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一種用于空氣過濾器的凈化控制系統及方法
技術領域

本發明屬于吸濾凈化技術領域，尤其涉及一種用于空氣過濾器的凈化控制系統及方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：凈化是指清除不需要或有害的雜質，使物品達到純凈的程度。在一定空間范圍內，將空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等污染物排除，并將室內溫度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內的工程學科。空氣凈化器(又稱為室內空氣凈化器)廣泛應用于空調房間如辦公室、賓館、民用住宅、醫院病房以及其他需要凈化空氣的實驗室、計算機房等場所，它對于改善室內的空氣質量大為有益。然而，現有吸濾凈化過程不能對故障進行準確檢測；同時，不能準確檢測凈化效能。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有吸濾凈化過程不能對故障進行準確檢測；同時，不能準確檢測凈化效能。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種用于空氣過濾器的凈化控制系統及方法。

本發明是這樣實現的，一種用于空氣過濾器的凈化控制系統，所述用于空氣過濾器的凈化控制系統包括：

空氣質量檢測模塊，與主控模塊連接，用于通過空氣檢測器檢測空氣質量數據；

故障檢測模塊，與主控模塊連接，用于通過故障檢測電路檢測吸濾凈化過程的故障信號；

效能檢測模塊，與主控模塊連接，用于檢測吸濾凈化的效能數據；

主控模塊，與空氣質量檢測模塊、故障檢測模塊、效能檢測模塊、吸氣模塊、過濾模塊、凈化模塊、凈化程度判斷模塊、顯示模塊連接，用于通過主控芯片控制各個模塊正常工作；

吸氣模塊，與主控模塊連接，用于通過吸氣泵吸收空氣；

過濾模塊，與主控模塊連接，用于通過過濾網對空氣灰塵顆粒進行過濾；

凈化模塊，與主控模塊連接，用于通過凈化器對空氣進行凈化操作；

凈化程度判斷模塊，與主控模塊連接，用于通過判斷程序對吸濾凈化程度進行判斷；

顯示模塊，與主控模塊連接，用于通過顯示器顯示檢測的空氣質量、凈化故障、凈化效能、凈化程度數據。

所述空氣質量檢測模塊進一步包括：

數據匹配模塊，用于判斷當前空氣質量等級；

存儲模塊，用于提醒系統的數據存儲；

提醒模塊，用于輸出提醒信息；

通訊模塊，用于提醒系統的數據傳輸；

移動終端，用于接收遠程提醒信息；

控制模塊，數據匹配模塊、存儲模塊、提醒模塊和通訊模塊分別與控制模塊電性連接；

進一步，所述所述提醒模塊包括顯示單元、語音提醒單元和數據發射單元，顯示單元和語音提醒單元分別電性連接主控MCU用于顯示空氣質量信息和語音提醒語音質量，數據發射單元分別電性連接通訊模塊與主控MCU和通訊連接移動終端用于發送空氣質量數據至移動終端進行遠程提醒。

進一步，所述控制模塊包括：包括微處理器模塊、數據采集模塊、信號預處理模塊、數據存儲模塊、數據顯示模塊、無線通信模塊、定位模塊和異常提示模塊；

所述微處理器模塊作為分別與信號預處理模塊、數據存儲模塊、數據顯示模塊、無線通信模塊、定位模塊和異常提示模塊連接。

異常提示模塊，用于當檢測到空氣質量較差時進行提示；

定位模塊用于采集檢測到的空氣質量數據的所在地理位置；

無線通信模塊，用于建立所述微處理器模塊與上位機之間的網絡通信，將檢測到的空氣質量數據和地理位置數據實時地發送至上位機；

數據顯示模塊，用于顯示檢測到的空氣質量數據；

數據存儲模塊用于存儲健康狀態的空氣質量數據和檢測到的實時空氣質量數據；

微處理器模塊用于接收信號預處理模塊發送來的檢測信號并將該信號與所述數據存儲模塊中的健康狀態的空氣質量數據進行對比分析，還用于在實時空氣質量數據惡劣時向所述異常提示模塊發送控制信號，還用于向所述數據顯示模塊、數據存儲模塊和無線通信模塊發送實時空氣質量檢測數據。

