一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统的制作方法

1.本发明涉及室内环境监测分析与处理技术领域，尤其涉及一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统。


背景技术：

2.近年来，随着人们生活水平的提高，室内空气质量也受到重视。由于我们大部分时间处在室内，所以室内空气质量的好坏严重影响着我们的身体健康。
3.室内空气污染源主要有家居或装修材料释放的有害气体以及电器产生的辐射和人们生活产生的废气等。
4.室内空气质量是指建筑物及建筑物内的空气质量，这会影响在建筑物内生活人们的健康及舒适。室内空气质量会受气体(特别是二氧化碳、甲醛、挥发性有机物)、pm2.5、微生物或是其他会影响健康情形的物质所影响。
5.传统新风系统就是起到加强空气流通和净化空气的作用，将室内污浊的空气由风机抽进新风机内部，再由内部的废气处理装置进行处理，将处理好的干净的空气从风口送出。
6.而传统消毒方式，一般采用：1、被动式消毒，例如光触媒、等离子、高压静电、紫外循环风等，被动式消毒只能对被吸入的空气进行消毒，一般都需要前置过滤，容易二次污染，循环风不能有效吸入室内较远距离空气，实际效率低，不能在病毒出现时迅速处理，循环风可能还会加大气溶胶传播距离；2、主动式消毒，例如臭氧，世界“五大”有害气体之一，不能大面积推广，消毒剂，使用方式微雾、喷洒、熏蒸，操作难，对气溶胶效果差，紫外灯，对气溶胶效果差，穿透性差，强度衰减。
7.室内湿度控制一般需要额外购买加湿器，不仅占用室内有限场地，而且加湿效果较差，加湿死角较多；
8.并且上述多种控制空气环境的设备之间没有任何相关联动效果，不仅用户使用操作起来比较麻烦，而且各设备之间不能够产生配合，造成资源浪费。


技术实现要素：

9.本发明的目的是为了解决背景技术中指出的问题，而提出的一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统。
10.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
11.一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统，包括：
12.新风控制模块，能够控制室内新风系统的运行；
13.消毒控制模块，能够释放二氧化氯气体净化因子；
14.湿度控制模块，能够向室内环境加湿；
15.智能家居控制模块，能够控制第三方平台的设备；
16.环境数据采集模块，能够采集室内、室外环境数据；
17.终端控制模块，所述终端控制模块能够接收、处理、上传数据信息并控制新风控制模块、消毒控制模块、湿度控制模块、智能家居控制模块的工作状态；
18.云端服务模块，与终端控制模块连接，能够接收、传输、分析、处理数据信息；
19.移动端，通过云端服务模块与终端控制模块连接，和/或移动端通过mqtt协议与终端控制模块连接，移动端能够接收数据信息、发出控制指令，所述移动端与所述终端控制模块数据同步。
20.所述新风控制模块包括新风系统，所述新风系统包括新风风机、安装在风口管道的控制阀、与终端控制模块连接的新风控制板，所述新风风机、控制阀与新风控制板连接；
21.所述消毒控制模块包括安装在风口管道的二氧化氯因子释放装置、与终端控制模块连接的消毒控制板，所述二氧化氯因子释放装置与消毒控制板连接；
22.所述湿度控制模块包括安装在风口管道的管道式加湿装置、与终端控制模块连接的加湿控制板，所述管道式加湿装置与加湿控制板连接；
23.所述智能家居控制模块包括与终端控制模块连接的第三方平台软件，所述第三方平台软件连接空调、电视、冰箱、扫地机器人、暖通、安防设备、电动窗户、电动窗帘、音响、照明设备中的一种或多种；
24.所述环境数据采集模块包括与终端控制模块连接的pm2.5传感器、voc传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、颗粒物传感器、细菌传感器中的一种或多种。
25.气流反冲清洁模块工作包括以下模式：
26.s1、新风系统首次打开后，自清洁功能自动运行1分钟，1分钟后新风系统切换到自动模式运行；
27.s2、新风系统关闭时，自清洁功能运行5分钟；
28.s3、自动模式长期运行时，每运行24小时，自清洁一次，每次清洁运行5分钟。
29.所述云端服务模块还包括楼栋数据共享单元；
30.所述楼栋数据共享单元的工作方法包括：同一楼栋中，用户a将a户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，同一楼栋中的用户b能够手动选择用户a的终端控制模块运行数据应用到b户中；
