一种基于物联网的智能家居空气净化系统

技术领域

本发明涉及物联网家居空气净化技术领域，特别涉及一种基于物联网的智能家居空气净化系统。

背景技术

现如今的空气净化器往往需要通过人工操作净化装置，实现对家居空气的净化，无法满足用户远距离对空气净化器的控制，用户也无法实时掌握家居空间的环境状况；

因此，为了克服上述问题，本发明提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统。

发明内容

本发明提供一种基于物联网的智能家居空气净化系统，用以通过对目标空间的空气环境进行监测，并将监测结果与空气质量标准进行比较，实现在空气质量标准不满足要求时及时生成空气净化指令，从而实现通过空气净化指令控制目标装置对目标空间的空气环境进行净化，并将净化后的动态环境数据生成监测报告且在显示终端进行显示，实现通过物联网对目标装置进行准确可靠的控制，保障了对空气净化的及时性以及净化效果。

本发明提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，包括：

监测端，用于实时监测目标空间内的空气环境，确定目标空间内的第一动态环境数据；

控制端，用于基于第一动态环境数据判断目标空间是否符合空气质量标准，并当目标空间不符合空气质量标准时，生成空气净化指令，且将空气净化指令传输至目标装置，并基于目标装置对目标空间进行空气净化，生成目标空间的第二动态环境数据；

远程显示端，用于基于第一动态环境数据与第二动态环境数据生成监测报告，且基于物联网传输至目标显示终端进行显示。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，监测端，包括：

空间分析模块，用于获取目标空间的空间构造，确定目标空间内的空间分布特征，同时，基于空间分布特征确定环境监测点，并在环境监测点设置空气环境监测设备，其中，环境监测点与空气环境监测设备一一对应；

数据采集模块，用于基于空气环境监测设备对目标空间进行空气环境监测，确定每个空气环境监测设备对应的动态环境数据；

第一动态环境参数确定模块，用于对每个空气环境监测设备对应的动态环境数据均值化，确定第一动态环境数据。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，空间分析模块，包括：

空间扫描单元，用于对目标空间进行空间扫描，确定目标空间的三维空间数据，并根据目标空间的三维空间数据构建目标空间的空间模型；

模型读取单元，用于：

对空间模型进行读取，确定空间模型中的空间构造以及空间模型通风位置；

基于空间构造确定对空气环境采集的第一影响位置点，同时，将空间模型通风位置作为第二影响位置点；

根据第一影响位置点与第二影响位置点确定目标空间内的环境监测点；

空气环境监测设备设置单元，用于在环境监测点中设置空气环境监测设备。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，控制端，包括：

数据传输模块，用于基于物联网构建数据传输链路，并将第一动态环境数据传输至远程分析终端；

数据读取模块，用于：

基于远程分析终端对第一动态环境数据进行读取，确定第一动态环境数据对应的环境动态变化特征，同时，根据环境动态变化特征确定目标空间的第一环境变化特征矩阵；

读取目标空间的最优动态环境数据，并根据最优动态环境数据确定目标空间对应的第二环境变化特征矩阵；

判断模块，用于将第一环境变化特征矩阵与第二环境变化特征矩阵进行重叠，确定第三环境变化特征矩阵，并基于第三环境变化特征矩阵确定目标空间是否符合空气质量标准。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，判断模块，包括：

矩阵读取单元，用于对第三环境变化特征矩阵以及第二环境变化特征进行读取，确定第三环境变化特征矩阵基于第二环境变化特征矩阵的差异区间；

判断单元，用于将差异区间与设定阈值区间进行比较，判断目标空间是否符合空气质量标准；

当差异区间输入设定阈值区间时，则判定目标空间符合空气质量标准；

否则，则判定目标空间不符合空气质量标准。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，控制端，包括：

远程指令生成模块，用于当目标空间不符合空气质量标准时，基于远程分析终端生成空气净化指令；

通讯模块，用于基于数据传输链路将空气净化指令远程传输至目标装置，同时，基于空气净化指令控制目标装置对目标空间进行空气净化；

数据记录模块，用于当目标装置对目标空间进行空气净化时，实时对目标空间的第二动态环境数据进行记录。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，数据记录模块，包括：