所述故障檢測模塊進一步包括：

紅外采集模塊，其輸入為信息處理模塊輸出的控制信息，用于采集表面溫度分布，生成紅外熱像圖；

智能診斷模塊，其輸入為紅外采集模塊獲得的紅外熱像圖，使用卷積神經網絡深度學習模型實現智能檢測和自診斷；

顯示單元，其輸入為控制模塊輸出的控制信息，用于顯示當前狀態，當前檢測階段及該批次故障率的信息；

信息處理模塊，所述信息處理模塊與連接頭接口信號連接，用以接收所述連接頭接口傳輸的被檢測器件的檢測信息，且所述信息處理模塊具有預存信息，用以根據所述預存信息比對所述檢測信息得出可直接識別的結果信息。

本發明的另一目的在于提供一種運行所述用于空氣過濾器的凈化控制系統的用于空氣過濾器的凈化控制方法，所述用于空氣過濾器的凈化控制方法包括以下步驟：

步驟一，通過空氣質量檢測模塊利用空氣檢測器檢測空氣質量數據；通過故障檢測模塊利用故障檢測電路檢測吸濾凈化過程的故障信號；通過效能檢測模塊檢測吸濾凈化的效能數據；

步驟二，主控模塊通過吸氣模塊利用吸氣泵吸收空氣；

步驟三，通過過濾模塊利用過濾網對空氣灰塵顆粒進行過濾；

步驟四，通過凈化模塊利用凈化器對空氣進行凈化操作；

步驟五，通過凈化程度判斷模塊利用判斷程序對吸濾凈化程度進行判斷；

步驟六，通過顯示模塊利用顯示器顯示檢測的空氣質量、凈化故障、凈化效能、凈化程度數據。

進一步，所述用于空氣過濾器的凈化控制方法的故障檢測方法如下：

(1)通過故障檢測電路檢測單臺凈化器的運行信號；

(2)當檢測電路檢測到所述單臺凈化器的運行信號時，主控芯片指示陣列式聲波采集器實時采集所述單臺凈化器的工作聲波和所述流水線的背景噪聲并記錄凈化器運行的總時長；

(3)采用主動陣列式降噪技術，將步驟(2)中采集到的流水線的背景噪聲的原始信號進行反相，并使反相后的信號與集凈化器的工作聲波融合以得到復原信號，優選地，使反相后的信號與集凈化器的工作聲波融合指的是使反相后的信號與集凈化器的工作聲波相加；

(4)通過采用基于快速傅立葉變換的方法對復原信號進行頻譜分析，比較無故障和有故障條件下的不同的采集凈化器工作聲波的頻譜特性，以得到故障報警閾值β，例如，通過采用基于快速傅立葉變換的方法對復原信號進行頻譜分析，可得到復原信號的幅頻特性、相頻特性、實頻特性、虛頻特性和譜功率；

(5)利用故障報警閾值β，進行凈化器集塵濾網故障的實時檢測；

(6)在故障實時檢測的基礎上，進一步分析復原信號的頻譜特性，對特定頻段種類的故障進行定位。

進一步，所述用于空氣過濾器的凈化控制方法的效能檢測方法如下：

1)通過檢測設備獲取設置于預定區域內的多臺凈化器的凈化器標識和多臺檢測器的檢測器標識；

2)建立所述凈化器標識與檢測器標識之間的對應關系；

3)接收所述凈化器上傳的工作信息，以及所述檢測器上傳的檢測信息；

4)根據所述工作信息和檢測信息，計算所述凈化器對所述預定區域的凈化效能值。

進一步，所述工作信息包括凈化器標識、凈化開始時間和凈化結束時間；

所述檢測信息包括檢測器標識、檢測時間和檢測結果；

所述根據所述工作信息和檢測信息，計算所述凈化器對所述預定區域的凈化效能的步驟包括：

根據所述對應關系，結合所述凈化器標識和檢測器標識，獲取所述凈化器對應的檢測器；

根據所述對應的檢測器的檢測時間，獲取所述凈化開始時間對應的檢測結果，以及所述凈化結束時間對應的檢測結果；

將凈化結束時間對應的檢測結果與凈化開始時間對應的檢測結果之間的差值的絕對值作為凈化器對所述預定區域的凈化效能值。

本發明的另一目的在于提供一種應用所述用于空氣過濾器的凈化控制方法的信息數據處理終端。

本發明的優點及積極效果為：本發明通過故障檢測模塊的檢測算法可通過編程來完成，更可進一步降低了工人的勞動強度并提高了檢測環節的靈活性，可靠性和準確性，從而達到較為理想的故障診斷效果；同時，通過效能檢測模塊在預定區域內設置多臺凈化器和多臺檢測器，其中，檢測器與凈化器相對應，通過凈化器所對應的檢測器在凈化器在凈化前的檢測結果和在凈化后的檢測結果，計算該凈化器對預定區域的凈化效能值；進一步的，還可從多臺凈化器所對應的多個凈化效能值中提取在預設區間的凈化效能值，并將該區間凈化效能值對應的凈化器作為預定區域的最優凈化器。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的用于空氣過濾器的凈化控制方法流程圖。

