净化PM（共6篇）
净化PM 篇1
从2012年底开始, PM2.5再次成为人们热议的话题, 而且人们已经到了谈“PM2.5”色变的地步。这也引发了多地抢购空气净化器的场面, 据国美、苏宁, 这两家国内最大的家电卖场负责人介绍, 像华北地区, 诸如北京、天津、石家庄等地卖场中的部分空气净化器已经脱销, 很多品牌的空气净化器尚在生产线时就已经被各地经销商所抢一空。可以说PM2.5的频繁出现, 让投资者有了一个新的投资机会——经销空气净化器。下面本刊为读者推荐两款空气净化器, 在去除PM2.5上都有“一手”, 感兴趣的投资者不妨关注一下。
客卧、商务办公空气净化器系列
项目概述
该系列产品是集PM2.5等空气主要污染物的收集过滤、纳米吸附、复合杀菌、催化氧化、氧化还原、负离子释放等多种净化技术为一体, 高效去除空气中的PM2.5颗粒、细菌、废气、臭氧、易挥发性有毒有害气体等空气污染物。
产品特点
1.适用面积大, 适用于50—90平方米封闭空间。
2.去除室内空气的臭气、烟味等异味, 同时还能分解甲醛、苯等有机物。
3.使用HEPA高效能过滤网:花粉、飘尘等颗粒物净化效率≥99.97%。
4.占地面积小, 可以采取挂在墙壁上。
经销条件及效益估算
投资者最低进货量是50台, 因型号不同, 进货价大约从1350元/台—2155元/台不等, 目前该系列产品的市场终端售价约2000—3500元/台。每销售一台, 投资大约可获600多元的毛利。
经销商经营策略建议
1.建议具有礼品、装修等销售渠道的投资者介入, 可以省去前期的渠道建设费用。另外, 目前商超渠道具有进场费等门槛, 而且竞争相对激烈, 而时下诸如礼品等渠道, 尚未被完全打开, 销售机会更多, 目前北京、上海等多位经销商就主打礼品渠道, 并取得了不错的效果。
2.建议投资者主打企事业单位市场, 如会所、幼儿园、酒店等, 特别是经常有会议举办的场所, 一来这些场所对产品需求量较大;二来这些场所对于产品的价格敏感度较低;三来他们希望购买具有装饰功能的空气净化器, 如在会议室摆上传统空气净化器, 会让外人本能感觉到这间屋子空气不好, 对房间有一种厌恶感 (即使室内空气不错) , 反之摆上具有装饰功能的产品, 会让人消除这个感觉;四来可以省去不少渠道营销费用, 特别是家电卖场的进场费。
3.建议投资者初期采取合作方式, 即在一些商业机构里寄销产品, 比如在洗车店里寄销车载空气净化器, 若洗车店销售一台可以拿到一定比例的提成, 虽然这种方式降低了投资者销售毛利润, 但是省去了不少营销费用, 从最终获取的绝对利润角度, 还是颇为划算。
4.有实力的投资者也可以暂时进入商超, 虽然商超不是最好的销售渠道, 但是却是消费者接触空气净化产品的最直接的渠道, 利于宣传和展示, 打开产品知名度, 提升消费者的信任程度。
艺术空气净化器系列
项目概述
该系列产品是新型的多功能家用环保电器产品。集空气净化、杀菌消毒、去除异味、人体保健及环境美化装饰等多重功能于一体。产品拥有目前国内外最先进的“离子群”技术。
产品特点
1.性能强。关键就在于产品的核心技术——“离子群技术”。离子群技术是指通过专业的高科技装置, 持续产生并释放出巨量的负氧离子, 从而增加室内空气中的活氧量, 改善室内空气环境, 提升室内环境舒适度, 进而增强人体免疫力, 保护人体健康的一种尖端科技。据广州市环境科学研究院检测结果显示, 该产品的负氧离子释放量高达1100/cm3万个。
2.改善人体的肺功能。众所周知, PM2.5又被称为肺可吸入颗粒物, 对人体的肺影响很大, 而该产品通过制造活性氧, 可以有效帮助人体改善肺功能。
