基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統的製作方法

2023-10-24 22:23:02 4

基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統的製作方法
【專利摘要】一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統，採集器有供電幹線、網絡線和用於控制末端設備的中心計算機，在室內設置有檢測器和通過室內電線連接供電幹線以及通過室內網絡線連接網絡線的第一電力網絡橋接器，供電幹線和網絡線還連接有第二電力網絡橋接器，第一電力網絡橋接器的信號輸入端連接檢測器的數據信號輸出端，第二電力網絡橋接器的數據信號輸出端連接中心計算機。器系統有在供電幹線和網絡線上連接有多個設置在不同室內的帶有採集器的檢測系統，和第二電力網絡橋接器，所述的第二電力網絡橋接器的數據信號輸出端通過無線連接方式連接所述的中心計算機。本發明能通過集成的各種傳感器能實現溫度，溼度，二氧化碳和甲醛數據的採集和顯示。
【專利說明】基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空調控制系統。特別是涉及一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統。
【背景技術】
[0002]根據調查顯示，人一生中70%左右的時間要在室內度過，人均日吸入空氣12立方米，而城市居民每天約70%—90%的時間在各種室內環境中度過，室內空氣品質已經變成了影響人健康狀況的重要因素之一。隨著人們生活水平的不斷進步，人們對住所的空氣環境的要求也越來越高，這些要求包括熱溼舒適度的要求、安全與健康的要求等。熱溼舒適自不必說，在安全與健康方面，由於裝修材料的使用，運行時間不長的房間內難免會存在許多對人體有害的氣體物質，其中危害較大也較為人熟知的是甲醛氣體，它容易誘發鼻咽癌、鼻竇癌、白血病等疾病，嚴重危害人體的健康。而為了及時檢測室內空氣中相關參數的具體數值以便提早應對，市面上已經出現了許多相關檢測儀器儀表，其中有不少檢測儀器是出自高校研究背景，可以預見的未來，這種多功能的檢測控制儀是一種趨勢。比如目前正在研發階段的某公司家庭環境管家，其通過前期的研發已經可以檢測甲醛，溫溼度，二氧化碳和一些常規汙染，而ikair尚未提及對於控制領域的研究。
[0003]但是實際生活中我們常需要多個環境檢測儀測量一個房間或者建築不同房間室內空氣品質，以用於分析及空調淨化系統控制。傳統的儀器很少有進行相關領域的嘗試，而即便是市面上有的類似設備採用的是無線藍牙技術，早期的還有紅外線技術，但因為紅外線與電腦通訊較為複雜等原因已逐步淘汰，新式的儀器上有WIFI模塊,但就目前而言,藍牙技術傳輸數據量小，不穩定，傳輸距離有限，WIFI有其場所限制，同樣不是很穩定，用於點對點的傳輸勉強說得過去，對於點和面之間的通訊難當重任。
[0004]控制技術的發展:無線傳輸技術的發展為遠程控制提供可能。近年來流行的技術由藍牙到3G網絡再到wifi以及Iifi的設想，有數據通訊便存在控制的可能。相關的國內軟體有向日葵遠程控制、網絡人遠程控制、協通XT800遠程控制、同步專家遠程版等，相關硬體不勝枚舉。
[0005]電力網絡橋接器:又名電力貓，是一種把網絡信號調製到電線上，利用現有電線來解決網絡布線問題的設備。目前，電力貓作為第三代網絡傳輸設備，不僅具有網線的高速穩定也具備無線網絡的移動便捷。例如家庭上網，一戶家庭一般是一個網絡接口。但是隨著筆記本等便捷式網絡終端的普及，固定的網絡接口顯然限制了其使用的地域，帶來了極大不便。尤其是無線網絡無法保證效果的情況下，電力貓就很好的解決了這一問題，它擁有即插即用的特點，用戶無需安裝任何軟體和驅動程序，最大程度上的增加了其適用性。普通情況下200Mbps的傳輸速率的電力貓便可以滿足普通家庭中的不同房間內通過高速寬帶輕鬆實現上網及收看高清IPTV的需求。市場上和網絡上都可以買到電力貓，截止到2013年國內已有多家電力貓生產廠商，最開始是以14Mbps打開市場，但是隨著家庭網絡帶寬需要的提升，14Mbps逐漸被淘汰了，為了滿足用戶需求，和晶片廠商也陸續出來了高帶寬的晶片，為了差異化需求，更是有穿透式無線電力貓，帶插座，可以拓展插座資源。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是，提供一種通過多點測量進行數據的採集和傳輸，並最終實現多用戶的數據採集和反饋運用的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統。
[0007]本發明所採用的技術方案是:一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，包括有供電幹線、網絡線和用於控制末端設備的中心計算機，在室內設置有用於檢測室內空氣品質的檢測器和通過室內電線連接供電幹線以及通過室內網絡線連接網絡線的第一電力網絡橋接器，所述的供電幹線和網絡線還連接有接收所述的第一電力網絡橋接器輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器，所述的第一電力網絡橋接器的信號輸入端通過無線通信方式連接所述檢測器的數據信號輸出端，所述的第二電力網絡橋接器的數據信號輸出端通過無線通信方式連接所述中心計算機。
[0008]所述的檢測器包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組、與所述的傳感器組的信號輸出端相連，用於將傳感器組輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器，連接在所述模數轉換器的信號輸出端用於對模數轉換器輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機，所述的單片機的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器的信號輸入端，所述的單片機的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或LCD顯示屏。
