本發(fā)明屬于空氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種可進行智能化控制的家庭用空氣凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

根據(jù)《中國智能空氣凈化器專題研究報告》，2014年國內(nèi)品牌海爾，小米，360等互聯(lián)網(wǎng)廠家推出了智能空氣凈化器。根據(jù)幾年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，海爾推出的產(chǎn)品在軟件部分具有海爾云，u+協(xié)議等基礎(chǔ)平臺的優(yōu)勢，并以此推出了一系列智能家電如智能空氣系列；小米推出的產(chǎn)品經(jīng)過1代，2代的改良，在智能方面體現(xiàn)出具有自動模式，開關(guān)模式，并一直降低噪音，降低能耗。但現(xiàn)有的幾款空氣凈化器，其智能化還局限于人為的遠(yuǎn)程控制，或者預(yù)約控制，還未能做到依據(jù)用戶的狀態(tài)自動地進行凈化功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能夠根據(jù)用戶狀態(tài)進行智能控制的空氣凈化裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種家庭環(huán)境智能控制方法，采用智能化控制，包括以下步驟：

（1）預(yù)設(shè)：預(yù)設(shè)空氣污染閾值；

（2）用戶狀態(tài)判斷：對用戶位置進行實時定位，對用戶速度進行監(jiān)控，判斷用戶狀態(tài)和離家距離；

（3）智能控制：實時監(jiān)控室內(nèi)空氣質(zhì)量，根據(jù)用戶狀態(tài)進行凈化器開啟控制：用戶在家時，當(dāng)空氣質(zhì)量超過空氣污染預(yù)設(shè)閾值時，開啟凈化器；用戶離家時或空氣質(zhì)量未達到空氣污染預(yù)設(shè)閾值時，關(guān)閉凈化器；用戶歸家時，根據(jù)當(dāng)前室內(nèi)空氣質(zhì)量判斷凈化空氣所需時間，結(jié)合用戶的離家距離和速度計算歸家所需時間，綜合凈化空氣所需時間和用戶歸家所需時間，判斷凈化器開啟時間，使用戶歸家時室內(nèi)為凈化的空氣。

其中，用戶歸家所需時間的計算方法為：對用戶位置進行實時定位并儲存近期用戶行動軌跡，根據(jù)用戶實時位置和行動軌跡判斷離家實際距離，結(jié)合用戶短時間內(nèi)的行走距離判斷用戶實時行走速度，從而計算用戶歸家所需時間。

本發(fā)明家庭環(huán)境智能控制方法包括可選擇切換的手動控制、全凈化控制和上述智能化控制；當(dāng)采用手動控制時，實時監(jiān)控室內(nèi)空氣質(zhì)量并發(fā)送至用戶，由用戶發(fā)送凈化指令，控制凈化器工作；當(dāng)采用全凈化控制時，將實時控制質(zhì)量與預(yù)設(shè)空氣污染閾值進行對比，超過閾值時開啟凈化器，否則關(guān)閉凈化器。

室內(nèi)實時空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)依次通過wi-fi模塊、互聯(lián)網(wǎng)傳輸至服務(wù)器，通過服務(wù)器傳輸至用戶終端；用戶位置通過設(shè)置在用戶終端內(nèi)的gps模塊傳輸至服務(wù)器；用戶指令通過用戶終端經(jīng)服務(wù)器發(fā)送至凈化器。

上述空氣污染閾值設(shè)置采用pm2.5濃度值，閾值設(shè)置為40-50微克/立方米；室內(nèi)實時控制質(zhì)量數(shù)據(jù)通過激光pm2.5小體積空氣質(zhì)量檢測傳感器采集。

本發(fā)明還提供了一種家庭環(huán)境智能控制系統(tǒng)，包括空氣凈化器、空氣質(zhì)量檢測器、單片機、wi-fi模塊、服務(wù)器、用戶終端；單片機分別與空氣凈化器、空氣質(zhì)量檢測器、wi-fi模塊相連；wi-fi模塊與服務(wù)器通訊相連；服務(wù)器與用戶終端通訊相連；用戶終端上設(shè)有g(shù)ps模塊。

其中，用戶終端為多個，分別與服務(wù)器通訊相連；用戶終端采用智能手機。

單片機通過繼電器與空氣凈化器相連。

上述控制系統(tǒng)還包括顯示屏；顯示屏與單片機相連；空氣質(zhì)量檢測器包括pm2.5檢測模塊、溫度傳感器和濕度傳感器；pm2.5檢測模塊、溫度傳感器和濕度傳感器分別與單片機相連。

pm2.5檢測模塊采用激光pm2.5小體積空氣質(zhì)量檢測傳感器；單片機采用stc89c52rc；空氣凈化器采用等離子帶集成片空氣凈化器。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明能夠根據(jù)使用者的習(xí)慣進行“記憶”，能根據(jù)使用者的位置及狀態(tài)進行判斷，能夠根據(jù)用戶的實際狀態(tài)來智能轉(zhuǎn)換工作模式，更加符合智能化的要求：當(dāng)用戶離家后，本產(chǎn)品可以檢測到該事件并能夠自動關(guān)閉電源，節(jié)省能源。并可以通過gps模塊監(jiān)控用戶的實時位置并存儲生成用戶近期主要的回家路線。當(dāng)檢測到用戶準(zhǔn)備回家后，能夠根據(jù)用戶近期的行動軌跡預(yù)計用戶從出發(fā)地到家的時間，并結(jié)合此刻室內(nèi)的pm2.5濃度大小，智能選擇合適的工作時間，使用戶到家后可以呼吸到最佳的空氣，同時也可以最大程度地節(jié)省能源的消耗。