3.权威认证。本产品已经获得国家环保产品质量监督检验中心的权威检测认证, 并被国家质量安全监督委员会、中国名牌产品推荐委员会授予“中国驰名商标”荣誉称号。同时, 产品也已通过欧盟CE认证, 获准进入欧洲市场。
4.造型美观。传统空气净化器造型单一, 而本系列产品造型十分美观, 有山水系列、盆景系列、灯具系列、钟表系列以及灯饰系列等。
经销条件及效益估算
投资者最低进货费用约4万元, 进货价格为售价的4—5折, 产品的市场零售价平均在3000元/台左右, 投资者大约有50%—60%的毛利润空间。
经销商经营策略建议
鉴于该产品的特性, 投资者可根据自身实际情况选择合适的合作方式:
第一、装饰品渠道:产品放在那里本身就是一件漂亮的装饰品。和装饰品行业进行嫁接, 有着天然的优势。
第二、礼品渠道:因为产品精美的造型, 独特的艺术外观, 非常适合与礼品工艺品行业进行嫁接销售。一般的工艺礼品归根结底只是一种装饰品, 并没有任何实用价值。但本产品则不同, 它除了具有工艺品精美的外观、精致的做工外, 它还是一款能够净化室内空气环境、并且对人体健康大有益处的产品, 更重要的是, 它还可以解决PM2.5对室内环境的污染!
第三、灯具灯饰渠道:因为部分产品造型就是一款外观精美的灯具。适合投资者与灯具、灯饰销售商合作。相比传统灯具、灯饰, 本产品还具有净化空气功能。
第四、钟表行业渠道:产品还可以和钟表行业进行嫁接。
第五、投资者也可以从一些高端社区入手, 如与物业、居委会合作进行知识普及, 加之现在PM2.5已经被人们关注起来, 产品销售相对容易一些。
相关链接:
首先, 目前市场中销售量最好的空气净化器从价格上分:一是千元以下的;二是3000—4999元之间的产品。一是据中研普华调查数据显示:2012年中国空气净化器市场中千元以下及3000—4999元价位段的空气净化器产品购买比例较高, 分别占了23.6%和23.1%;二是天津地区的国美电器门店统计数据显示, 2013年第一季度价位在3000—4999元之间的空气净化器销量比2011年同期提升了2.5倍;而价位在千元以下的净化器比2012年同期增加了1.7倍。
其次, 目前空气净化器销售量高低从适用领域上依次排序为:一是卧室专用;二是商务 (如会议室、办公室) 专用;三是工程类;四是医用专用;五是厨卫专用;六是车载专用;七是工业、车间专用。
净化PM 篇2
在售的空气净化器现在很多都打出 “有效去除PM2.5” “PM2.5净化效率达99%以上”等宣传, 北京市工商局12315消费者投诉举报中心和市消协发布消费提示, 指出不同类型的空气净化器, 过滤、杀毒和除菌等功效上存在差异。
空气净化器并不是国家强制认证产品, 只有安全认证, 但没有对空气净化器净化效果的综合评价方法和检测标准。光触媒负离子、 等离子等概念乱飞, 专业人士却并不赞同多功能净化器, 比如加湿功能, 产生的水蒸气会被吸附到净化器的滤网上而滤网受潮可能产生细菌, 两者功能非但发挥不了很好的效果还会影响净化, 花哨的功能对空气净化器来说比较多余。
净化PM 篇3
自从2011年冬季“PM 2.5”一词首次进入公众视野, 国内空气净化器便开始走俏市场。即使在行业淡季——春节期间, 北京、上海、大连、沈阳、广州等地, 很多家电卖场中空气净化器已经卖断了货。具体表现为:
首先, 目前市场中销售量最好的空气净化器从价格上分:一是千元以下的;二是3000—4999元之间的产品。一是据中研普华调查数据显示:2011年中国空气净化器市场中千元以下及3000—4999元价位段的空气净化器产品购买比例较高, 分别占了23.6%和23.1%;二是天津地区的国美电器门店统计数据显示, 2012年第一季度价位在3000—4999元之间的空气净化器销量比2011年同期提升了2.5倍;而价位在千元以下的净化器比2011年同期增加了1.7倍。
