智能太阳能空气净化器

摘 要： 本作品以节能减排为目的，针对室内空气污染问题，通过太阳能发电技术，不仅实现了节能的目的，把传统的被动式净化改为主动式+被动式净化的新模式。通过单片机控制自动检测室内环境并呈现数据，根据污染程度并自动分级工作，自动休眠，大大节省电能；利用手机APP，实现远程控制功能，并且风道采用并且采用多面式进气净化，加快空气流通，大大的提高了空气净化效率。采用复合充电结构，保证了阴雨天气空气净化器的正常工作。增设台灯，音响和USB接口，改变传统空气净化器的单一性，真正意义上实现节能减排的目的。

关键词： 光伏发电装置、手机远程控制、智能化调档净化、主动吸附+被动吸附

【中图分类号】 TM615 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）04-0054-01

研究目的

我们团队针对室内空气污染问题设计了一种新型智能太阳能空气净化器，它体积小、重量轻、净化效率高，该作品在节能方面具有较大的创新性，它通过单片机控制自动检测室内环境并呈现数据，检测污染程度并自动分级工作，自动休眠，大大节省电能；利用手机APP，实现远程控制功能，同时采用复合充电，并且采用多面式进气净化，改善以往单一过滤空净化空气，使空气全方位的辐散和净化，大大的提高了空气净化效率；形成一套完善的节能减排系统，体现了空气净化、节能环保、清洁无污染的产品的研发理念。

1设计方案

本作品由三大部分组成：太阳能电池组、空气净化器和智能控制组件。

太阳能电池板是整个装置的能源动力。太阳能发电系统主要包括太阳能电池控件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户照明负载等组成。它是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置，利用光电效应，从而把光能转化为电能，在控制板的作用下保证当电池的电量达到饱和时，使充电过程转化为浮充状态。在控制板的检测系统下，保证了在充电过程中的每块电池能均衡充电，使每块电池电量一致。从而保证了整个太阳能循环系统高效稳定运行。

空气净化器是整个装置的核心。通过对市场在售的空气净化器的规格进行调研后，同时考虑当前室内空污染情况，本作品结合自身特点，设计了以下指标：

额定电压：直流12v；功率：≤25W；

使用面积：15平方米；

外形设计：立式箱体式，颜色为绿色；

过滤装置：鼓风机、HEPA、活性炭、紫光灯杀菌和负离子发生器；

智能控制装置：YW51-CJPM2.5传感器，DHT11温湿度传感器，ZP01甲醛传感器、51 内核单片机；

风道是空气净化器内部使用于流通的通道。

空气净化器风道设计成从上往下式，空气在轴流式鼓风机的带动下从空气净化器的下方进入，经过一系列除尘、净化和殺菌处理，最终从空气净化器上方流出。在入风口处还设置了四角锥体样式的挡风板，这样便于四维空气流通。

室内空气净化器的总体系统及电路设计，需要一款微控制器来作为系统核心。装置主要采用51内核单片机，在室内空气净化器的总体系统中，单片机需要获取空气质量传感器输出的空气质量信息数据。选用STC 12C5A60S2 单片机现成的最小系统板作为室内空气净化器的主控平台，用于连接网络和手机APP；三极管作为一种具有自动开关功能的电气元件；室内空气净化器采用的是 16 引脚的 12864液晶显示屏， 12864 液晶显示屏第一个界面显示“节能减排-空气净化器系统启动”，第二个界面为模式选择界面，有三种模式即“手动模式”“智能模式”“省电模式”可供选择，第三个界面分别为三种模式对应的控制界面；同时通过WIFI模块，与英特网实现互联，并且通过手机APP联网控制实现远程操控。

此外，本作品的设计还考虑了如下主要问题：

自动检测室内环境并呈现数据，检测污染程度并自动分级工作，节省电能。

多面式进气净化，使空气全方位的辐散和净化，大大的提高了空气净化效率。

采用复合充电结构，保证了阴雨天气空气净化器的正常工作。

2主要技术指标：

（1）利用光电效应，从而把光能转化为电能，在控制板的作用下保证当电池的电量达到饱和时，使充电过程转化为浮充状态。在控制板的检测系统下，保证了在充电过程中的每块电池能均衡充电，使每块电池电量一致。从而保证了整个太阳能循环系统高效稳定运行。

（2）通过单片机结构自动检测室内温度、湿度、PM2.5浓度并呈现数据，以实现自动分级工作、自动进入休眠状态，大大节约电能。

（3）利用手机APP，通过WiFi模块与本产品连接，可以实现时时网上传输数据，随时可以查看室内空气状况并通过远程操作该产品实现对室内空气进行控制。

（4）应用负离子发生器，将低电压通过逆变电路转化为高压负高压。在互相靠近的金属电机区域产生高压电晕，高速的放出多余的负离子。

3技术特点：

总的概括起来，本作品主要特点可以分为四方面，净化方式为主动式净化与普通净化器与众不同；可自动检测室内环境并呈现数据，检测污染程度并自动分级工作，显示净化后室内气体含量数据；外包装设计标新立异，设计更加合理方便，提高空间利用率和净化效率；利用清洁能源太阳能为其提供主要能量来源。

本作品制作成本低，紧扣节能减排的热点。利用新型太阳能能源，清洁，无污染；同时复合充电；手机APP远程控制，空气净化器实现了自动调档调节空气的目的。使用方便、安全高效、空气净化、智能生活，无需能源驱动，真正意义上实现了自给自足。应用空气净化器不但可以有效的改善一些家具、办公室的空气质量，给人们创造健康合适的生活环境，而且可以解决一些特殊场合（如医院、汽车、核电站、超静室等）室内污染治理问题。采用主动式+被动式吸附净化模式，相比传统的被动式通风换气法带来巨大的能源损耗，降低了建筑损耗。

参考文献

[1] 王元元，张立志.室内空气净化技术的研究与进展[J]. 暖通空调，2006，36（12）：24-27.

[2] 娄山林. 新型负离子空气净化器的研制[D]. 大连：大连理工大学硕士学位论文，2006：1-3.

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