2、采用本發(fā)明控制方法，能達到的以下功能：（a）凈化器能根據(jù)室內(nèi)實時情況自動關(guān)閉或開啟電源，用戶可以使用微信小程序或app軟件進行遠(yuǎn)程控制，在達到凈化效果的同時能夠最大程度的節(jié)省能源；（b）分析用戶的實時狀態(tài)，能夠通過gps定位計算出用戶回家的時間，依據(jù)家中污染物濃度程度，提前開啟凈化功能，使用戶回到室內(nèi)立馬能享受到凈化后的空氣，而不必等待凈化的過程。

3、室內(nèi)空氣質(zhì)量能夠通過顯示屏進行實時顯示，更加直觀；同時空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)能夠通過凈化器內(nèi)置的wi-fi模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至服務(wù)器，再由用戶終端接收，方便用戶對室內(nèi)控制質(zhì)量進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4、本發(fā)明能夠進行手動控制、全凈化控制和智能化控制的多種模式切換，方便不同的用戶進行個性化選擇使用。且智能化控制既能夠使用戶時刻享受到凈化后的空氣，完成其凈化功能，又能夠最大效率的省電節(jié)能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明家庭環(huán)境智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明家庭環(huán)境智能控制系統(tǒng)的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明家庭環(huán)境智能控制系統(tǒng)包括電源、單片機、顯示屏、空氣凈化器、空氣質(zhì)量檢測器、wi-fi模塊、服務(wù)器和用戶終端。電源為整個電路提供電力。單片機采用stc89c52rc芯片，通過繼電器控制負(fù)離子空氣凈化器的開關(guān)（參見圖2）?？諝赓|(zhì)量檢測器包括激光pm2.5小體積空氣質(zhì)量檢測傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器，將采集到的pm2.5濃度、濕度和溫度發(fā)送至單片機，然后由通過串口相連的顯示屏進行當(dāng)前空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示。單片機通過wi-fi模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)將空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器。串口wi-fi模塊，屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，功能是將串口或ttl電平轉(zhuǎn)為符合wifi無線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)ieee802.11b.g.n協(xié)議棧以及tcp/ip協(xié)議棧。本空氣凈化器嵌入wi-fi模塊后可以直接利用wifi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)將實測數(shù)據(jù)導(dǎo)入到服務(wù)器。本模塊支持多種無線網(wǎng)絡(luò)加密方式，能充分保證用戶數(shù)據(jù)的安全：包括wep64/wep128/tkip/ccmp(aes)wep/wpa-psk/wpa2-psk等加密模式。同時wi-fi模塊接收控制指令，傳輸至單片機進行空氣凈化器的開啟控制。用戶終端可為多個，根據(jù)該戶實際居住人口進行設(shè)定。用戶終端采用智能手機，通過內(nèi)置的gps定位模塊進行該手機用戶的實時定位，將位置信息經(jīng)服務(wù)器發(fā)送給單片機，進行用戶狀態(tài)判斷。同時用戶終端可通過app軟件或微信小程序，連接到服務(wù)器的api接口，獲得后臺室內(nèi)實時的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，進行顯示，同時還可以通過app軟件或微信小程序進行該控制系統(tǒng)控制模式選擇和參數(shù)設(shè)定，并可直接發(fā)送空氣凈化器開啟指令。

本發(fā)明家庭環(huán)境智能控制方法包括以下功能：

（1）通過用戶終端進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定：預(yù)設(shè)pm2.5濃度范圍u0-u1（該范圍可根據(jù)用戶需求進行設(shè)定，如40-50微克/立方米）。

（2）通過用戶終端選擇系統(tǒng)控制模式：全凈化模式、手動模式和智能化模式。

（3）全凈化模式下，通過空氣質(zhì)量檢測器實時進行空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，當(dāng)pm2.5濃度超過u1時，單片機控制開啟空氣凈化器；當(dāng)pm2.5濃度小于u0時，單片機控制關(guān)閉空氣凈化器。

（4）手動模式下，由用戶通過用戶終端發(fā)送空氣凈化器的開啟、關(guān)閉指令。

（5）智能化模式下，根據(jù)用戶的實時位置（gps模塊定位）和短時間內(nèi)位置變化判斷用戶狀態(tài)：離家、歸家或在家。當(dāng)有一個用戶在家時，轉(zhuǎn)入全凈化模式。當(dāng)所有用戶離家時，關(guān)閉空氣凈化器。當(dāng)用戶歸家時：根據(jù)實時空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，判斷凈化空氣所需時間t0；根據(jù)用戶實時位置和行動軌跡（該行動軌跡根據(jù)近期內(nèi)（如一周內(nèi)）用戶的全天各時刻的位置存儲所生成）判斷離家實際距離，結(jié)合用戶短時間內(nèi)的行走距離判斷用戶實時行走速度，從而計算用戶歸家所需時間，當(dāng)只要有一個用戶所需時間達到t0（也可預(yù)設(shè)為t0+10min）時，開啟空氣凈化器，當(dāng)實時pm2.5濃度小于u0時，關(guān)閉空氣凈化器，當(dāng)實時pm2.5濃度超過u1時，繼續(xù)開啟空氣凈化器，這樣用戶到家后可以呼吸到最佳的空氣，同時也可以最大程度的節(jié)省能源消耗。