其次, 目前空气净化器销售量高低从适用领域上依次排序为:一是卧室专用;二是商务 (如会议室、办公室) 专用;三是工程类;四是医用专用;五是厨卫专用;六是车载专用;七是工业、车间专用。
第三, 从功能上看, 目前最为畅销的是多功能, 且具有一定装饰功能的空气净化器, 相反具有单一功能, 如只具备清除甲醛或者红外线消毒等功能的空气净化器很少有人关注。因现在人们不再仅仅关注甲醛污染等问题, 更加关心空气中颗粒污染物的清除和净化。
第四, 从销售区域看, 二三线市场更为活跃。以往空气净化器销售重点区域是一线城市, 而从2012年的市场销售情况反映二三线市场更为活跃, 具体表现为, 销售量逐月攀升, 国美、苏宁等门店进货量加大;多家知名企业开始大力开拓二三线市场, 如增加专柜、专卖店。
据中研普华调查数据显示, 2012年第一季度国内一线城市空气净化器市场普及率仅为1%, 即100个家庭中只有1个家庭购买空气净化器, 而其他地区普及率不及1%。而该机构调查显示, 进入2012年以来, 一线城市中有购买空气净化器需求的家庭约有46%, 其他地区需求在27%左右, 市场潜力较大。
市场趋势预测
据中国家电协会秘书长徐东升介绍, 空气净化器销售行业属于一个依赖突发性事件刺激的行业, 即如果有一些引起公众关心的事件出现, 就会促进产品销售。“PM 2.5”事件是一个全国范围内事件, 已引起全社会的空前关注, 跟过去任何一次局部增长都不同, 因此至少在“十二五”期间市场需求热潮会一直持续。
草根投资适合投资的产品
据了解, 目前比较适合草根投资者经销的产品大体分为四类:一是客卧;二是商务;三是厨卫;四是车载。从价格上看价位在千元以下以及3000—3999元区间, 且具有多种功能的空气净化器最适合经销。
因为上述四类产品的销售渠道比较多元化, 对投资者从业背景要求不高;而上述两个价位属于大众消费价位, 消费人群基数大, 投资者开拓市场难度相对较低。
热销产品推荐
客卧、商务办公空气净化器系列
投资条件:
投资者最低进货量是50台, 因型号不同, 进货价大约从1350元/台—2155元/台不等, 目前该系列产品的市场终端售价约2000—3500元/台。每销售一台, 投资大约可获600多元的毛利。
产品主要特点:
1.适用面积大, 适用于50—90平方米封闭空间。
2.去除室内空气的臭气、烟味等异味, 同时还能分解甲醛、苯等有机物。
3.使用H EPA高效能过滤网:花粉、飘尘等颗粒物净化效率≥99.97%。
4.占地面积小, 可以采取挂在墙壁上。
厨卫专用空气净化器系列
投资条件:
投资者最低进货量是80台, 因型号不同, 进货价大约从159元/台—518元/台不等, 目前该系列产品的市场终端售价约588—1288元/台。每销售一台, 投资大约可获400多元的毛利。
产品主要特点:
1.无化学试剂, 无需任何耗材, 节能环保。
2.抗菌杀毒, 有效抑杀空气中的霉菌、大肠杆菌等有害细菌。诸如可以直接对宠物舍进行杀菌。
3.静电去除烟雾、灰尘, 清除异味, 可产生大量的负氧离子优化空气, 清新室内空气。
车载空气净化器系列
投资条件:
投资者最低进货量是80台, 因型号不同, 进货价大约从159元/台—195元/台不等, 目前该系列产品的市场终端售价约398—488元/台。每销售一台, 投资大约可获200多元的毛利。
产品主要特点:
1.采用高活性纳米光触媒网, 在365nm波长紫外光照射激活下, 具有超强的氧化还原作用, 迅速分解空气中的甲醛、苯、氨等有害气体分子, 并杀灭各类细菌。