数据获取单元，用于获取最优动态环境数据；

停止指令生成单元，用于：

将第二动态环境数据与最优动态环境数据进行实时比较，并当第二动态环境数据与最优动态环境数据相等时，生成停止指令；

基于停止工作指令控制目标装置停止对目标空间进行空气净化。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，远程显示端，包括：

报告生成模块，用于：

调取目标报告模板，并将目标报告模板划分为第一报告区块与第二报告区块，同时，获取第一动态环境数据的第一数据标识以及第二动态环境数据的第二数据标识；

将第一数据标识作为第一报告区块的第一区块标签，同时，将第二数据标识作为第二报告区块的第二区块标签；

根据第一区块标签将第一动态环境数据填写至第一报告区块，同时，根据第二区块标签将第二动态环境数据填写至第二报告区块；

基于填写结果，生成监测报告。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，远程显示端，包括：

报告存储模块，用于将监测报告存储至目标数据库；

交互模块，用于基于目标显示终端生成交互指令，并根据交互指令调取目标数据库中的监测报告。

优选的，一种基于物联网的智能家居空气净化系统，还包括：

评估模块，用于：

当对目标空间进行空气净化时，计算基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间，并基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间计算目标装置的空气净化效率；

将目标装置的空气净化效率与空气净化效率阈值进行比较，判断目标装置的工作是否合格；

当目标装置的空气净化效率等于或大于空气净化效率阈值时，则判定目标装置的工作合格；

否则，则判定目标装置的工作不合格，并对目标装置进行效率优化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于物联网的智能家居空气净化系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种基于物联网的智能家居空气净化系统中监测端的结构图；

图3为本发明实施例中一种基于物联网的智能家居空气净化系统中控制端的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，如图1所示，包括：

监测端，用于实时监测目标空间内的空气环境，确定目标空间内的第一动态环境数据；

控制端，用于基于第一动态环境数据判断目标空间是否符合空气质量标准，并当目标空间不符合空气质量标准时，生成空气净化指令，且将空气净化指令传输至目标装置，并基于目标装置对目标空间进行空气净化，生成目标空间的第二动态环境数据；

远程显示端，用于基于第一动态环境数据与第二动态环境数据生成监测报告，且基于物联网传输至目标显示终端进行显示。

该实施例中，目标空间可以是需要通过智能家居空气净化系统进行空气精华的区域，具体可以是卧室或者客厅等。

该实施例中，第一动态环境数据可以是目标空间中包含的气体种类以及不同气体种类对应的气体浓度，例如可以是二氧化碳在上午的浓度为第一数值，在下午的数值为第二数值等情况。

该实施例中，空气质量标准是提前确定好的，用于表征目标空间满足空气质量要求的最低条件，具体可以是目标空间的氧气含量必须在50mg/m3以上等。

该实施例中，空气净化指令可以是用于控制目标装置对目标空间的空气环境进行净化处理。

该实施例中，目标装置可以是能够对目标空间进行空气净化的设备，例如可以是空气净化器等。

该实施例中，第二动态环境数据可以是通过目标装置对目标空间的空气进行净化后，当前目标空间中包含的气体种类对应的气体浓度。

该实施例中，监测报告可以是对第一动态环境数据、第二动态环境数据以及目标装置对目标空间的净化效果等数据进行记录。

该实施例中，目标显示终端可以是对生成的监测报告进行显示的设备终端，具体可以是具有显示器的设备，例如计算机、手机等。

上述技术方案的有益效果是：通过对目标空间的空气环境进行监测，并将监测结果与空气质量标准进行比较，实现在空气质量标准不满足要求时及时生成空气净化指令，从而实现通过空气净化指令控制目标装置对目标空间的空气环境进行净化，并将净化后的动态环境数据生成监测报告且在显示终端进行显示，实现通过物联网对目标装置进行准确可靠的控制，保障了对空气净化的及时性以及净化效果。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，如图2所示，监测端，包括：

空间分析模块，用于获取目标空间的空间构造，确定目标空间内的空间分布特征，同时，基于空间分布特征确定环境监测点，并在环境监测点设置空气环境监测设备，其中，环境监测点与空气环境监测设备一一对应；

