一种室内环境质量数据采集与监测的物联网系统的制作方法

本发明涉及物联网及环境监测，具体为一种室内环境质量数据采集与监测的物联网系统。

背景技术：

1、在室内环境质量监测中，通常需要对室内待测气体浓度、通风状态和人员活动情况进行同步采集，并据此判定室内环境真实的浓度变化状态以及传感器自身的零点基准值漂移量；房间之间通过通风管道相互连通，在未配置房间体积、管道结构和连通关系参数的情况下，监测系统无法区分环境真实变化与传感器测量偏移；现有系统基于单点浓度数据进行报警或控制，或按照固定采样周期内的数据进行运算，在房间通风变化、人员活动波动以及室外背景浓度干扰共同作用下，存在环境状态判定误差，导致系统误报、漏报及联动控制偏差。

技术实现思路

1、为解决现有室内环境监测受通风、人员及室外干扰导致环境真实变化与传感器偏移判定误差的技术问题，本发明提供了一种室内环境质量数据采集与监测的物联网系统，其技术方案如下：

2、一种室内环境质量数据采集与监测的物联网系统，应用于设有通风管道及多个房间的目标建筑中，所述通风管道包括进风口和排风口；所述系统包括：配置终端、状态采集模块、流量监测模块、校核分析模块、补偿控制模块，以及室外背景数据采集节点、室内气体传感器、微差压传感器、温湿度传感器和人员计数设备；

3、所述配置终端，用于预置初始参数，所述初始参数包括所述多个房间与所述通风管道的所述进风口以及所述排风口之间的连接关系；

4、所述状态采集模块，用于通过所述室内气体传感器获取所述目标建筑内待测气体的原始浓度测量值，通过所述微差压传感器获取所述通风管道的动静压差实测值，通过所述室外背景数据采集节点获取室外背景浓度数据，通过所述温湿度传感器获取温湿度数据，通过所述人员计数设备获取人员数量；

5、所述流量监测模块，用于基于所述动静压差实测值获取所述进风口和所述排风口的流量参数，基于所述人员数量获取气体散发参数；

6、所述校核分析模块，用于根据所述初始参数、所述原始浓度测量值、所述流量参数和所述气体散发参数，确定气体质量流量偏差评估结果；

7、所述补偿控制模块，用于根据所述气体质量流量偏差评估结果及所述连接关系，定位发生测量漂移的所述室内气体传感器，基于所述气体质量流量偏差评估结果确定浓度修正值，输出补偿后的浓度数据。

8、优选地，所述初始参数还包括：所述目标建筑内所述多个房间的有效容积、所述通风管道的截面积、所述室内气体传感器的零点基准值，以及所述微差压传感器的零点漂移值。

9、优选地，所述状态采集模块还用于基于所述原始浓度测量值输出采样周期调整指令，包括：基于所述原始浓度测量值，计算相邻采样时刻的浓度变化率；若所述浓度变化率大于预设的浓度变化率阈值，则将对应的所述室内气体传感器当前运行的采样周期切换至预设的高频采样周期；若所述浓度变化率小于或等于所述预设的浓度变化率阈值，则控制所述室内气体传感器以预设的基础采样周期运行。

10、优选地，所述流量监测模块基于所述动静压差实测值获取通风管道的所述进风口和所述排风口的流量参数，并基于所述人员数量获取气体散发参数，包括：

11、基于所述动静压差实测值、所述温湿度数据及所述通风管道截面积确定所述进风口和所述排风口的实时体积流量作为所述流量参数；基于所述人员数量及预设的单位人员气体排放系数，计算得到气体散发参数。

12、优选地，所述校核分析模块确定气体质量流量偏差评估结果，包括：

13、基于所述原始浓度测量值、所述流量参数及所述气体散发参数结合所述有效容积构建气体质量平衡模型，计算得出当前时刻的气体质量流量偏差；并基于预设时间段内连续的所述气体质量流量偏差计算滑动平均值，并将所述滑动平均值作为所述气体质量流量偏差评估结果。

14、优选地，所述系统还包括辅助校验模块和新风执行机构；所述辅助校验模块与所述新风执行机构通信连接；所述辅助校验模块用于根据所述滑动平均值与预设的偏差阈值的比较结果对所述新风执行机构执行联动控制，并在满足预设的校验条件时利用所述室外背景浓度数据重置所述室内气体传感器的零点基准值。

15、优选地，所述初始参数还包括当前采样时间间隔；所述补偿控制模块根据所述连接关系定位发生测量漂移的室内气体传感器并进行浓度补偿，包括：

16、根据所述多个房间与所述通风管道之间的连接关系及所述滑动平均值，定位发生测量漂移的室内气体传感器；

17、基于所述滑动平均值、所述当前采样时间间隔、所述目标建筑内所述多个房间的有效容积以及预设的补偿增益系数确定浓度修正值；

18、基于所述预设的补偿增益系数与所述浓度修正值执行浓度补偿，输出补偿后的浓度数据。

19、优选地，所述辅助校验模块在所述滑动平均值与所述预设的偏差阈值的比较结果满足预设的联动控制条件时执行联动控制，并在满足所述预设的校验条件时利用所述室外背景浓度数据重置所述室内气体传感器的零点基准值，包括：

20、当所述原始浓度测量值大于预设的浓度阈值且所述滑动平均值的绝对值小于或等于所述预设的偏差阈值时，向所述新风执行机构发送联动执行指令；

21、当所述原始浓度测量值大于所述预设的浓度阈值且所述滑动平均值的绝对值大于所述预设的偏差阈值时，阻断向所述新风执行机构的联动执行指令输出，并控制输出所述原始浓度测量值的室内气体传感器调整采样周期；

22、当所述人员数量连续为零的时间超过预设的时间阈值，且所述气体散发参数小于预设的散发量阈值时，若所述原始浓度测量值与所述室外背景浓度数据的绝对差值大于预设的偏置阈值，则触发对应的所述室内气体传感器的零点基准值校正；否则，维持所述室内气体传感器的当前零点基准值；

23、响应于所述新风执行机构的停机信号，读取所述微差压传感器的输出值作为所述微差压传感器的零点漂移值，并在后续的动静压差实测值计算中扣除所述微差压传感器的零点漂移值。

24、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

25、1、本发明通过状态采集模块根据待测气体的原始浓度测量值的变化情况与预设的浓度变化率阈值的比较结果，动态调整传感器的采样周期；在环境浓度突变时动态缩短采样周期，能够及时捕捉室内气体质量的异常变化，提高了系统的实时响应能力；同时在浓度平稳时恢复原周期，降低了系统的数据处理与传输数据量；

26、2、本系统利用校核分析模块结合室内待测气体浓度、进排风流量参数以及基于人员计数获取的气体散发参数，输出气体质量流量偏差评估结果；基于房间与通风管道的连接关系定位发生测量漂移的室内气体传感器并执行浓度补偿，以此修正系统测量误差，提高长期监测数据的可靠性；

27、3、本发明通过辅助校验模块结合浓度大于预设的浓度阈值情况与滑动平均值的偏差判定，仅在传感器测量准确时才向新风执行机构下发联动指令，避免了因传感器故障导致的设备误动作；同时，当人员数量连续为零时，系统能够自动利用室外背景浓度数据重置室内气体传感器的零点基准值，并利用停机工况扣除微差压传感器的零点漂移，提升了系统运行的稳定性和控制精度。