2.无需任何辅助、无需耗材在冷态时即可清除车内甲醛、苯T V O C等挥发性化合物。
3.脉冲式释放300万个维他氧, 创造出生态森林浴场环境, 消除有害自由基。
经销商经营策略建议:
1.建议具有礼品、装修、汽车装饰品等销售渠道的投资者介入, 可以省去前期的渠道建设费用。另外, 目前商超渠道具有进场费等门槛, 而且竞争相对激烈, 而时下诸如礼品等渠道, 尚未被完全打开, 销售机会更多, 目前北京、上海等多位经销商就主打礼品渠道, 并取得了不错的效果。
2.建议投资者主打企事业单位市场, 如会所、幼儿园、酒店等, 特别是经常有会议举办的场所, 一来这些场所对产品需求量较大;二来这些场所对于产品的价格敏感度较低;三来他们希望购买具有装饰功能的空气净化器, 如在会议室摆上传统空气净化器, 会让外人本能感觉到这间屋子空气不好, 对房间有一种厌恶感 (即使室内空气不错) , 反之摆上具有装饰功能的产品, 会让人消除这个感觉;四来可以省去不少渠道营销费用, 特别是家电卖场的进场费。
3.建议投资者初期采取合作方式, 即在一些商业机构里寄销产品, 比如在洗车店里寄销车载空气净化器, 若洗车店销售一台可以拿到一定比例的提成, 虽然这种方式降低了投资者销售毛利润, 但是省去了不少营销费用, 从最终获取的绝对利润角度, 还是颇为划算。
4.投资者也可以从一些高端社区入手, 如与物业、居委会合作进行知识讲座, 因为产品价格相对较高, 高收入人群能接受, 而且这部分人群更加重视自己的健康。
5.有实力的投资者也可以暂时进入商超, 虽然商超不是最好的销售渠道, 但是却是消费者接触空气净化产品的最直接的渠道, 利于宣传和展示, 打开产品知名度, 提升消费者的信任程度。
小贴士:
目前市场上的空气净化器主要有三种技术:一是普遍采用的HEPA (意为高效空气过滤器) 高效过滤技术, 通过一层一层的高密度滤芯达到过滤空气作用。这种技术成熟, 但需要定期更换维护滤芯, 后期成本较高, 也给经销商带来新的利润点;二是静电吸附技术, 通过放电将颗粒物吸附在电板上, 好处是不用更换滤芯, 维护费用较低, 但净化过程相对被动和静态;三是通过消毒灯技术实现杀菌、消毒。
空气净化器在很多人眼里一直都是非必需性家电用品, 所以市场始终都是不温不火。而随着2011年人们开始对“PM2.5”话题热议, 让空气净化器开始真正意义上的走俏市场。
注:1.市场分析、草根适合投资两部分内容由中研普华家电行业研究员高建宏先生撰写。
净化PM 篇4
随着社会的发展, 人们生活水平逐步提高, 私家车、工厂等越来越多, 造成空气中PM2.5急剧增多, 空气污染越来越受到人们的关注与重视。大气污染物中悬浮颗粒物 (包括PM2.5) 会对人体健康产生直接的负面影响, 虽然对于健康人而言, 悬浮颗粒物不是直接的致死因素, 但是却可以导致患有心血管病、 呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者死亡[1]。 空气净化器可以有效的解决这一问题, 为人们带来新鲜清爽的空气。本文设计了一种远程PM2.5空气检测净化装置, 能让用户实时掌握空气变化情况, 随时随地开启控制空气净化器。
1系统结构及工作原理
本系统可分为PM2.5浓度检测模块和空气净化模块两个部分, 电路结构主要由传感器、单片机信号处理电路、无线信号发射电路、无线信号接收电路、空气净化器等组成。系统结构如图一所示。
