CN113500894A - 一种应用于房车的环境控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于房车的环境控制系统，包括集中控制器、空调控制器、空气消毒机控制器、新风控制器、传感器模组，本系统可以分区显示及独立控制房车内不同分区的温度、湿度、PM2.5浓度、CO2浓度、臭气浓度和光照度等环境参数。车载空调用于控制温湿度；采用可正反转风机的新风机，不仅体积小、节约空间，又可以工作在外排空气模式和引进新风模式，用于控制CO2浓度、臭味浓度和快速降温的功能；安装于车载空调回风风道内的低风阻空气消毒机，不仅可以节约安装空间，而且还可以对空调管道和蒸发器进行杀菌消毒，做到消毒无死角。由于采用了12V电源通讯技术，可利用房车内原有12V电源线作为整个控制系统的通讯网络线，安装方便、可靠快捷。

Description

一种应用于房车的环境控制系统

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体为一种应用于房车的环境控制系统。

背景技术

房车，又称“车轮上的家”，兼具“房”与“车”两大功能，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。

们对工作和生活的环境要求越来越高，特别是对空气质量的要求更是上了一个台阶，以杜绝空气传播疾病的发生，房车是一个移动的家庭，对房车内环境的控制同样受到人们的极大关注，但是，房车空气的洁净度完全依靠户外环境决定的，房车本身只能对空气进行部分处理，不方便使用者的使用，为此，我们提出一种应用于房车的环境控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于房车的环境控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于房车的环境控制系统，包括集中控制器、空调控制器、空气消毒机控制器、新风控制器、传感器模组以及移动终端，所述集中控制器分别与空调控制器、空气消毒机控制器、新风控制器和传感器模组连接，所述集中控制器与移动终端无线连接。

优选的，所述集中控制器包括人机交互界面、蓝牙通讯电路、12V电源通讯电路、电源处理电路以及CPU及其外围电路组成。

优选的，所述车载空调控制器、空气消毒机控制器和新风机控制器均包括电源处理电路、12V电源通讯电路、CPU及其外围电路、地址设置电路、传感器检测电路、可控硅驱动电路和继电器驱动电路。

优选的，所述传感器模组包括PM2.5传感器、CO2传感器、温湿度传感器、臭气浓度传感器和光敏传感器。

优选的，所述移动终端采用蓝牙无线控制或APP连接网络式控制。

房车中有多个分区，每个分区都有相应环境参数如温度、湿度、洁净度、CO2浓度以及臭气浓度等需要控制，所以在房车中会因为有多个分区而有多个环境参数控制设备。车载空调用于控制车内温度和湿度，空气消毒机用于控制车内的洁净度，如PM2.5浓度、臭气浓度、细菌和病毒数量等，新风机用于控制车内的CO2浓度、温度和臭气浓度等。

本房车环境控制系统采用DCS(集散控制)控制框架，采用12V通讯网络，将主机(集中控制器)和从机(各环境参数控制设备)进行连接，应用房车中已有的12V电源线，不需要重新布线，安装非常方便。

集中控制器是主机，通过它，不仅可以从传感器模组中获得温度、湿度、CO2浓度、PM2.5浓度和臭气浓度等环境参数，从而控制不同区域的空调、空气消毒机和新风机的运行，并且可将房车内各区域的环境参数显示于集中控制器的显示屏中，也可通过蓝牙将这些环境参数送至移动终端(如手机)显示，再通过移动终端的GPRS功能送至云平台，以便远程进行监控。通过集中控制器可以设置空调、空气消毒机、新风机及传感器模组的数量以及对应的名称。

移动终端(如手机)在安装了定制的APP后，可作遥控器功能，用于设置各种参数和命令，通过蓝牙传输至集中控制器中，以控制整个环境系统。同时移动终端可通过自身的GPRS功能，将数据上传至云平台，可从云平台中获得指令，以控制整个系统。充分利用移动终端的功能，可以不采用其它上网设备，以方便安装。

车载空调控制器为从机，从主机(集中控制器)中获得指令并将工作状态反馈给主机进行状态和故障显示。车载空调依房车分区不同，可以有多个，实现房车内温度和湿度的调节。每个分区的温度和湿度都是独立可调的，通过置于空调回风口内的温度和湿度传感器，来获得控制用的温湿度参数。每台车载空调的回风口管道内都安装有空气消毒机，该空气消毒机没有风机且低风阻，借用车载空调自身风机产生的风量来进行空气消毒，这样不仅可以节约空间、降低能耗，而且可以消杀空调风管内和蒸发器上的细菌病毒，做到消毒无死角。