[0009]所述的傳感器組包括有二氧化碳傳感器、溫溼度傳感器、甲醛傳感器和紅外傳感器。
[0010]所述的單片機的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
[0011]所述的單片機的信號輸出端還通過無線方式相連接遠程伺服器、小區基站和移動通信裝置，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
[0012]一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，包括有供電幹線、網絡線和用於控制設置在不同室內的多個末端設備的中心計算機，所述的供電幹線和網絡線上連接有多個設置在不同室內的用於檢測室內空氣品質的檢測系統，還設置有通過供電幹線和網絡線接收檢測系統輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器，所述的第二電力網絡橋接器的數據信號輸出端通過無線連接方式連接所述的中心計算機。
[0013]所述的檢測系統包括有檢測器和與所述的檢測器通過無線方式相連的第一電力網絡橋接器，所述的第一電力網絡橋接器的數據信號輸出端分別通過室內電線連接所述的供電幹線，通過室內網絡線連接網絡線。
[0014]所述的檢測器包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組、與所述的傳感器組的信號輸出端相連，用於將傳感器組輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器，連接在所述模數轉換器的信號輸出端用於對模數轉換器輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機，所述的單片機的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器的信號輸入端，所述的單片機的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或LCD顯示屏，所述的傳感器組包括有二氧化碳傳感器、溫溼度傳感器、甲醛傳感器和紅外傳感器。
[0015]所述的單片機的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
[0016]所述的單片機的信號輸出端還通過無線方式相連接遠程伺服器、小區基站和移動通信裝置，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
[0017]本發明的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統，具有以下幾大特點:
[0018]1、數據採集。即通過每個控制儀的終端，通過相應的傳感器，識別空氣中化學物理成分並通過一起轉換為數位訊號存儲在儀器內部，然後每隔一定的時間刷新和像數據終端上傳。
[0019]2、獨立控制。採用通過類似萬能遙控器的智能匹配技術，實現對於市面上大部分家用和商用空調主機的通訊，進而實現控制功能。這一層面上的含義主要是將控制儀類比於家用空調遙控器，實現對一個用戶的自主獨立控制。(附圖2)
[0020]3、數據中心。通過對於目前市面上可見的電力網絡橋接器的運用，實現所有測量數據的雲端存儲，雲端分析和雲端社區共享互動。(見附圖3)
[0021]4、集中智能控制。在2、3個目的實現的基礎之上，由於數據可以傳送至雲端，同樣雲端數據也可以傳送至檢測儀，因此便可以由用戶自主選擇我們為不同環境編輯好的調節模式(類似於音樂不同的音效風格)，用戶只需要在電腦上進入智能控制模塊，便可以由我們進行對某一戶或者某一片特定區域的空氣品質情況24小時監測和調控。
[0022]本發明的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統，能通過集成的各種傳感器能實現溫度，溼度，二氧化碳和甲醛數據的採集和顯示。具有如下有益效果:
[0023]1、實現了空氣參數的實時分析和控制，讓人們對於自己生存的環境有更切實的認識。
[0024]2、實現真正的空調的智能化，首先根據認得需求控制而不是根據統一死板的空氣參數以及各種規範來確定，在認得主觀缺失獲得不準確的環境比如酒店，浴室，兒童居室，特種環境的控制。其次是由於有雲端數據支撐，可以實現由有經驗「專家調控」取代用戶隨自己的不全面的常識進行調控，更加健康安全。
[0025]3、大數據中心的建設，有效填補目前國內建築相關行業面臨的用戶數據缺乏和不真實的情況，對於指導行業未來發展具有重要意義。
[0026]4、智能化小區的建設，由於有這樣一個數據通訊和交換的平臺，使遠程家居協助成為可能，等於不同的人關心自己的家居環境的同時也在為別人提供經驗。這樣相當於把本來大家不太關心的空氣具體質量的問題提升一個檔次，由「各家自掃門前雪」，變成，提升自家的空氣品質的同時為別人家庭提供經驗，有利於數據調控終端的模式升級，更好的服務小區環境建設。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發明第一實施例的構成框圖；
[0028]圖2是本發明中檢測器構成框圖；
[0029]圖3是本發明第二實施例的構成框圖；
[0030]圖4是檢測系統的構成框圖；
[0031 ] 圖5是數據傳輸示意圖。[0032]圖中
[0033]1:供電幹線2:網絡線
[0034]3:檢測器4:第一電力網絡橋接器
[0035]5:第二電力網絡橋接器6:中心計算機
[0036]7:末端設備8:遠程伺服器
[0037]9:小區基站10:移動通信裝置
[0038]11:檢測系統12:第二電力網絡橋接器