具体工作过程如下:传感器将照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射, 在某一特定角度收集散射光, 得到散射光强随时间变化的曲线[2], 这些曲线与颗粒物的直径相关, 通过公式换算可以得到不同粒径的浓度, 从而将检测到的PM2.5浓度这一物理量转换为数字信号输出作为后续电路判断是否达到浓度设定值的依据。单片机信号处理电路获得信号后, 通过内部的程序对接收的信号进行分析, 判断监测到的浓度是否达到设定值, 若未达到浓度设定值则返回继续监控, 达到浓度设定值则通过单片机发送电平信号控制无线发射模块 (GSM模块) 发送短信到指定用户终端, 提醒用户选择开启空气净化器。 用户通过无线网络发送信号, 由无线接收模块 (串口WIFI模块) 负责接收, WIFI模块将接收的信号进一步处理转换为电平信号发送至继电器继而控制空气净化器开启, 从而达到净化空气的目的。
2硬件设计
硬件电路的电路结构主要由传感器、信号处理电路、无线信号发射电路、无线信号接收电路、空气净化器等模块组成。
2.1传感器模块
传感器模块主要采用PM2.5激光传感器SDS011, 该激光传感器主要是通过内部检测装置得到空气中不同粒径的数量浓度, 从而将检测到的PM2.5浓度指数转换为数字信号输出作为后续电路的触发电平。传感器通过进风口检测空气, 经过传感器内部对空气进行检测处理过后通过TXD串口发送一帧10个字节的数据, 其中包含PM2.5浓度的低字节和高字节, 发送的数据会传递给LCD1602和单片机信号处理程序分别用作显示和信号处理。
2.2单片机信号处理电路
单片机信号处理电路主要处理由信号采集电路所发送过来的信号, 包括单片机及其外围电路, 通过对单片机进行编程控制, 由单片机内部程序判断空气中PM2.5浓度是否达到开启空气净化器的设定值, 若达到设定值则发送信号给无线信号发射电路。 单片机信号处理电路采用STC89C52芯片, 该芯片的P3.0脚用于接收来自传感器模块采集的数字信号。当STC89C52的P3.0口接收到传感器模块传来的数字信号, 且单片机内部程序判断达到开启空气净化器的浓度范围, 单片机的P0.1管脚输出低电平启动GSM模块, 同时GSM模块完成正常的通信的协议。信号处理模块电路图如图二所示。
2.3无线信号发射电路
无线信号发射电路由GSM模块、单片机及其外围电路组成。单片机用于接收由信号处理电路发送的高低电平, 同时根据电平的高低判断是否控制GSM模块向用户发送短信。GSM模块通过串口利用AT指令控制模块实现初始化[3], 设置TC35i模块为TEXT模式。在实际工作时, 当GSM模块指示灯3秒亮, 0.5秒灭时, 说明GSM模块已经连入网络, 此时信号处理电路发送一个低电平至单片机P0.3脚时, 单片机将向GSM模块发送AT指令, GSM模块会按照相关的AT指令对目标用户的手机发送短信, 短信内容由单片机内部程序设定。无线信号发射电路图如图三所示。
2.4无线信号接收电路
无线信号接收电路由ESP8266串口WIFI模块组成。ESP8266是一款超低功耗的UART-WIFI透传模块, 专为移动设备和物联网应用设计, 通过内置的TCP/IP协议即传输控制协议/ 因特网协议[4,5], 可将用户的物理设备连接到WIFI无线网络上, 进行互联网或局域网通信[6], 实现联网功能, 该模块主要用于接受用户通过无线网络发送的信号。在实际工作中, 当用户接收到GSM模块发送的提示短信后, 用户可以通过手机APP联网后通过互联网或局域网向WIFI模块发送指令, WIFI模块随后控制继电器的开合从而达到开启或关闭空气净化器的功能。
2.5空气净化器
空气净化器由净化器风机、调速器、滤材等组成, 由WIFI模块的继电器控制, 当用户通过手机APP选择开启空气净化器时, WIFI模块的继电器吸合, 空气净化器连上电源开始工作。
