空氣凈化控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空氣凈化控制領(lǐng)域，更具體地，涉及空氣凈化控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對生活質(zhì)量越來越關(guān)注，空氣質(zhì)量的檢測和預報也進入人們的日常生 活?？諝赓|(zhì)量的一個重要方面是顆粒物的尺寸及其含量?？諝庵械募氼w粒物包括直徑小于 等于2. 5微米的顆粒物，稱為PM2. 5。由于PM2. 5可以長時間懸浮于空氣中，并且表面積大、 活性強，容易攜帶有毒有害物質(zhì)，因此對人體健康和空氣質(zhì)量的影響較大。
[0003] 采用顆粒物傳感器測量空氣中的顆粒物的尺寸及其含量。顆粒物傳感器例如基于 光學原理，通過檢測光穿過空氣時的散射來獲得顆粒物的信息。然而，顆粒物傳感器的測量 數(shù)據(jù)經(jīng)常發(fā)生劇烈的波動。測量數(shù)據(jù)的劇烈波動可能來源于多個方面，例如傳感器自身的 光敏元件的熱噪聲，用于處理檢測信號的微控制單元MCU的濾波性能缺陷，和/或傳感器使 用環(huán)境的灰塵濃度分布復雜性等。
[0004] 由于顆粒物在空氣中的分布特性，顆粒物的擴散大致是平緩的過程。顆粒物傳感 器的測量數(shù)據(jù)的劇烈波動導致難以獲得可靠的測量值。例如，在測量數(shù)據(jù)的波峰處的數(shù)值 可能與實際的顆粒物濃度存在著較大的偏差。
[0005] 因此，在應(yīng)用中期望進一步提高顆粒物傳感器測量結(jié)果的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種可以消除測量數(shù)據(jù)的異常波動的濾波方法，用于顆粒 物傳感器以提高測量結(jié)果的準確性。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種空氣凈化控制方法，其特征在于，該方法包括： 獲取顆粒物傳感器的采樣數(shù)據(jù)；根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)形成測量值的時間序列；根據(jù)時間序列 逐項推移以計算預定項數(shù)的序時平均值，作為測量值的表征值；以及根據(jù)測量值的表征值 啟動/停止空氣凈化裝置。
[0008] 優(yōu)選地，獲取顆粒物傳感器的采樣數(shù)據(jù)的步驟包括：以第一時間間隔采樣顆粒物 傳感器的測量數(shù)據(jù)，以獲得多個采樣數(shù)據(jù)；以及形成測量值的時間序列的步驟包括：以第 二時間間隔計算多個采樣數(shù)據(jù)的第一平均值，第二時間間隔大于第一時間間隔，其中，第一 平均值的序列作為測量值的時間序列。
[0009] 優(yōu)選地，計算預定項數(shù)的序時平均值的步驟包括：將當前項與之前多項的一起組 成的預定項數(shù)的序時平均值，作為當前項對應(yīng)時間段內(nèi)的測量值的表征值；或者將當前項 與之后多項的一起組成的預定項數(shù)的序時平均值，作為當前項對應(yīng)時間段內(nèi)的測量值的表 征值；或者將當前項與前后各自多項的一起組成的預定項數(shù)的序時平均值，作為當前項對 應(yīng)時間段內(nèi)的測量值的表征值。
[0010] 優(yōu)選地，在計算預定項數(shù)的序時平均值的步驟之后，還包括：采用標準檢測儀的測 量結(jié)果，將測量值的表征值調(diào)整數(shù)據(jù)增益，從而獲得測量數(shù)據(jù)的校準值。
[0011] 優(yōu)選地，所述顆粒物傳感器包括光發(fā)射器和光電檢測器，根據(jù)光學原理檢測空氣 中的顆粒物含量。
[0012] 優(yōu)選地，所述顆粒物傳感器檢測的顆粒物為空氣中的PM2. 5。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于空氣凈化的裝置，其特征在于，該裝置包 括：數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取顆粒物傳感器的采樣數(shù)據(jù)；第一計算單元，用于根據(jù)所述采樣 數(shù)據(jù)形成測量值的時間序列；第二計算單元，用于根據(jù)時間序列逐項推移以計算預定項數(shù) 的序時平均值，作為測量值的表征值；控制單元：根據(jù)測量值的表征值啟動/停止空氣凈化 裝置。
[0014] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)獲取單元還用于：以第一時間間隔采樣顆粒物傳感器的測量數(shù) 據(jù)，以獲得多個采樣數(shù)據(jù)；所述第一計算單元還用于：以第二時間間隔計算多個采樣數(shù)據(jù) 的第一平均值，第二時間間隔大于第一時間間隔，其中，第一平均值的序列作為測量值的時 間序列。
[0015] 優(yōu)選地，所述第二計算單元用于：將當前項與之前多項的一起組成的預定項數(shù)的 序時平均值，作為當前項對應(yīng)時間段內(nèi)的測量值的表征值；或者將當前項與之后多項的一 起組成的預定項數(shù)的序時平均值，作為當前項對應(yīng)時間段內(nèi)的測量值的表征值；或者將當 前項與前后各自多項的一起組成的預定項數(shù)的序時平均值，作為當前項對應(yīng)時間段內(nèi)的測 量值的表征值。
[0016] 優(yōu)選地，所述裝置還包括校準單元，用于：采用標準檢測儀的測量結(jié)果，將測量值 的表征值調(diào)整數(shù)據(jù)增益，從而獲得測量數(shù)據(jù)的校準值。
[0017] 優(yōu)選地，所述顆粒物傳感器包括光發(fā)射器和光電檢測器，根據(jù)光學原理檢測空氣 中的顆粒物含量。