31.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据同一楼栋中用户a上传的数据信息为基础进行分析、并发送控制指令至用户b的终端控制模块。
32.所述云端服务模块还包括小区数据共享单元；
33.所述小区数据共享单元的工作方法包括：同一小区中，用户a将a户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，用户b能够手动选择同一楼栋或者不同楼栋中的用户a的终端控制模块运行数据应用到b户中；
34.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据同一楼栋或者不同楼栋中用户a上传的数据信息为基础进行分析、并发送控制指令至用户b的终端控制模块。
35.所述云端服务模块还包括区域数据共享单元；
36.所述区域数据共享单元的工作方法包括：一片区域内中，用户a将a户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，用户b能够手动选择同一小区中同一楼栋或者不同楼栋、或者不同小区楼栋的用户a的终端控制模块运行数据应用到b户中；
37.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据不同小区用户a上传的数据信息为基础进行分析，如果不同小区不同楼栋以一片区域为中心先后通过终端控制模块开启新风控制模块，云端服务模块则判断有污染源正在靠近，云端服务模块根据不同小区不同楼栋先后开启的时间差判断污染源传播速度，并且云端服务模块根据不同小区不同楼栋新风控制模块开启的强度判断污染源传播的强度，以此为基础预测并向用户b的终端控制模块发出控制指令。
38.本发明提出的一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统，有益效果在于：本系统通过终端控制模块将整屋的新风控制模块、消毒控制模块、湿度控制模块、智能家居控制模块、环境数据采集模块集成在一起，并且上述各种信息会上传到云端服务模块作为集中化管理，并且使全屋数据在移动端与终端控制模块之间同步显示，通过移动端使用户更方便管理家中的各种设备、能够实时监控家中环境数据信息，调节环境质量和环境舒适度，让室内空气始终保持安全健康舒适的状态。
附图说明
39.图1为本发明的各模块连接结构示意图；
40.图2为本发明的楼栋数据共享单元结构示意图；
41.图3为本发明的小区数据共享单元结构示意图；
42.图4为本发明的区域数据共享单元结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
44.参照图1-图4，一种基于大数据的智能室内空气环境监测分析处理系统，包括：新风控制模块，能够控制室内新风系统的运行，通过新风系统对室内空气净化；消毒控制模块，能够释放二氧化氯气体净化因子；湿度控制模块，能够向室内环境加湿；智能家居控制模块，能够控制第三方平台的设备；环境数据采集模块，能够采集室内、室外环境数据；终端控制模块，终端控制模块能够接收、处理、上传数据信息并控制新风控制模块、消毒控制模块、湿度控制模块、智能家居控制模块的工作状态；云端服务模块，与终端控制模块连接，能够接收、传输、分析、处理数据信息；移动端，通过云端服务模块与终端控制模块连接，和/或移动端通过mqtt协议与终端控制模块连接，移动端能够接收数据信息、发出控制指令，移动端与终端控制模块数据同步。
45.本系统通过终端控制模块将整屋的新风控制模块、消毒控制模块、湿度控制模块、智能家居控制模块、环境数据采集模块集成在一起，并且上述各种信息会上传到云端服务模块作为集中化管理，并且使全屋数据在移动端与终端控制模块之间同步显示，通过移动端使用户更方便管理家中的各种设备、能够实时监控家中环境数据信息，调节环境质量和环境舒适度，让室内空气始终保持安全健康舒适的状态。
46.作为一种实施方式：新风控制模块包括新风系统，新风系统包括新风风机、安装在风口管道的控制阀、与终端控制模块连接的新风控制板，新风风机、控制阀与新风控制板连接；每个房间的新风管道风口均安装有单独的控制阀，新风风机所在档位数与打开状态的
风阀数量相同，作为一种具体实施方式，例如分支管道采用三个，将三个分支管道接入三个房间，风机具有三个档位，第一档位风量最小，第二档位中等风量，第三档位最大风量，三个房间全部使用新风时，风机为第三档位模式，此时每个房间分支管道的风阀均为开启状态；任意两个房间风阀打开，一个房间风阀关闭，此时风机处于第二档位；任意一个房间风阀打开，两个房间风阀关闭时，风机处于第一档位，不需要使用风机时，风机关闭，全部风阀关闭即可，通过上述方法啊，可以使新风系统更加节能，有利于降低新风系统控制策略的难度；