空气消毒机控制器为从机，从主机中获得指令并将工作状态反馈给主机进行状态和故障显示，空气消毒机有两种，一种安装于车载空调内，借用空调风量，无风机，依空调数量而定，可以有多个，另一种独立安装，具有风机形成循环风，如安装于洗手间和厨房，可以有多个。空气消毒机的作用主要是控制PM2.5浓度、臭气浓度和细菌病毒等微生物的数量，对房车内空间进行洁净消毒。

传感器模组为从机之一，其中含温湿度传感器、CO2传感器、PM2.5传感器和异味传感器等，能获得温度、湿度、CO2浓度、PM2.5浓度和臭气浓度等多种环境参数，上传至集中控制器进行显示，并按一定逻辑用于环境控制。传感器模组可以按每个房车分区安装一个，可以有多个，也可以在主要活动区域只安装一个。

新风机控制器为从机，从主机(集中控制器)中获得指令并将工作状态反馈给主机进行状态和故障显示。新风机依房车分区不同，可以有多个，实现房车内补氧、CO2浓度控制、异味控制和温度调节作用。新风机采用一个风机，该风机即可正转进行外排空气，又可以反转吸进车外空气，同时还有下雨检测功能，自动关闭风口，以防雨水飘入车内。

整个房车环境控制系统的控制逻辑如下：

一.整个控制系统可通过集中控制器、智能终端APP或远端云平台进行参数设置，包括车载空调、空气消毒机、新风机和传感器模组的数量及名称。

二.车载空调、空气消毒机、新风机及传感器模组的任何指令和运行状态都通过12V电源通讯网络与集中控制器进行数据交互，集中控制器通过蓝牙与智能终端进行数据交互，智能终端通过GPRS与远端云平台进行数据交互。

三.整个控制系统可通过集中控制器的开关机按键、智能终端APP中的开关机遥控信号或远端云平台开关机指令进行开关机。

四.系统开机后，各传感器模组的环境参数：温度、湿度、PM2.5浓度、CO2浓度和臭气浓度等参数上传至集中控制器进行显示，并通过集中控制器参与环境空气质量控制。

五.如果房车内因在阳光下曝晒而温度过高，超过提前设置的温度，首先开启新风机，自动打开风口，工作在外排空气模式，让车内热空气急速外排，以达到快速降温的目的。在车内空气温度达到车外空气温度时，新风机停止工作，接下来主要靠各分区空调来进行温度调节，达到舒适温度和湿度。

六.因空间相对密闭且人多的情况下，房车内CO2浓度超过预先设定的数值时，表明处于缺氧状态，这时自动开启新风机，打开风口，工作在吸入新风模式，让车外的新鲜空气徐徐进入车内，以解决缺氧状态，直止CO2浓度降低至设定数值以下。

七.安装于空调风道中的空气消毒机缺省状态下会跟随空调的开关机而开关机，也可单独控制其不工作。

八.当PM2.5浓度超过预先设定的数值时,表明空气中的颗粒物浓度超标了，独立的空气消毒机会自动开启，直止PM2.5浓度降至设定数值以下。

九.当臭气浓度超过预先设定的数值时,表明空气中的异味超标了，独立的空气消毒机和新风机会自动开启，新风机工作在外排空气模式，直止臭气浓度降至设定数值以下。

本发明至少具备以下有益效果：

本系统可以分区显示及独立控制房车内不同分区的温度、湿度、PM2.5浓度、CO2浓度、臭气浓度和光照度等环境参数。车载空调用于控制温湿度；采用可正反转风机的新风机，不仅体积小、节约空间，又可以工作在外排空气模式和引进新风模式，用于控制CO2浓度、臭味浓度和快速降温的功能；安装于车载空调回风风道内的低风阻空气消毒机，不仅可以节约安装空间，而且还可以对空调管道和蒸发器进行杀菌消毒，做到消毒无死角。由于采用了12V电源通讯技术，可利用房车内原有12V电源线作为整个控制系统的通讯网络线，安装方便、可靠快捷。

附图说明

图1为本发明系统图；

图2为本发明集中控制器电路结构示意图；

图3为本发明各环境控制设备控制器电路结构示意图；

图4为本发明传感器模组电路结构示意图。

图中：1-集中控制器；2-空调控制器；3-空气消毒机控制器；4-新风控制器；5-传感器模组；6-移动终端；7-云平台；8、16、25-电源接口电路；9、17、26-12V电源通讯电路；10-人机交互界面；11、18、29-电源处理电路；12、20、31-CPU及其外围电路；13-1GB存贮器；14-实时时钟电路；15-蓝牙通讯电路；19、30-地址设置电路；21-传感器检测电路；22-可控硅驱动电路；23-继电器驱动电路；24-强电处理电路；27-PM2.5传感器；28-CO2传感器；32-温湿度传感器；33-臭气浓度传感器；34-光敏传感器。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种应用于房车的环境控制系统，包括集中控制器1、空调控制器2、空气消毒机控制器3、新风控制器4、传感器模组5以及移动终端6等多个模块，房车上的12VDC电源网络既给各控制器提供电源，又可以进行通讯，将各模块组成控制网络，无需重新布线。