数据采集模块，用于基于空气环境监测设备对目标空间进行空气环境监测，确定每个空气环境监测设备对应的动态环境数据；

第一动态环境参数确定模块，用于对每个空气环境监测设备对应的动态环境数据均值化，确定第一动态环境数据。

该实施例中，空间构造可以是表征目标空间的空间分布情况以及空间大小，具体可以是目标空间的高度、长度以及宽度等。

该实施例中，空间分布特征可以是空间中包含的房间数量以及各个房间在目标空间中的位置情况等。

该实施例中，环境监测点可以是进行样本采集的位置点，通过在环境监测点安装空气环境监测设备，实现对目标空间的环境数据进行采集。

该实施例中，空气环境监测设备是提前获取的，安装在环境监测点，用于采集目标空间的环境数据。

该实施例中，动态环境数据可以是通过空气环境监测设备对目标空间的空气环境进行监测后得到目标空间的当前时刻的空气环境数据。

上述技术方案的有益效果是：通过对目标空间的空间构造进行分析，实现对目标空间中的环境监测点进行准确有效的确定，其次，通过在环境监测点设置环境监测设备，实现通过环境监测设备对目标空间的第一动态环境数据进行准确有效的采集，为实现对目标空间进行准确可靠的空气净化提供了便利与保障，确保了净化效果。

实施例3；

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，空间分析模块，包括：

空间扫描单元，用于对目标空间进行空间扫描，确定目标空间的三维空间数据，并根据目标空间的三维空间数据构建目标空间的空间模型；

模型读取单元，用于：

对空间模型进行读取，确定空间模型中的空间构造以及空间模型通风位置；

基于空间构造确定对空气环境采集的第一影响位置点，同时，将空间模型通风位置作为第二影响位置点；

根据第一影响位置点与第二影响位置点确定目标空间内的环境监测点；

空气环境监测设备设置单元，用于在环境监测点中设置空气环境监测设备。

该实施例中，三维空间数据可以是对目标空间进行扫描后得到的目标空间的三维立体数据，具体可以是目标空间的长、宽以及高度等参数。

该实施例中，空间模型可以是根据目标空间的三维空间数据构建出与目标空间建筑结构相同，分布特征相同的模拟模型。

该实施例中，第一影响位置点可以是对目标空间的空气环境数据才生影响的位置，例如可以是目标空间中的拐角等。

该实施例中，第二影响位置点可以是目标空间中的窗口位置或是门口位置等，对目标空间中的空气环境数据取值产生较大影响的位置。

上述技术方案的有益效果是：通过对目标空间进行扫描，并根据扫描结果构建目标空间的空间模型，其次，通过对空间模型进行解析，实现对目标空间中的第一影响位置点和第二影响位置点进行准确有效的确认，最后根据第一影响位置点和第二影响位置点对最终需要设定的环境监测点进行准确有效的设定，从而保障了安装空气环境监测设备的合理性，提高了对目标空间环境空气指令把握的准确率，从而保障了空气净化的效果。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，如图3所示，控制端，包括：

数据传输模块，用于基于物联网构建数据传输链路，并将第一动态环境数据传输至远程分析终端；

数据读取模块，用于：

基于远程分析终端对第一动态环境数据进行读取，确定第一动态环境数据对应的环境动态变化特征，同时，根据环境动态变化特征确定目标空间的第一环境变化特征矩阵；

读取目标空间的最优动态环境数据，并根据最优动态环境数据确定目标空间对应的第二环境变化特征矩阵；

判断模块，用于将第一环境变化特征矩阵与第二环境变化特征矩阵进行重叠，确定第三环境变化特征矩阵，并基于第三环境变化特征矩阵确定目标空间是否符合空气质量标准。

该实施例中，环境动态变换特征可以是表征第一动态环境数据中不同气体的浓度在不同时刻的具体取值情况，例如可以是目标空间中的氧气浓度从50mg/m3变为30mg/m3的变化趋势等。

该实施例中，第一环境变化特征矩阵可以是根据第一动态环境数据的环境动态变化特征将目标空气中包含的不同气体种类对应的取值采用矩阵的形式进行表示，从而便于对第一动态环境数据进行准确有效的解析。