3系统软件设计
本系统软件部分分为单片机数据处理模块、GSM模块、WIFI模块, 系统主流程图如图四所示。
3.1单片机数据处理模块
单片机数据处理模块对采集到的数字信号进行逻辑分析, 通过内部程序将模拟信号转换为数值从而判断PM2.5浓度是否过高, 并且将外围设备接到单片机I/O口[7]。通过芯片内部结构功能进行软件设计, 就可以根据单片机I/O口的高低电平变化判断来决定是否启动GSM模块。单片机在接收到PM2.5浓度过高时, 会根据程序的设定, 点亮指示灯、启动GSM模块。单片机数据处理模块流程图如图五所示。
3.2 GSM模块
在GSM模块与单片机正常通信的情况下, GSM模块接收到高电平之后开始工作, 通过RXD和TXD口来进行指令的传输和应答。单片机向GSM模块发送AT指令, 指令有效时返回指令内容以及OK, 说明指令有效。通过对单片机的编程, 可以自动向GSM模块发送AT指令, 从而设置发送模式、本地移动中心号, 以及目的手机地址和需要发送的内容。之后, GSM模块向服务中心发送请求, 在服务中心接收到服务请求后, 向指定用户 (该模块可手动设定指定用户, 在触发该模块时即可向指定用户发送SMS信息) 发送开启空气净化器信息。该模块的作用是在当前环境无人、PM2.5浓度超过预定值的情况下, 向指定用户发送开启空气净化器提醒信息。 GSM模块工作流程图和提醒信息分别如图六、七所示。
3.3 WIFI模块
在用户手机与模块正常通信的情况下, 即用户手机连入服务器, 串口WIFI模块连入路由器。对串口WIFI写入程序使其可以连入路由器, 从而将用户手机发送的无线数据由服务器发送至路由器继而送至串口WIFI转换为串口数据, 服务器的主要作用就是数据转发、数据查询以及数据存储。路由器的功能和服务器相似, 但是路由器不能存储数据, 只能转发数据。WIFI模块流程图如图八所示。
4测试结果与分析
进行测试时, 如果传感器检测到PM2.5浓度过高, 通过传感器将模拟信号转化为数字信号并将信号发送至单片机模块, 若单片机判断浓度过高 (P3.0口接收到PM2.5浓度值超过设定目标) , P0.1口输出低电平, 驱动GSM模块, 向用户发送提示开启空气净化器的短信。用户收到短信后, 打开手机中的APP联网后点击开启继电器远程控制开启净化器, 即可降低PM2.5浓度。
5结束语
该系统能够较精确地检测PM2.5浓度、启动空气净化器、降低PM2.5浓度, 并通过GSM模块向用户及时提供开启信息, 用户也可通过串口WIFI模块远程开启或关闭空气净化器, 从而实现智能、检测、预警的目的, 有效降低空气中PM2.5的浓度。但对系统反应速度以及更高效的降低PM2.5浓度措施有待更深入的研究。
参考文献
[1]董雪玲.大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害[J].资源·产业, 2004, 6 (05) :50-52.
[2]许玉凤, 卞保民.基于光度计法的粉尘质量浓度测量系统的研究与开发[D].南京:南京理工大学, 2007.
[4]李峰, 陈向益.TCP/IP协议分析与应用编程[M].北京:人民邮电出版社, 2008.
[5]张强武, 唐露新, 陈超锋, 等.基于Arduino和Machtalk的温棚环境监测系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用, 2014, (11) :71-74.
[6]肖明明, 王员根.电子信息类专业实践教程[M].广州:中山大学出版社, 2010.