房车中有多个分区，每个分区都有相应环境参数如温度、湿度、洁净度、CO2浓度以及臭气浓度等需要控制。作为具体实施的一个案例，以房车中具有两个分区为例来呈现具体的实施。

车载空调用于控制车内温度和湿度；空气消毒机用于控制车内的洁净度，如PM2.5浓度、臭气浓度、细菌和病毒数量等，车载空调的回风风道中也可安装空气消毒机，与车载空调共用风道和风机，以节约空间和成本；新风机用于控制车内的CO2浓度、温度和臭气浓度等；传感器模组用于检测房车内空气质量包括温度、湿度、CO2浓度、PM2.5浓度和臭气浓度等参数。

集中控制器1是整个控制系统的主机，由人机交互界面10、蓝牙通讯电路15、12V电源通讯电路9、电源处理电路11、电源接口电路8以及CPU及其外围电路组成12等组成。人机交互界面可采用TFT屏和TP的方式，可显示各分区的温度、湿度、CO2浓度、PM2.5浓度和臭气浓度等环境参数，也可以进行空调、空气消毒机和新风机的开关机、工作模式以及参数等设置。12V电源通讯电路，采用高频方式将数据通讯信号调制在12V电源信号中，同时也解调出有用信号。CPU采用32位芯片，以增加处理速度，蓝牙通讯电路15采用BT4.0及以上版本，用于集中控制器与智能移动终端之间的数据传输，1GB存贮器13可将CPU及其外围电路组成12的消息存储，实时时钟电路14可以对CPU及其外围电路组成12定时并响铃。

车载空调控制器2、空气消毒机控制器3和新风机控制器4是控制系统的从机，用于控制房车内的环境参数控制设备，含有电源接口电路16、电源处理电路18、12V电源通讯电路17、CPU及其外围电路20、地址设置电路19、传感器检测电路21、可控硅驱动电路22、继电器驱动电路23和强电处理电路24。

传感器模组5用于检测房车内空气质量各参数，其中包括电源接口电路25、12V电源通讯电路26、电源处理电路29、地址设置电路30以及CPU及其外围电路31，集成了5个传感器，包括：PM2.5传感器27、CO2传感器28、温湿度传感器32、臭气浓度传感器33和光敏传感器34，并通过12V电源通讯网络将检测数据传送至集中控制器1。

移动终端如手机6在安装了定制的APP后，可作遥控器功能，用于设置各种参数和命令，通过蓝牙传输至集中控制器中，以控制整个环境系统。同时移动终端6可通过自身的GPRS功能，将数据上传至云平台，也可从云平台中获得指令，以控制整个系统。充分利用移动终端6的功能，可以不采用其它上网设备，以方便安装。

房车内两个分区可独立控制各自的环境参数，达到各自设定的参数。

车载空调从集中控制器1获得指令并将工作状态反馈给集中控制器进行状态和故障显示。车载空调实现房车内温度和湿度的调节。每台车载空调的回风口管道内都安装有空气消毒机，该空气消毒机没有风机且低风阻，借用车载空调自身风机产生的风量来进行空气消毒，这样不仅可以节约空间、降低能耗，而且可以消杀空调风管内和蒸发器上的细菌病毒，做到消毒无死角。

空气消毒机与车载空调一样，从集中控制器1获得指令并将工作状态反馈给主机进行状态和故障显示。空气消毒机的作用主要是控制PM2.5浓度、臭气浓度和细菌病毒等微生物的数量，对房车内空间进行洁净消毒。

新风机集中控制器1中获得指令并将工作状态反馈给主机进行状态和故障显示，实现房车内补氧、CO2浓度控制、异味控制和温度调节作用。新风机采用一个风机，该风机即可正转进行外排空气，又可以反转吸进车外空气，同时还有下雨检测功能，自动关闭风口，以防雨水飘入车内。

整个房车环境控制系统的控制逻辑如下：

一.整个控制系统可通过集中控制器1、智能终端6APP或远端云平台进行参数设置，包括分区名称、车载空调、空气消毒机、新风机和传感器模组的数量及名称。

二.车载空调、空气消毒机、新风机及传感器模组的任何指令和运行状态都通过12V电源通讯网络与集中控制器1进行数据交互，集中控制器1通过蓝牙与智能终端6进行数据交互，智能终端6通过GPRS与远端云平台7进行数据交互。