该实施例中，最优动态环境数据是提前设定好的，用于表征目标空间需要达到的包含的气体种类以及各气体种类对应的浓度，是可以根据不同环境情况进行调整的。

该实施例中，第二环境变化特征矩阵是采用矩阵形式表征最优动态环境数据对应的具体取值情况。

该实施例中，第三环境变化特征矩阵可以是对第一环境变化特征矩阵和第二环境变化特征矩阵进行重叠后得到的变化特征矩阵，即通过矩阵运算法则对二者进行运算后得到的结果，从而实现根据第三环境变化特征矩阵对目标空间的空气质量标准进行准确有效的获取。

上述技术方案的有益效果是：通过将目标空间的第一动态环境数据根据其对应的环境动态变化特征转换为相应的第一环境变化特征矩阵以及将目标空间的最优动态环境数据转换为第二环境变化特征矩阵，从而实现对第一环境变化特征矩阵和第二环境变化特征矩阵对目标空间的空气指令是否符合预期标准进行了准确可靠的判断，便于及时根据判断结果进行相应的空气净化操作，保障了空气净化的及时性以及净化效率。

实施例5：

在实施例4的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，判断模块，包括：

矩阵读取单元，用于对第三环境变化特征矩阵以及第二环境变化特征进行读取，确定第三环境变化特征矩阵基于第二环境变化特征矩阵的差异区间；

判断单元，用于将差异区间与设定阈值区间进行比较，判断目标空间是否符合空气质量标准；

当差异区间输入设定阈值区间时，则判定目标空间符合空气质量标准；

否则，则判定目标空间不符合空气质量标准。

该实施例中，差异区间可以是表征对第二环境变化特征矩阵与第三环境变化特征矩阵之间的数据差值情况等。

该实施例中，设定阈值区间是提前设定好的，用于表征允许第二环境变化特征矩阵与第三环境变化特征矩阵之间的最大差值。

上述技术方案的有益效果是：通过确定第三环境变化特征矩阵与第二环境变化特征矩阵的差异区间，并将差异区间与设定阈值区间进行比较，实现对目标空间的空气质量是否符合空气质量标准进行一个准确可靠的判断，从而便于及时根据分析结果进行相应的净化操作，保障了对空气净化的及时性以及净化效果。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，控制端，包括：

远程指令生成模块，用于当目标空间不符合空气质量标准时，基于远程分析终端生成空气净化指令；

通讯模块，用于基于数据传输链路将空气净化指令远程传输至目标装置，同时，基于空气净化指令控制目标装置对目标空间进行空气净化；

数据记录模块，用于当目标装置对目标空间进行空气净化时，实时对目标空间的第二动态环境数据进行记录。

上述技术方案的有益效果是：通过当判断结果表征目标空间不符合空气质量标准时，及时生成相应的空气净化指令，并通过物联网技术将空气净化指令传输至相应的目标装置进行空气净化操作，保障了对目标装置控制的准确性，同时也提高了对目标空间空气净化的效率以及可靠性，保障了净化效果。

实施例7：

在实施例6的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，数据记录模块，包括：

数据获取单元，用于获取最优动态环境数据；

停止指令生成单元，用于：

将第二动态环境数据与最优动态环境数据进行实时比较，并当第二动态环境数据与最优动态环境数据相等时，生成停止指令；

基于停止工作指令控制目标装置停止对目标空间进行空气净化。

该实施例中，停止指令可以是用于控制目标装置由工作装填切换为休眠状态的指令。

上述技术方案的有益效果是：通过将获取到的第二动态环境数据与最优动态环境数据进行比较，实现在目标空间的当前动态环境数据满足最优动态环境数据后及时生成相应的停止指令，实现对目标装置的工作状态进行及时有效的切换，保障了对目标空间空气环境的净化效果以及净化准确率。