[0039]13:中心計算機14:末端設備
【具體實施方式】
[0040]下面結合實施例和附圖對本發明的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器及採集系統做出詳細說明。
[0041]如圖1所示，本發明的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，包括有供電幹線1、網絡線2和用於控制末端設備7的中心計算機6，在室內設置有用於檢測室內空氣品質的檢測器3和通過室內電線連接供電幹線I以及通過室內網絡線連接網絡線2的第一電力網絡橋接器4， 所述的供電幹線I和網絡線2還連接有接收所述的第一電力網絡橋接器4輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器5，所述的第一電力網絡橋接器4的信號輸入端通過無線通信方式連接所述檢測器3的數據信號輸出端，所述的第二電力網絡橋接器5的數據信號輸出端通過無線通信方式連接所述中心計算機6，所述無線通信方式藍牙或WIF10
[0042]如圖2所示，所述的檢測器3包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組31、與所述的傳感器組31的信號輸出端相連，用於將傳感器組31輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器32，連接在所述模數轉換器32的信號輸出端用於對模數轉換器32輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機33，所述的單片機33的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器4的信號輸入端，所述的單片機33的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或IXD顯示屏34。所述的傳感器組31包括有二氧化碳傳感器311、溫溼度傳感器312、甲醛傳感器313和紅外傳感器314。所述的單片機33的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器4的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
[0043]所述的單片機33的信號輸出端還通過無線方式相連接遠程伺服器8、小區基站9和移動通信裝置10，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
[0044]檢測器內置的溫溼度、二氧化碳、甲醛等傳感器能夠對室內空氣中的對應參數進行反應，根據具體的參數水平輸出相應的數位訊號或模擬信號，通過電路板上的模數轉換模塊把模擬信號轉換成數位訊號後輸入ATmegal69單片機，在單片機內對所得的數據進行處理，然後在LCD屏上進行顯示相關指標的具體參數或數據處理結果。並且通過單片機與前期錄入的各參數標準值進行比對，輸出控制指令通過第一電力網絡橋接器4和第二電力網絡橋接器5輸出到中心計算機完成檢測和控制的過程。本發明可以直接將空調系統的探測範圍擴展到人們身邊，從而極大提高新型空調的控制精度和控制範圍。這樣的控制邏輯首先要考慮的就是不同設備間的設備通信。關於不同控制終端之間，以及終端與主機之間的數據通信，將採用電力網絡橋接器(俗稱電力貓)。
[0045]如圖3所示，本發明的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集系統，包括有供電幹線1、網絡線2和用於控制設置在不同室內的多個末端設備14的中心計算機13，所述的供電幹線I和網絡線2上連接有多個設置在不同室內的用於檢測室內空氣品質的檢測系統11，還設置有通過供電幹線I和網絡線2接收檢測系統11輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器12，所述的第二電力網絡橋接器12的數據信號輸出端通過無線連接方式連接所述的中心計算機13，所述無線通信方式是藍牙或WIFI。
[0046]所述的檢測系統11包括有檢測器3和與所述的檢測器3通過無線方式相連的第一電力網絡橋接器4，所述無線通信方式是藍牙或WIFI，所述的第一電力網絡橋接器4的數據信號輸出端分別通過室內電線連接所述的供電幹線1，通過室內網絡線連接網絡線2。如圖2所示，所述的檢測器3包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組31、與所述的傳感器組31的信號輸出端相連，用於將傳感器組31輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器32，連接在所述模數轉換器32的信號輸出端用於對模數轉換器32輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機33，所述的單片機33的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器4的信號輸入端，所述的單片機33的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或IXD顯示屏34，所述的傳感器組31包括有二氧化碳傳感器311、溫溼度傳感器312、甲醛傳感器313和紅外傳感器314。所述的單片機33的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器4的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
[0047]所述的單片機33的信號輸出端還通過無線方式相連接遠程伺服器8、小區基站9和移動通信裝置10，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