净化PM 篇5
科技日报上海12月9日电 (吴苡婷记者王春) 这些日子, 国内城市雾霾频现, 威胁着百姓的身体健康。上海理工大学环境与建筑学院陈剑波教授科研团队, 经过多年潜心研究, 自主研发出一款高性能的空气净化器, 能够有效去除0.3微米以下微粒。
根据上海市环境保护产品质量监督检验总站检测, 此款新型净化器对PM2.5去除率超过99%、甲醛的净化效率达到96%;经瑞士公证行SGS检测, 对总挥发性有机化合物净化效率达到96.5%。
陈剑波说, 与传统空气吸附剂 (活性炭等) 最大的不同, 该款净化器研发的空气净化媒介不仅能够物理吸附, 还能不断地将污染物分子进行催化氧化分解, 瓦解污染物分子结构。也就是说既能“吃掉”污染物, 还能将其“消化”掉。
该净化器设置了三重净化屏障来保障人体吸入清新的空气。第一重屏障是APG初效尘粒过滤器, 可以有效去除PM10的颗粒物, 如花粉、尘埃等。第二重屏障是APG高效尘粒过滤器, 可以有效去除PM2.5以下的颗粒物, 如细菌、过敏粉尘、烟尘等悬浮的微粒污染物。第三重屏障是特殊的改性气相吸附媒体, 通过改性吸附剂与催化氧化剂按一定比例配置的混合物吸收、氧化、分解气态污染物, 可有效去除如甲醛、苯、二氧化硫等有害气态污染物。
净化PM 篇6
随着科学技术的快速的发展,人们的生活越来越趋于智能化、现代化。时下最受瞩目的空气污染问题便是PM2.5 超标,而PM2.5 能对人的身体产生诸如肺癌、呼吸道阻塞或炎症、高血压、心血管疾病等危害,严重影响到了人们的健康。另外,人们在追求高质量物质生活的同时,对家装的要求越来越高,在装修过程中所使用的装修材料以及新购置的家居,会释放一些有害气体,当浓度超出安全范围,就会对人体造成一定的伤害。现在市场上常用的空气净化器大多数为单向过滤,使用工作环境为密闭空间,因此有诸多的限制。
基于以上考虑,本文设计了一种能对室内空气进行净化的智能系统。该系统可以将工作环境拓展到一个导通的空间。当屋内空气质量差的时候,系统可以自动将有害气体排出,并换入已经净化好的空气。如果屋内空气质量良好,系统自动关闭,达到节约能源的作用。除此之外,本系统还加入了室外风向检测装置,从而通过风向的情况来调配2 台涡轮风机的运行与关闭,进一步增强节能性。
1 系统总体介绍
本系统具有红外遥控操作、自动智能运行、外出远程控制等工作模式;通过系统中各个检测功能模块检测室内温度以及空气中主要的有害气体,如PM2.5、甲醛等,来判断室内空气质量,并作出适当的净化措施,并实时将空气质量情况反映在彩色液晶屏上,具体的工作模式可以通过手动来设置。
2 系统硬件设计
本系统硬件部分主要采用了模块化的设计思想,通过主控芯片对每个功能模块的联结和有机的协调配合,构成整个系统智能监测的网络。同时,模块化的思想也为今后系统的保养、维修和升级带来了便利。本系统组成结构图如图1 所示。
2.1 系统中央智能控制单元
本系统的中央控制芯片采用的是拥有ARM Cortex-M3 架构的Stm32 处理芯片。在系统中主要作用是:(1)实现整个智能系统的人机交互,为用户显示所处环境的状况,同时允许用户对系统进行有效操作;(2)对系统中各功能模块从外界采集的数据进行汇总整理,判断环境空气质量是否合格,从而做出反应;(3)本系统拥有2 种无线传输方式,分别为红外无线传输与GSM无线传输,而中央处理芯片就需要接收无线通信的信号,这一环节至关重要(见图2)。
2.2 PM2.5 检测传感器单元
PM2.5 又称细颗粒物,细颗粒物通常在空气动力学中的定义为:直径小于等于2.5 微米的颗粒物,同时细颗粒物的含量也代表着空气的质量,细颗粒物浓度越高,就意味着环境质量越差。
本系统中所使用的PM2.5 检测传感器使用了激光检测的原理,此原理即通过激光照射到外界空气中,而空气中的颗粒物在空气中会对激光产生散射作用,所以传感器通过收集这些散射光,得到了一条散射光强与时间变化的曲线,此时通过传感器单元的一个微型处理器采集数据后,运用傅立叶变换得到时域与频域间的关系,再通过特定算法得到颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。微处理器计算出数据后再通过串口与系统中央智能控制单元Stm32 进行数据通信,进而中央处理单元通过向本空气检测单元采集到的数据,完成一系列工作。
2.3 甲醛检测传感器单元
甲醛检测传感器单元主要采用半导体式VOC气体传感器MS1100,此半导体传感器是利用待测气体与半导体表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。目前这种原理的敏感器件有多种,如Fe2O3,Sn O2,Zn O等气敏元件。它们都可以检测多种不同的气体,可以实现识别、检测和判断多种气体的功能。
