制领域，特别涉及一种面向学习场所的环保控制器。


背景技术：

2.面向学习场所的环保控制器是一种进行学习场所环保监测与控制的支撑设备，近年来节能环保的概念逐渐成为各行业项目建设的重点，我国已在许多行业及地区的建设、使用中贯彻节能环保的理念，而针对于青少年集中的学习场所，所处环境建设依旧落后，随着科技的不断发展，人们对于面向学习场所的环保控制器的制造工艺要求也越来越高。
3.现有的面向学习场所的环保控制器在使用时存在一定的弊端，随处可见学生离开后尚未关闭的各种电器设备所造成的浪费；控制方式非智能化、导致未能自动给学生提供一个舒适的学习场所，不利于人们的使用，还有，不能很好的对学习环境的环保进行监测与控制，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种面向学习场所的环保控制器。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种面向学习场所的环保控制器，利用温度、湿度、光感强度、烟雾强度等传感器读取实时数据，然后通过控制器与云平台自身设定数值来进行比对从而来控制电机等元器件工作，实现控制室内外温度等数值，通过自己手动设定的温度、湿度、烟雾浓度、光感强度来自动控制室内窗户、风扇开关来达到控制目的，可以有效解决背景技术中的问题。
6.（二）技术方案
7.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种面向学习场所的环保控制器，包括pcb板，所述pcb板上安装有温湿度监控传感器、烟雾监控传感器、光强监控传感器、人体红外监控传感器、控制器、环保参数控制模块、节能灯光控制模块、空调调节机构、窗帘控制机构、光强控制机构、开关控制机构与显示面板，所述温湿度监控传感器、烟雾监控传感器、光强监控传感器和人体红外监控传感器连接控制器，所述控制器连接环保参数控制模块与节能灯光控制模块，所述环保参数控制模块连接空调调节机构与窗帘控制机构，所述节能灯光控制模块连接光强控制机构与开关控制机构，所述空调调节机构、窗帘控制机构、光强控制机构和开关控制机构连接显示面板。
8.优选的，温湿度监控传感器、烟雾监控传感器、光强监控传感器和人体红外监控传感器与控制器之间连接有数据采集子功能模块与控制中枢，所述控制中枢连接有wifi连接模块，所述wifi连接模块连接有云平台。
9.优选的，所述温湿度监控传感器、烟雾监控传感器、光强监控传感器和人体红外监控传感器的输出端与控制器的输入端电性连接，所述控制器的输出端与环保参数控制模块、节能灯光控制模块的输入端电性连接，所述环保参数控制模块的输出端与空调调节机
构、窗帘控制机构的输入端电性连接，所述节能灯光控制模块的输出端与光强控制机构、开关控制机构的输入端电性连接，所述空调调节机构、窗帘控制机构、光强控制机构和开关控制机构的输出端与显示面板的输入端电性连接。
10.优选的，所述温湿度监控传感器、烟雾监控传感器、光强监控传感器和人体红外监控传感器与数据采集子功能模块之间电性连接，所述数据采集子功能模块与控制中枢之间电性连接，所述控制中枢与wifi连接模块之间电性连接，所述wifi连接模块与云平台之间电性连接。
11.优选的，所述温湿度监控传感器内部设置有电源模块、温湿度监控模块、ad转换模块、控制器模块、驱动模块与显示模块，所述电源模块连接温湿度监控模块，所述温湿度监控模块连接ad转换模块，所述ad转换模块连接控制器模块，所述控制器模块连接驱动模块与显示模块。
12.优选的，所述电源模块的输出端与温湿度监控模块的输入端电性连接，所述温湿度监控模块的输出端与ad转换模块的输入端电性连接，所述ad转换模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，所述控制器模块的输出端与驱动模块和显示模块的输入端电性连接。
13.（三）有益效果
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种面向学习场所的环保控制器，具备以下有益效果：该一种面向学习场所的环保控制器，利用温度、湿度、光感强度、烟雾强度等传感器读取实时数据，然后通过控制器与云平台自身设定数值来进行比对从而来控制电机等元器件工作，实现控制室内外温度等数值，通过自己手动设定的温度、湿度、烟雾浓度、光感强度来自动控制室内窗户、风扇开关来达到控制目的，人体红外传感器的触发与否一般分为两种情况，即特定波长的红外辐射是否被遮挡导致部分红外线被反射回人体红外传感器中。一般情况下人体红外传感器被放置于教室的出入口以用来检测进出教室的人数数量或有无进出教室，一旦红外辐射出现被遮挡情况，即红外线被阻断或者导致部分红外线被反射回传感器之中，传感器输出高电平形成脉冲信号上传至处理器之中进行反应。一旦处理器检测到有人员出入便回自动开启教室内的照明信号，并对有无脉冲信号进入进行实时的监测，并根据人数的增长减少实时调节照明系统分区或强度以创造良好的照明环境，通过在每个教室内安装温湿度传感器，能够实时对整个教室内的温湿度数据进行采集。通过传感器将环境参数进行处理上传至中央控制器，与数据库中预设好的最佳温湿度数值进行对比，若室内环境参数超出额定误差值，控制器将输出至arduino从而对空调、风扇等电器进行控制，以此保证室内环境的合理舒适，或者通过步进电机拉开关窗帘达到通风遮光等目的，实现对自然资源的最大化利用，达到节能环保的目的，为了避免教室内以外的发生，还会额外安装烟雾传感器，对于一氧化碳、甲烷等有害气体的识别与实时监测，若室内数据超出数据库内额定值出现气体超标情况，则会自动报警提醒室内学生快速离开，同时拨通相应求救电话，避免了对学生人体危害及学校财产的进一步损失，整个面向学习场所的环保控制器结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