圖2是本發明實施例提供的用于空氣過濾器的凈化控制系統結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的空氣質量檢測模塊的結構示意圖；

圖4是本發明實施例提供的故障檢測模塊的結構示意圖；

圖中：1、空氣質量檢測模塊；1-1、數據匹配模塊；1-2、存儲模塊；1-3、提醒模塊；1-4、通訊模塊；1-5、移動終端；1-6、控制模塊；2、故障檢測模塊；2-1、紅外采集模塊；2-2、智能診斷模塊；2-3、顯示模塊；2-4、信息處理模塊；3、效能檢測模塊；4、主控模塊；5、吸氣模塊；6、過濾模塊；7、凈化模塊；8、凈化程度判斷模塊；9、顯示模塊。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種用于空氣過濾器的凈化控制系統及方法，下面結合附圖對本發明作詳細的描述。

如圖1所示，本發明提供的用于空氣過濾器的凈化控制方法包括以下步驟：

S101：通過空氣質量檢測模塊利用空氣檢測器檢測空氣質量數據；通過故障檢測模塊利用故障檢測電路檢測吸濾凈化過程的故障信號；通過效能檢測模塊檢測吸濾凈化的效能數據；

S102：主控模塊通過吸氣模塊利用吸氣泵吸收空氣；

S103：通過過濾模塊利用過濾網對空氣灰塵顆粒進行過濾；

S104：通過凈化模塊利用凈化器對空氣進行凈化操作；

S105：通過凈化程度判斷模塊利用判斷程序對吸濾凈化程度進行判斷；

S106：通過顯示模塊利用顯示器顯示檢測的空氣質量、凈化故障、凈化效能、凈化程度數據。

如圖2所示，本發明實施例提供的用于空氣過濾器的凈化控制系統包括：空氣質量檢測模塊1、故障檢測模塊2、效能檢測模塊3、主控模塊4、吸氣模塊5、過濾模塊6、凈化模塊7、凈化程度判斷模塊8、顯示模塊9。

空氣質量檢測模塊1，與主控模塊4連接，用于通過空氣檢測器檢測空氣質量數據；

故障檢測模塊2，與主控模塊4連接，用于通過故障檢測電路檢測吸濾凈化過程的故障信號；

效能檢測模塊3，與主控模塊4連接，用于檢測吸濾凈化的效能數據；

主控模塊4，與空氣質量檢測模塊1、故障檢測模塊2、效能檢測模塊3、吸氣模塊5、過濾模塊6、凈化模塊7、凈化程度判斷模塊8、顯示模塊9連接，用于通過主控芯片控制各個模塊正常工作；

吸氣模塊5，與主控模塊4連接，用于通過吸氣泵吸收空氣；

過濾模塊6，與主控模塊4連接，用于通過過濾網對空氣灰塵顆粒進行過濾；

凈化模塊7，與主控模塊4連接，用于通過凈化器對空氣進行凈化操作；

凈化程度判斷模塊8，與主控模塊4連接，用于通過判斷程序對吸濾凈化程度進行判斷；

顯示模塊9，與主控模塊4連接，用于通過顯示器顯示檢測的空氣質量、凈化故障、凈化效能、凈化程度數據。

在本發明的優選實施例中，空氣質量檢測模塊1進一步包括：

數據匹配模塊1-1，用于判斷當前空氣質量等級；

存儲模塊1-2，用于提醒系統的數據存儲；

提醒模塊1-3，用于輸出提醒信息；

通訊模塊1-4，用于提醒系統的數據傳輸；

移動終端1-5，用于接收遠程提醒信息；

控制模塊1-6，數據匹配模塊1-1、存儲模塊1-2、提醒模塊1-3和通訊模塊1-4分別與控制模塊1-6電性連接；

在本發明的優選實施例中，提醒模塊1-3包括顯示單元、語音提醒單元和數據發射單元，顯示單元和語音提醒單元分別電性連接主控MCU用于顯示空氣質量信息和語音提醒語音質量，數據發射單元分別電性連接通訊模塊與主控MCU和通訊連接移動終端用于發送空氣質量數據至移動終端進行遠程提醒。