47.消毒控制模块包括安装在风口管道的二氧化氯因子释放装置、与终端控制模块连接的消毒控制板，二氧化氯因子释放装置与消毒控制板连接；二氧化氯因子释放装置与新风系统管道连通安装的，通过二氧化氯因子释放装置释放二氧化氯气体，通过新风系统吹出的气流带动二氧化氯气体释放到室内空气环境中，主动向室内空间释放二氧化氯，在室内空气中主动捕捉空气中的污染物，将其杀灭；
48.湿度控制模块包括安装在风口管道的管道式加湿装置、与终端控制模块连接的加湿控制板，管道式加湿装置与加湿控制板连接；管道式加湿装置与新风系统管道连通安装的，通过管道式加湿装置释放水分子，通过新风系统吹出的气流带动水分子释放到室内空气环境中，上述消毒控制模块、湿度控制模块依托于新风系统，只有在新风系统启动的情况下，消毒控制模块、湿度控制模块才能够有效运行，并且消毒控制模块、湿度控制模块不可同时运行。
49.智能家居控制模块包括与终端控制模块连接的第三方平台软件，第三方平台软件连接空调、电视、冰箱、扫地机器人、暖通、安防设备、电动窗户、电动窗帘、音响、照明设备中的一种或多种，通过终端控制模块接入第三方平台软件，实现第三方智能设备、与新风系统相关的消毒控制模块、湿度控制模块的统一控制效果，便于实现统一化管理，作为一种实施方式，智能家居控制模块可以上华为、涂鸦等平台；
50.环境数据采集模块包括与终端控制模块连接的pm2.5传感器、voc传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、颗粒物传感器、细菌传感器中的一种或多种，主要采集甲醛、pm2.5、二氧化碳、voc、温度、湿度，模块中采用电化学方式，要求稳定性要高。
51.数据同步时，同步内容包括：新风系统的开关同步；新风系统的手自动模式同步；新风系统的内外循环净化同步；新风系统的检测环境参数同步；新风系统自清洁功能同步；使用手机客户端控制新风系统，安卓屏幕同步状态，其他客户端同步状态；屏幕控制新风系统，其他所有的客户端同步。
52.作为新风控制模块工作方法的一种实施方式，新风控制模块工作方式包括以下步骤：
53.q1，开启新风风机，新风系统为室外循环模式运行，即通过新风风机将室内与室外的空气进行置换，该种模式下，一般用于室外空气质量较优的情况下；
54.q2，选择手动模式或自动模式；
55.a1，选择手动模式，此时新风系统默认室外循环模式运行，然后手动选择室内循环模式运行或室外循环模式运行；
56.a2，选择自动模式，环境数据采集模块采集到的室内、室外环境数据发送给终端控制模块进行对比，如果室内环境数据比室外环境数据差，则新风系统进行室外循环模式运
行；如果室内环境数据比室外环境数据好，则新风系统进行室内循环模式运行。
57.作为室内环境消毒的一种实施方式，新风系统处于室内循环模式运行时，消毒控制模块工作方式包括以下步骤：
58.b1、手动开启二氧化氯因子释放装置；
59.b2、环境数据采集模块采集室内空气细菌数据，如果细菌含量低于设定值，二氧化氯因子释放装置默认关闭，如果细菌含量大于等于设定值，二氧化氯因子释放装置自动开启。
60.本装置的二氧化氯因子释放装置是安装在新风系统管道的，通过新风系统吹出的气流带动二氧化氯因子释放装置释放的二氧化氯气体扩散到房间中，起到主动消杀细菌的作用。
61.新风系统处于室内循环模式运行时，湿度控制模块工作方式包括以下步骤：
62.c1、手动开启管道式加湿装置；
63.c2、环境数据采集模块采集室内湿度数据，如果湿度小于等于设定值，管道式加湿装置自动开启，如果湿度大于设定值，管道式加湿装置默认关闭。
64.本装置的管道式加湿装置是安装在新风系统管道的，通过新风系统吹出的气流带动管道式加湿装置产生的水分子扩散到房间中，起到加湿的作用。
65.新风控制模块还包括与新风控制板连接的气流反冲清洁模块，气流反冲清洁模块包括通过新风风机向进风风帽吹气的气流反冲系统。
66.反冲系统的工作原理可参考本公司早期申请的相关专利：cn201921304254.7。
67.进一步的，气流反冲清洁模块工作包括以下模式：
68.s1、新风系统首次打开后，自清洁功能自动运行1分钟，1分钟后新风系统切换到自动模式运行；
69.s2、新风系统关闭时，自清洁功能运行5分钟；
70.s3、自动模式长期运行时，每运行24小时，自清洁一次，每次清洁运行5分钟，运行时间避免与加湿、消毒等的冲突。
71.参考图2，作为一种实施方式，云端服务模块还包括楼栋数据共享单元；