15.图1为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器的整体结构示意图。
16.图2为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中数据采集子模块的结构示意图。
17.图3为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中人体红外监测模块的结构示意图。
18.图4为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中光强监控模块的结构示意图。
19.图5为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中光强采集模块的结构示意图。
20.图6为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中温湿度监控模块的结构示意图。
21.图7为本实用新型一种面向学习场所的环保控制器中烟雾传感器的结构示意图。
22.图中：1、pcb板；2、控制器；3、温湿度监控传感器；4、烟雾监控传感器；5、光强监控传感器；6、人体红外监控传感器；7、节能灯光控制模块；8、光强控制机构；9、开关控制机构；10、显示面板；11、窗帘控制机构；12、空调调节机构；13、环保参数控制模块；14、数据采集子功能模块；15、控制中枢；16、wifi连接模块；17、云平台。
具体实施方式
23.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.实施例一：
27.如图1、2所示，一种面向学习场所的环保控制器，包括pcb板1，pcb板1上安装有温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5、人体红外监控传感器6、控制器2、环保参数控制模块13、节能灯光控制模块7、空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8、开关控制机构9与显示面板10，温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感
器5和人体红外监控传感器6连接控制器2，控制器2连接环保参数控制模块13与节能灯光控制模块7，环保参数控制模块13连接空调调节机构12与窗帘控制机构11，节能灯光控制模块7连接光强控制机构8与开关控制机构9，空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8和开关控制机构9连接显示面板10。
28.进一步的，温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5和人体红外监控传感器6与控制器2之间连接有数据采集子功能模块14与控制中枢15，控制中枢15连接有wifi连接模块16，wifi连接模块16连接有云平台17。
29.进一步的，温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5和人体红外监控传感器6的输出端与控制器2的输入端电性连接，控制器2的输出端与环保参数控制模块13、节能灯光控制模块7的输入端电性连接，环保参数控制模块13的输出端与空调调节机构12、窗帘控制机构11的输入端电性连接，节能灯光控制模块7的输出端与光强控制机构8、开关控制机构9的输入端电性连接，空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8和开关控制机构9的输出端与显示面板10的输入端电性连接。
30.进一步的，温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5和人体红外监控传感器6与数据采集子功能模块14之间电性连接，数据采集子功能模块14与控制中枢15之间电性连接，控制中枢15与wifi连接模块16之间电性连接，wifi连接模块16与云平台17之间电性连接。
31.实施例二：