[0018] 優(yōu)選地，所述顆粒物傳感器檢測的顆粒物為空氣中的PM2. 5。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述空氣凈化控制方法根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的時間序列逐項推移 以計算預定項數(shù)的序時平均值，作為測量值的表征值。即使不采用調(diào)理傳感器電路，通過濾 波處理就可以解決顆粒物含量的測量結(jié)果異常波動的問題，從而可以提高測量結(jié)果的準確 性，并且準確地反映顆粒物含量的實際變化。
[0020] 在優(yōu)選的實施例中，將表征值乘以倍數(shù)，以調(diào)整數(shù)據(jù)增益，從而獲得測量數(shù)據(jù)的校 準值。該優(yōu)選的實施例可以準確地反映顆粒物的實際含量。
[0021] 在包括顆粒物傳感器和空氣凈化控制裝置的空氣凈化系統(tǒng)中，該空氣凈化控制方 法可以避免空氣凈化裝置的頻率啟動和停止，延長電氣和機械部件的使用壽命。
【附圖說明】
[0022] 通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和 優(yōu)點將更為清楚。
[0023] 圖1示出顆粒物傳感器的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖2示出采用顆粒物傳感器的空氣凈化系統(tǒng)的示意性框圖；
[0025] 圖3示出顆粒物傳感器的測量數(shù)據(jù)隨時間變化的曲線圖；
[0026] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的空氣凈化控制裝置的示意性框圖；
[0027] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的空氣凈化控制方法的流程圖；
[0028] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的空氣凈化控制方法獲得的測量數(shù)據(jù)隨時間變化 的曲線圖。
【具體實施方式】
[0029] 在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實質(zhì)， 公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在此 提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。除非上下文明確要求， 否則整個說明書和權(quán)利要求書中的"包括"、"包含"等類似詞語應(yīng)當解釋為包含的含義而不 是排他或窮舉的含義；也就是說，是"包括但不限于"的含義。
[0030] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不 能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個"的含義 是兩個或兩個以上。
[0031] 圖1示出顆粒物傳感器的示意性結(jié)構(gòu)圖。顆粒物傳感器100包括由外壁101圍繞 的采樣室。在采樣室中設(shè)置加熱器102、光發(fā)射器104和光電檢測器106。采樣室具有空氣 入口和空氣出口。加熱器102例如是電阻絲。在加熱器102工作時，加熱使得氣流上升，外 部空氣進入采樣室。
[0032] 光發(fā)射器104例如是LED，并且可以附帶光罩105,以實現(xiàn)光束的定向，以及減少空 氣中的污染物對光發(fā)射器104的粘污。光發(fā)射器104產(chǎn)生的光線經(jīng)空氣中的顆粒物散射之 后產(chǎn)生散射光。光電檢測器106例如是光電二極管。光電檢測器106接收散射光，根據(jù)散 射光的強度確定顆粒物的直徑和含量。例如，如果空氣中未包含顆粒物，則光電檢測器106 的檢測信號為高電平。如果顆粒物的含量過高，則所有的光線都可能由顆粒物吸收，光電檢 測器106就檢測不到散射光，從而檢測信號為低電平。
[0033] 光電檢測器106設(shè)置在光罩107中，以減少空氣中的雜散光的影響。光電檢測器 106的前端設(shè)置透鏡108,在光電檢測器106的感光面形成會聚光，以提高檢測靈敏度。
[0034] 如圖1所示的顆粒物傳感器廣泛地用于空氣凈化系統(tǒng)中。圖2示出采用顆粒物傳 感器的空氣凈化系統(tǒng)的示意性框圖。顆粒物傳感器100檢測空氣中的顆粒物的直徑和含 量，產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)。該測量數(shù)據(jù)經(jīng)由空氣凈化控制裝置200處理之后，獲得顆粒物的測量 值，然后將測量值提供至顯示器301進行顯示，或者提供至空氣凈化裝置302,以控制空氣 凈化裝置302的啟動、停止和/或工作參數(shù)，從而有效改善空氣質(zhì)量。
[0035] 通常，如果顆粒傳感器檢測到顆粒物含量過高，則可以啟動空氣凈化裝置302,并 在顯示器301上顯示報警信息。如果顆粒傳感器檢測到顆粒物含量恢復到正常水平，則可 以停止空氣凈化裝置302,并在顯示器301上顯示顆粒物含量信息。
[0036] 然而，如上所述，顆粒物傳感器100的測量數(shù)據(jù)經(jīng)常發(fā)生劇烈的波動。圖3示出顆 粒物傳感器的測量數(shù)據(jù)隨時間變化的曲線圖。將顆粒物傳感器100放置在平均顆粒物含量 為十幾ug/m 3的環(huán)境中，10分鐘內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)有2次突破25ug/m3。
[0037] 顆粒物傳感器的測量數(shù)據(jù)的劇烈波動導致難以獲得可靠的測量值。例如，在測量 數(shù)據(jù)的波峰處的數(shù)值可能與實際的顆粒物含量存在著較大的偏差。
[0038]如果根據(jù)顆粒物傳感器100的測量數(shù)據(jù)啟動/停止空氣凈化裝置302,則可能導致 空氣凈化裝置302的頻繁啟動和停止，導致