[0048]本發明中所述的單片機可以採用下述表格中給出的單片機，但不限這幾種。
[0049]`
【權利要求】
1.一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，包括有供電幹線(I)、網絡線(2)和用於控制末端設備(7)的中心計算機(6)，其特徵在於，在室內設置有用於檢測室內空氣品質的檢測器(3)和通過室內電線連接供電幹線(I)以及通過室內網絡線連接網絡線(2)的第一電力網絡橋接器(4)，所述的供電幹線(I)和網絡線(2)還連接有接收所述的第一電力網絡橋接器(4)輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器(5)，所述的第一電力網絡橋接器(4)的信號輸入端通過無線通信方式連接所述檢測器(3)的數據信號輸出端，所述的第二電力網絡橋接器(5)的數據信號輸出端通過無線通信方式連接所述中心計算機(6)。
2.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，其特徵在於，所述的檢測器(3)包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組(31)、與所述的傳感器組(31)的信號輸出端相連，用於將傳感器組(31)輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器(32)，連接在所述模數轉換器(32)的信號輸出端用於對模數轉換器(32)輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機(33)，所述的單片機(33)的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器(4)的信號輸入端，所述的單片機(33)的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或IXD顯示屏(34)。
3.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，其特徵在於，所述的傳感器組(31)包括有二氧化碳傳感器(311)、溫溼度傳感器(312)、甲醛傳感器(313)和紅外傳感器(314)。
4.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，其特徵在於，所述的單片機(33)的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器(4)的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
5.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器，其特徵在於，所述的單片機(33)的信號輸出端`還通過無線方式相連接遠程伺服器(8)、小區基站(9)和移動通信裝置(10)，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
6.一種基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，包括有供電幹線(I)、網絡線(2)和用於控制設置在不同室內的多個末端設備(14)的中心計算機(13)，其特徵在於，所述的供電幹線(I)和網絡線(2)上連接有多個設置在不同室內的用於檢測室內空氣品質的檢測系統(11)，還設置有通過供電幹線(I)和網絡線(2)接收檢測系統(11)輸出的數據信號的第二電力網絡橋接器(12)，所述的第二電力網絡橋接器(12)的數據信號輸出端通過無線連接方式連接所述的中心計算機(13 )。
7.根據權利要求6所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，其特徵在於，所述的檢測系統(11)包括有檢測器(3)和與所述的檢測器(3)通過無線方式相連的第一電力網絡橋接器(4)，所述的第一電力網絡橋接器(4)的數據信號輸出端分別通過室內電線連接所述的供電幹線(1)，通過室內網絡線連接網絡線(2)。
8.根據權利要求7所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，其特徵在於，所述的檢測器(3)包括有由設置在室內不同位置的傳感器構成的傳感器組(31)、與所述的傳感器組(31)的信號輸出端相連，用於將傳感器組(31)輸出的模擬信號轉換為數位訊號的模數轉換器(32)，連接在所述模數轉換器(32)的信號輸出端用於對模數轉換器(32)輸出的數據信號根據設定的條件進行處理的單片機(33)，所述的單片機(33)的數據信號輸出端無線連接第一電力網絡橋接器(4)的信號輸入端，所述的單片機(33)的顯示信號輸出端連接LED顯示屏或IXD顯示屏(34)，所述的傳感器組(31)包括有二氧化碳傳感器(311)、溫溼度傳感器(312 )、甲醛傳感器(313 )和紅外傳感器(314 )。
9.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，其特徵在於，所述的單片機(33)的信號輸出端與所述的第一電力網絡橋接器(4)的信號輸入端是通過無線通信方式相連接，所述的無線通信方式為藍牙或WIFI。
10.根據權利要求1所述的基於供電網絡傳輸的空氣品質檢測數據採集器系統，其特徵在於，所述的單片機(33)的信號輸出端還通過無線方式相連接遠程伺服器(8)、小區基站(9)和移動通信裝置(10)， 所述的無線通信方式為藍牙或WIFI或電力網絡橋接器。
【文檔編號】G05B19/418GK103760877SQ201410043027
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2014年1月29日
【發明者】劉俊傑, 龔原, 王喬志, 張亞卓, 陶俊宇, 王鑫 申請人:天津大學