32.在实施例一的基础上，如图1-7所示，一种面向学习场所的环保控制器，包括pcb板1，pcb板1上安装有温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5、人体红外监控传感器6、控制器2、环保参数控制模块13、节能灯光控制模块7、空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8、开关控制机构9与显示面板10，温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5和人体红外监控传感器6连接控制器2，控制器2连接环保参数控制模块13与节能灯光控制模块7，环保参数控制模块13连接空调调节机构12与窗帘控制机构11，节能灯光控制模块7连接光强控制机构8与开关控制机构9，空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8和开关控制机构9连接显示面板10。
33.进一步的，温湿度监控传感器3内部设置有电源模块、温湿度监控模块、ad转换模块、控制器模块、驱动模块与显示模块，电源模块连接温湿度监控模块，温湿度监控模块连接ad转换模块，ad转换模块连接控制器模块，控制器模块连接驱动模块与显示模块。
34.进一步的，电源模块的输出端与温湿度监控模块的输入端电性连接，温湿度监控模块的输出端与ad转换模块的输入端电性连接，ad转换模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，控制器模块的输出端与驱动模块和显示模块的输入端电性连接。
35.工作原理：本实用新型包括pcb板1、控制器2、温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5、人体红外监控传感器6、节能灯光控制模块7、光强控制机构8、开关控制机构9、显示面板10、窗帘控制机构11、空调调节机构12、环保参数控制模块13、数据采集子功能模块14、控制中枢15、wifi连接模块16、云平台17，在进行使用的时候，pcb板1上安装有温湿度监控传感器3、烟雾监控传感器4、光强监控传感器5、人体红外监控传感器6、控制器2、环保参数控制模块13、节能灯光控制模块7、空调调节机构12、窗帘控制机构11、光强控制机构8、开关控制机构9与显示面板10，该系统由三部分组成，即数据采集子系统、节能
控制子系统和环保控制子系统，关于环保控制子系统，该系统是利用温度、湿度、光感强度、烟雾强度等传感器读取实时数据，然后通过控制器与云平台自身设定数值来进行比对从而来控制电机等元器件工作，实现控制室内外温度等数值，本系统采取自动控制和手动控制两种操作模式，系统本身通过自己手动设定的温度、湿度、烟雾浓度、光感强度来自动控制室内窗户、风扇开关来达到控制目的，当系统收到中断即手动控制的信号时会优先实行手动控制的要求，该系统对所有自动控制所比对的数值可通过按钮更改数值，关于节能控制子系统，主要通过光照监控模块采集室内光照强度上传至控制器至云平台，通过与云平台中预设的光照强度参数进行对比，自动实现灯光的自动开断、亮度调节、场景预设等复杂的照明控制功能，也可通过按钮手动更改数值进行控制，本系统采用控制器为系统控制核心，系统主要包括了以下几部分：控制器、光强监测模块、人体红外监测模块、显示模块、电源供给模块，节能环保控制系统旨在解决传统学习场所灯光耗电、非智能控制电器、环保效率低下等问题，项目结合了以zig bee通讯网络、云平台计算等先进控制技术，通过光照、烟雾、温湿度传感器等采集数据上传至控制器，借由云平台算法与预设的最佳教室环境参数进行计算和比对，返回至控制中枢借由zig bee通讯网络控制教室内例如空调、风扇、智能窗等电器实现教室内环境的自我调节，为学生提供一个舒适的学习环境，通过人体红外传感对室内人数的监测，上传至控制中枢记录教师出入人数，在学生离开教室后自动关闭照明，通过安装在通风靠窗处的光照传感器实时采集室内外光照强度参数由控制器上传至云平台算法与预设的最优光照参数进行比较，若出现室内光照强度不足的情况由云平台将结果发还至控制器，通过可调节的电源功能模块对教室内的光照强度进行调节，在高效利用光照资源的前提下，建立一个合理的学习室灯光环境，通过烟雾mq-2、温湿度等数据采集子系统对于室内环境参数的采集，上传至控制中枢发往云平台，通过云平台算法与预设的温湿度最优参数进行比较，将处理结果送回至控制中枢，再借由zigee短距离通讯网络实现与教室内各电器的实时控制，调节室内空调、风扇等电器的开关幅度，并通过网络串口调整步进电机的正反转以实现对窗户的开关幅度，实现对室内能源的高效利用，人体红外传感器的触发与否一般分为两种情况，即特定波长的红外辐射是否被遮挡导致部分红外线被反射回人体红外传感器中，一般情况下人体红外传感器被放置于教室的出入口以用来检测进出教室的人数数量或有无进出教室，一旦红外辐射出现被遮挡情况，即红外线被阻断或者导致部分红外线被反射回传感器之中，传感器输出高电平形成脉冲信号上传至处理器之中进行反应，一旦处理器检测到有人员出入便回自动开启教室内的照明信号，并对有无脉冲信号进入进行实时的监测，并根据人数的增长减少实时调节照明系统分区或强度以创造良好的照明环境。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二（一号、二号）等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。