基于物联网的智能新风系统的研究刘乾信向誉孙德欣孙昭意摘要：随着空气质量的恶化、雾霾的肆意横行、人们对空气质量的担忧，一种小型的智能新风系统应运而生。简要分析了传统新风系统的缺点和不足，并在传统新风系统的基础上进行改造和升级。巧妙运用了传感器装置和WIFI智能控制装置，通过液晶屏将检测到的室内温湿度、PM2.5含量、VOC（有机物）含量直观显示出来，一旦室内有毒气体含量超标便会自动发出警报，同时开启风机进行换风处理。为了完成智能的检测与控制，我们提出了基于Android手机用户端的智能新风系统的设计与研究。本设计以智能小巧，价格低廉为亮点，方便家庭室内的安装与使用。关键词：新风系统;互联网;WiFi技术;智能控制;报警装置DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.1261引言如今，雾霾天气在冬季和春季频繁出现，使得人们開始对空气质量问题越来越担忧。除此，室内新装修的房屋会产生多种致癌物如甲醛等气体也使得人们对装修后室内的空气提出了更高的要求。所以，改善室内空气质量已经成为目前急需解决的问题。家庭中普遍采用的空气净化器依然存在着许多问题，如：采用内循环的方式无法提供室外的新鲜空气、占地空间大、安装需要破坏墙体、价格昂贵。为解决上述问题，我们在传统新风系统技术的基础上进行改进设计出了一款小型家用智能新风系统，低成本且安装便捷。通过对传统新风系统的分析与研究，我们看到了还存在许多不尽如人意的方面。近几年物联网技术发展迅猛，智能家居逐渐火热起来，我们想到了新风系统的智能控制和互联网进行接入，从而实现用户在手机上实时进行调控室内的状况。同时，随着人们需求越来越多元化，我们加入了温湿度检测、PM2.5的检测、VOC的检测等常见的环境传感装置。本项目就在考虑到人们的各种需求，把新风系统接入互联网当中，利用现在越来越普及的智能手机进行远程控制，实时监测自己家中的各种数据。在兼顾产品的功能的时候，考虑到了成本的问题。因此本设计无论是在材料的选购还是安装上面都考虑了经济性和大众性。产品功耗低、省电，并且采用附着的方式，安装方便、占地空间小，适合在新旧住宅区的安装。可以预测在不久的未来传统新风系统将会逐步淘汰，进而被智能新风系统所取代。2智能新风系统的整体设计方案新风系统的设计是基于控制器集成板。控制器集成板的结构如图1所示，包括电源模块、显示屏、报警模块、灰尘检测模块、温湿度采集模块、气体传感模块、WiFi模块等几大部分。新风系统可以分为三个阶段：监测过程、控制过程和执行过程。通过传感器的实时监测来实现净化过程，中心控制单元来控制电力驱动装置，达到换风的目的。室外新鲜空气与室内空气混合进入新风机，经初效过滤网阻挡毛发、灰尘、PM10等大颗粒悬浮物，再经过高效过滤网过滤细小颗粒物，尽可能降低出风口PM2.5的百分含量。同时各个模块采集信息并在液晶屏上显示数据，从而实现实时控制调节的功能。CPU得到传感器模块检测的信息，然后将信息通过无线网送入服务端口，客户通过手机远程访问服务器，实时查询当前室内PM2.5含量，VOC含量以及有毒气体的含量，从而客户根据当前的室内环境状况来实时调节。3系统的硬件设计3.1电源模块为了满足同时为风机，单片机以及wifi模块供电，采用低功耗并且具有过载短路保护功能的220V转5V和220V转3.3V的AC-DC降压电源模块HLK-5M系列，保证各个模块正常可靠的工作。3.2单片机核心控制模块本设计采用STC89C52RC单片机，含有8k字节Flash，512字节RAM，内置4KBEEPROM，看门狗定时器，MAX810复位电路，全双工串行口，并且含有32位I/O口线，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构。另外，STC89C52RC单片机还可降至0Hz静态逻辑操作。在空闲模式下，CPU停止工作，仍然允许RAM、中断、定时器/计数器、串口继续工作。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。此模块在本设计中起着重要作用，需要对所有的数据进行处理，并且向执行模块发送指令。3.3传感器模块传感器模块的设计是基于STC89C52单片机的控制系统，通过选择不同模块的传感器来检测PM2.5的含量、温湿度和VOC的含量，实现功能的多样化，满足用户的需求。温湿...