三.整个控制系统有三种开关机方式：通过集中控制器1的开关机按键、智能终端6APP中的开关机遥控信号或远端云平台开关机指令进行开关机。

四.系统开机后，各传感器模组5的环境参数：温度、湿度、PM2.5浓度、CO2浓度和臭气浓度等参数上传至集中控制器1进行显示，并通过集中控制器参与环境参数的控制。

五.如果房车内因在阳光下曝晒而温度过高，超过提前设置的温度30℃，首先开启新风机，自动打开风口，工作在外排空气模式，让车内热空气急速外排，以达到快速降温的目的。在车内空气温度达到车外空气温度时，新风机停止工作，接下来主要靠空调来进行温度调节，达到舒适温度和湿度。

六.因空间相对密闭且人多的情况下，房车内CO2浓度超过预先设定的数值时1000PPM，表明处于缺氧状态，这时自动开启新风机，打开风口，工作在吸入新风模式，让车外的新鲜空气徐徐进入车内，以解决缺氧状态，直止CO2浓度降低至设定数值900PPM以下。

七.安装于空调风道中的空气消毒机缺省状态下会跟随空调的开关机而开关机，也可单独控制其不工作。

八.当PM2.5浓度超过预先设定的数值时75ug/m3,表明空气中的颗粒物浓度超标了，独立的空气消毒机会自动开启，直止PM2.5浓度降至设定数值(35ug/m3)以下。

九.当臭气浓度超过预先设定的数值20时,表明空气中的异味超标了，独立的空气消毒机和新风机会自动开启，新风机工作在外排空气模式，直止臭气浓度降至设定数值10以下。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：包括集中控制器(1)、空调控制器(2)、空气消毒机控制器(3)、新风控制器(4)、传感器模组(5)以及移动终端(6)，所述集中控制器(1)分别与空调控制器(2)、空气消毒机控制器(3)、新风控制器(4)和传感器模组(5)连接，所述集中控制器(1)与移动终端(6)无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：所述集中控制器(1)包括人机交互界面(10)、蓝牙通讯电路(15)、12V电源通讯电路(9)、电源处理电路(11)以及CPU及其外围电路组成(12)。

3.根据权利要求1所述的一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：所述车载空调控制器(2)、空气消毒机控制器(3)和新风机控制器(4)均包括电源处理电路(18)、12V电源通讯电路(17)、CPU及其外围电路(20)、地址设置电路(19)、传感器检测电路(21)、可控硅驱动电路(22)和继电器驱动电路(23)。

4.根据权利要求1所述的一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：所述传感器模组(5)包括PM2.5传感器(27)、CO2传感器(28)、温湿度传感器(32)、臭气浓度传感器(33)和光敏传感器(34)。

5.根据权利要求1所述的一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：所述移动终端(6)采用蓝牙无线控制或APP连接网络式控制。

6.根据权利要求1所述的一种应用于房车的环境控制系统，其特征在于：还包括以下控制逻辑：

一.整个控制系统可通过集中控制器(1)、智能终端(6)APP或远端云平台进行参数设置，包括分区名称、车载空调、空气消毒机、新风机和传感器模组的数量及名称；

二.车载空调、空气消毒机、新风机及传感器模组的任何指令和运行状态都通过12V电源通讯网络与集中控制器(1)进行数据交互，集中控制器(1)通过蓝牙与智能终端(6)进行数据交互，智能终端(6)通过GPRS与远端云平台(7)进行数据交互；

三.整个控制系统有三种开关机方式：通过集中控制器(1)的开关机按键、智能终端(6)APP中的开关机遥控信号或远端云平台开关机指令进行开关机；

四.系统开机后，各传感器模组(5)的环境参数：温度、湿度、PM2.5浓度、CO2浓度和臭气浓度等参数上传至集中控制器(1)进行显示，并通过集中控制器参与环境参数的控制；

五.如果房车内因在阳光下曝晒而温度过高，超过提前设置的温度(30℃)，首先开启新风机，自动打开风口，工作在外排空气模式，让车内热空气急速外排，以达到快速降温的目的。在车内空气温度达到车外空气温度时，新风机停止工作，接下来主要靠空调来进行温度调节，达到舒适温度和湿度；

六.因空间相对密闭且人多的情况下，房车内CO2浓度超过预先设定的数值时(1000PPM)，表明处于缺氧状态，这时自动开启新风机，打开风口，工作在吸入新风模式，让车外的新鲜空气徐徐进入车内，以解决缺氧状态，直止CO2浓度降低至设定数值(900PPM)以下；

七.安装于空调风道中的空气消毒机缺省状态下会跟随空调的开关机而开关机，也可单独控制其不工作；

八.当PM2.5浓度超过预先设定的数值时(75ug/m3),表明空气中的颗粒物浓度超标了，独立的空气消毒机会自动开启，直止PM2.5浓度降至设定数值(35ug/m3)以下；

九.当臭气浓度超过预先设定的数值20时,表明空气中的异味超标了，独立的空气消毒机和新风机会自动开启，新风机工作在外排空气模式，直止臭气浓度降至设定数值10以下。

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