2.4 红外无线通信单元
红通信单元是通过红外无线传输实现用户对本智能系统的近程操作,用来启动或关闭系统、改变工作模式等方面。
本系统的红外无线通信单元包括红外发射装置和红外接收装置2 个部分组成。红外线可分为3 部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~1000μm之间。由于红外线无线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而许多小型电器中通常都采用红外线通信技术。工业设备中,在高压、高辐射等环境下,采用红外线通信技术完全可靠,还能很好地隔离电气干扰。
本系统通过红外无线通信单元,在近距离里能够让用户有效地控制系统,轻松地使用红外遥控器完成改变用户所需要的工作模式等一系列操作。
2.5 GSM远程无线通信单元
本系统功能单元模块采用了SIM900A芯片,此芯片通过AT指令与本系统中的中央控制芯片Stm32 进行通讯,AT即Attention,AT指令集是从终端设备或数据终端设备向终端适配器或数据终端设备发送的。通过TA,TE发送AT指令来控制移动台的功能,与GSM网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。AT指令必须以“AT”或“at”开头,以回车(<CR>)结尾。具体调试结果如图3 所示。
本系统通过GSM远程无线通信单元,使用户通过自己的手机实现远程操控,比如通过拨打电话实现强制排风的工作模式。
2.6 风向监测单元
本单元是风向检测单元,通过风向检测单元来测量外界的风向,通过判断外界风向的情况作出判断,从而调整各风机的工作状态,采用最省电的工作方式。
本单元采用的风向传感器通过风力使尾翼带动电位器轴芯转动,从而内部采用的精密角度传感器来采集这种变化,并转化成电平信号,中央控制芯片通过采集电平信号,通过电平信号的变化,来判断外界风向情况,该传感器为专业气象仪器,灵敏度高。
2.7 温度检测单元
温度检测单元用来检测室内温度并通过屏幕实时反馈给用户,本系统采用DS18B20 作为温度检测单元的传感器,DS18B20 是常用的温度传感器,拥有体积小巧,硬件成本低廉,抗干扰能力强,精度高等优点。
3 系统软件设计
与硬件设计一样,软件设计也是主要基于模块化设计思想,将软件分解成若干功能,然后通过主程序将各个软件功能模块有机的结合和组织起来,本智能监测净化系统的软件设计模块主要包括:(1)DS18B20温度检测子程序模块。(2)红外无线接收子程序模块。(3)GSM无线接收子程序模块。(4)AD转换判断风向子程序模块。(5)甲醛气体浓度数据采集子程序模块。(6)PM2.5 气体浓度数据采集子程序模块。(7)屏幕显示驱动子程序模块。(8)串口通信子程序模块。(9)Stm32内部RTC时钟驱动子程序模块。(10)Stm32 芯片系统初始化配置子程序模块。系统主程序流程框如图4 所示。
4 结语
本智能监控净化系统是在当今PM2.5 污染很严重的背景下设计的,利用嵌入式系统对室内空气进行检测和过滤,实现室内空气的智能净化,对人们身体健康和提高生活质量有很大益处。但本文中设计的系统又不同于目前市场上的空气净化器,它可以直接对进入室内的空气进行检测与净化。经过测试,得到如表1 所示的实验数据通过实验验证,该系统具有很强的创新性,较强的实用价值和推广应用价值。此外本文对其他的空气净化智能系统也有一定的参考价值。
参考文献
[1]周华茂,程小辉,刘木华.嵌入式智能家电远程控制系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2006(9):65-67.
[2]王骐,何嘉斌.单片机控制GSM模块实现短信收发的软件设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2005(1):63-66.
[3]沈业茂,丁学明,殷盛洁.基于STC单片机的空气净化系统设计与实现[J].自动化与仪表,2012(2):41-44.
[4]余永权.单片机在控制系统中的应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1992.
[5]徐惠民,安德宁.单片微型计算机原理接口及应用[M].2版.北京:北京邮电大学出版社,2000.