72.楼栋数据共享单元的工作方法包括：同一楼栋中，用户a将本户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，同一楼栋中的用户b能够手动选择用户a的终端控制模块运行数据应用到本户中；
73.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据同一楼栋中用户a上传的数据信息为基础进行分析、并发送控制指令至用户b的终端控制模块。
74.同一个楼栋中的用户数据为相互共享的，比如用户b直接选择同楼层的其他用户或者上下相邻的用户数据直接作为本户的终端控制模块的运行命令使用，需要说明的是，同一栋楼中特别是相邻楼层的周围空气质量相近，在没有特殊需求的情况下，新风系统的运行参数相差不大，因此可以参考其他住户上传的信息作为本户终端控制模块运行的设置参数使用，当用户选择云端自动管理时，云端会以本栋楼的环境监测数据、其他用户终端控制模块运行数据为基础，判断此时整体空气质量，然后将控制命令发送给本户的终端控制模块。
75.该种模式下，可以更加准确的判断出楼层周围实际空气环境质量，避免了单层单
户检测数据片面，可能出现检测误差造成系统误启动的缺点，并且该种模式下，由于可以参考其他用户数据，这样即使本户中的一些传感器损坏，也能保证本户系统的自动化运行，甚至在该种模式下可以减少各类传感器或其他元器件使用频率，可以起到延长元器件使用寿命的效果。
76.上文及下文中用户a、用户b仅是为了方便叙述不同用户的一种相对意义的称谓，并无其他意义。
77.参考图3，作为一种实施方式，云端服务模块还包括小区数据共享单元；
78.小区数据共享单元的工作方法包括：同一小区中，用户a将a户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，用户b能够手动选择同一楼栋或者不同楼栋中的用户a的终端控制模块运行数据应用到b户中；例如用户b选择与本户型相同、楼层相同、楼栋相近的用户a的终端控制模块运行数据应用到b户中；
79.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据同一楼栋或者不同楼栋中用户a上传的数据信息为基础进行分析、并发送控制指令至用户b的终端控制模块。整个小区的各种环境数据、控制数据均是共享的，用户b可以有更加广泛的选择范围。
80.参考图4，作为一种实施方式，云端服务模块还包括区域数据共享单元；
81.区域数据共享单元的工作方法包括：一片区域内中，用户a将本户中的环境数据、终端控制模块运行数据上传至云服务器进行共享，用户b能够手动选择同一小区中同一楼栋或者不同楼栋、或者不同小区楼栋的用户a的终端控制模块运行数据应用到本户中，一般为了数据的相对准确性，用户b一般选择与本户型相同、楼层相同、楼栋相近的用户a的终端控制模块运行数据应用到本户中；
82.和/或用户b选择云端自动管理，云端服务模块根据不同小区用户a上传的数据信息为基础进行分析，如果不同小区不同楼栋以一片区域为中心先后通过终端控制模块开启新风控制模块，云端服务模块则判断有污染源正在靠近，云端服务模块根据不同小区不同楼栋先后开启的时间差判断污染源传播速度，并且云端服务模块根据不同小区不同楼栋新风控制模块开启的强度判断污染源传播的强度，以此为基础预测并向用户b的终端控制模块发出控制指令。
83.当无风状况下，中心污染源的扩散一般是向四周均匀扩散，有风状况下，污染源会偏向一个方向进行扩散，为了方便叙述，参考图4，当某个位置出现环境污染的时候，例如工厂无规律排放废气的时候，与污染源最近的小区会优先检测到外界环境受到污染，空气质量变差，通过终端控制模块启动了新风控制模块进行空气净化、消毒控制模块进行空气细菌消杀，并且控制智能家居控制模块关闭了门窗，随着污染源的持续扩散，距离污染源稍远的小区用户也陆续启动了相关控制模块，大数据汇总到云端服务模块后，依据不同小区大多数用户依次启动的先后顺序，判断出周围某个区域可能出现了污染源，并且依据依次启动的时间差判断出扩散的速度，这样云端服务模块就能够对未被污染气体扩散到的用户终端控制模块发出提前的控制指令，例如提前关闭门窗、开启新风、消毒，污染源可能随着扩散的区域的变大，污染强度降低，这样根据多个小区检测的数据降低的梯度，更加准确的发出启动新风的档位、消毒功率强弱的等级的命令。
84.该种模式下，可以很好的预防工厂污染扩散、区域环境污染扩散的状况。
85.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变而得到的技术方案、构思、设计，都应涵盖在本发明的保护范围之内。