在本發明的優選實施例中，控制模塊1-6包括：包括微處理器模塊、數據采集模塊、信號預處理模塊、數據存儲模塊、數據顯示模塊、無線通信模塊、定位模塊和異常提示模塊；

所述微處理器模塊作為分別與信號預處理模塊、數據存儲模塊、數據顯示模塊、無線通信模塊、定位模塊和異常提示模塊連接。

異常提示模塊，用于當檢測到空氣質量較差時進行提示；

定位模塊用于采集檢測到的空氣質量數據的所在地理位置；

無線通信模塊，用于建立所述微處理器模塊與上位機之間的網絡通信，將檢測到的空氣質量數據和地理位置數據實時地發送至上位機；

數據顯示模塊，用于顯示檢測到的空氣質量數據；

數據存儲模塊用于存儲健康狀態的空氣質量數據和檢測到的實時空氣質量數據；

微處理器模塊用于接收信號預處理模塊發送來的檢測信號并將該信號與所述數據存儲模塊中的健康狀態的空氣質量數據進行對比分析，還用于在實時空氣質量數據惡劣時向所述異常提示模塊發送控制信號，還用于向所述數據顯示模塊、數據存儲模塊和無線通信模塊發送實時空氣質量檢測數據。

在本發明的優選實施例中，故障檢測模塊2進一步包括：

紅外采集模塊2-1，其輸入為信息處理模塊輸出的控制信息，用于采集表面溫度分布，生成紅外熱像圖；

智能診斷模塊2-2，其輸入為紅外采集模塊獲得的紅外熱像圖，使用卷積神經網絡深度學習模型實現智能檢測和自診斷；

顯示單元2-3，其輸入為控制模塊輸出的控制信息，用于顯示當前狀態，當前檢測階段及該批次故障率的信息；

信息處理模塊2-4，所述信息處理模塊2-2與連接頭接口信號連接，用以接收所述連接頭接口傳輸的被檢測器件的檢測信息，且所述信息處理模塊具有預存信息，用以根據所述預存信息比對所述檢測信息得出可直接識別的結果信息。

在本發明的優選實施例中，故障檢測模塊2檢測方法如下：

(1)通過故障檢測電路檢測單臺凈化器的運行信號；

(2)當檢測電路檢測到所述單臺凈化器的運行信號時，主控芯片指示陣列式聲波采集器實時采集所述單臺凈化器的工作聲波和所述流水線的背景噪聲并記錄凈化器運行的總時長；

(3)采用主動陣列式降噪技術，將步驟(2)中采集到的流水線的背景噪聲的原始信號進行反相，并使反相后的信號與集凈化器的工作聲波融合以得到復原信號，優選地，使反相后的信號與集凈化器的工作聲波融合指的是使反相后的信號與集凈化器的工作聲波相加；

(4)通過采用基于快速傅立葉變換的方法對復原信號進行頻譜分析，比較無故障和有故障條件下的不同的采集凈化器工作聲波的頻譜特性，以得到故障報警閾值β，例如，通過采用基于快速傅立葉變換的方法對復原信號進行頻譜分析，可得到復原信號的幅頻特性、相頻特性、實頻特性、虛頻特性和譜功率；

(5)利用故障報警閾值β，進行凈化器集塵濾網故障的實時檢測；

(6)在故障實時檢測的基礎上，進一步分析復原信號的頻譜特性，對特定頻段種類的故障進行定位。

在本發明的優選實施例中，效能檢測模塊3檢測方法如下：

1)通過檢測設備獲取設置于預定區域內的多臺凈化器的凈化器標識和多臺檢測器的檢測器標識；

2)建立所述凈化器標識與檢測器標識之間的對應關系；

3)接收所述凈化器上傳的工作信息，以及所述檢測器上傳的檢測信息；

4)根據所述工作信息和檢測信息，計算所述凈化器對所述預定區域的凈化效能值。

本發明提供的工作信息包括凈化器標識、凈化開始時間和凈化結束時間；

所述檢測信息包括檢測器標識、檢測時間和檢測結果；

所述根據所述工作信息和檢測信息，計算所述凈化器對所述預定區域的凈化效能的步驟包括：

根據所述對應關系，結合所述凈化器標識和檢測器標識，獲取所述凈化器對應的檢測器；

根據所述對應的檢測器的檢測時間，獲取所述凈化開始時間對應的檢測結果，以及所述凈化結束時間對應的檢測結果；

將凈化結束時間對應的檢測結果與凈化開始時間對應的檢測結果之間的差值的絕對值作為凈化器對所述預定區域的凈化效能值。

以上所述僅是對本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。