实施例8：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，远程显示端，包括：

报告生成模块，用于：

调取目标报告模板，并将目标报告模板划分为第一报告区块与第二报告区块，同时，获取第一动态环境数据的第一数据标识以及第二动态环境数据的第二数据标识；

将第一数据标识作为第一报告区块的第一区块标签，同时，将第二数据标识作为第二报告区块的第二区块标签；

根据第一区块标签将第一动态环境数据填写至第一报告区块，同时，根据第二区块标签将第二动态环境数据填写至第二报告区块；

基于填写结果，生成监测报告。

该实施例中，目标报告模板是提前设定好的，用于记录监测到的目标空间的空间环境数据，生成最终的监测报告。

该实施例中，第一报告区块和第二报告区块可以是将目标报告模板划分为两块区域后得到的记录区域。

该实施例中，第一数据标识可以是用于标记第一动态环境数据的数据标签。

该实施例中，第二数据标识可以是用于标记第二动态环境数据的数据标签。

该实施例中，第一区块标签可以是将第一数据标识作为与第一报告区块进行对接的标记符号。

该实施例中，第二区块标签可以是将第二数据标识作为与第二报告区块进行对接的标记符号。

上述技术方案的有益效果是：通过获取目标报告模板，并将目标报告目标那划分为第一报告区块和第二报告区块，同时，分别确定第一动态环境数据的第一数据标识和第二动态环境数据的第二数据标识，实现将第一动态环境数据与第一报告区块以及第二动态环境数据与第二报告区块进行准确可靠的对接，从而保障最终得到的监测报告的规范性，优化了对目标空间的空气环境的净化效果，做到了有据可循，同时，也便于根据监测报告及时对目标装置的净化操作进行调整。

实施例9：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于物联网的智能家居空气净化系统，远程显示端，包括：

报告存储模块，用于将监测报告存储至目标数据库；

交互模块，用于基于目标显示终端生成交互指令，并根据交互指令调取目标数据库中的监测报告。

该实施例中，目标数据库是提前设定好的，用于存储获取到的监测报告。

该实施例中，基于目标显示终端生成交互指令可以是当用户需要调取监测报告时，通过在目标显示终端提交调取要求后得到的交互指令，用于从目标数据库中调取出相应的监测报告。

该实施例中，根据交互指令调取目标数据库中的监测报告可以是根据交互指令对目标数据库中的监测报告进行检索，最终找到与交互指令相匹配的监测报告。

上述技术方案的有益效果是：通过将得到的监测报告在目标数据库中进行存储，同时，在存储结束后通过目标显示终端生成交互指令，实现根据用户查询要求对相应的监测报告进行调取，保障了对监测报告进行准确可靠的查询。

实施例10：

在实施例1的基础上，还包括：

评估模块，用于当对目标空间进行空气净化时，计算基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间，并基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间计算目标装置的空气净化效率，具体包括：

参数确认单元，用于获取目标空间的空气含量；

第一计算单元，用于基于目标空间的空气含量计算目标装置对目标空间进行空气净化的时间；

其中，T表示目标装置对目标空间进行空气净化的时间；v表示目标装置工作的速率；F表示目标装置的推动力；S表示目标空间的空气含量；U表示目标装置的工作电压；I表示目标装置的工作电流；cosφ表示功率因数，且φ表示目标装置的工作电压与工作电流的相位差；μ表示老化因子，且取值范围为(0.01，0.02)；t

第二计算单元，用于基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间计算目标装置的空气净化效率；

其中，η表示目标装置的空气净化效率；τ

合格评估单元，用于将目标装置的空气净化效率与空气净化效率阈值进行比较，判断目标装置的工作是否合格；

当目标装置的空气净化效率等于或大于空气净化效率阈值时，则判定目标装置的工作合格；

否则，则判定目标装置的工作不合格，并对目标装置进行效率优化。

该实施例中，最佳净化速度可以是提前设定好的，是在目标装置对目标空间进行净化效率最好时的速度，而且S/T≤V

该实施例中，空气净化效率阈值可以是提前设定好的，用来衡量目标装置的工作是否合格的标准。

上述技术方案的有益效果是：通过目标装置在对目标空间进行空气净化时，计算基于目标装置对目标空间进行空气净化的时间，从而准确计算目标装置的空气净化效率，进而有效衡量目标装置是否工作合格，极大的提高了空气净化的智能性以及对目标空间进行空气净化的有效性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。