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智慧环保通过监测系统实时监控环境质量 #生活知识# #生活感悟# #科技生活变迁# #智慧城市#

家庭环境质量监控系统

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，更具体地，涉及一种家庭环境质量监控系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对家庭环境的要求也越来越高，这就使得家庭环
境检测系统应运而生。经检索，申请号为CN201510689988.1公开了一种家庭环境PM2.5监测
的装置，包括多个PM2.5监测装置、监测主机、移动终端、所述PM2.5监测装置与监测主机有
线或无线的连接，所述监测主机与移动终端无线连接。本发明实现了家庭内全方位、实时
PM2.5浓度检测，并根据其结果进行相应处理，PM2.5超标时可以发信息至移动终端通知用
户，对家庭环境PM2.5进行全方位的监测。专利号为CN201120187227.3的中国实用新型专利
公开了一种家庭环境监测及天气预报收放器属于电子检测技术领域，主要由单片机控制器
电路、按键显示电路、语音电路、自校对时钟电路、电源电路、无线接收模块、温湿度传感器，
一氧化碳传感器，煤气传感器，酚醛传感器，无线发射模块，电池组成，无线发射模块与无线
接收模块通过无线传输数据，通过各种传感器，可以检测室内外温度、湿度、一氧化碳、二氧
化碳、煤气、甲醛等参数，使人们能及时知道环境参数，通过自动记录收听天气预报，可以随
时语音回放天气信息。

但是，如上列举的现有技术，现阶段的家庭环境检测系统只能够检测室内的空气
质量，而人员在室内经常涉及到开窗、开门等与室外交互的操作，家庭外部的环境质量对家
庭内部环境质量的影响不容忽视。尤其是对温度和湿度的监测而言，不能建立家庭内部和
外部环境之间的关联并基于该关联动态地监控家庭环境质量意味着无法有利地改变家庭
室内的环境质量。

发明内容

为了建立室内的家庭与室外彼此环境关联，从而更好地监测和控制家庭环境质
量，从而确定先开启家庭内哪个空间(例如，房间)的、与家庭外部环境连通的门和/或窗更
有利于尽快降低PM2.5的浓度，本发明提供了一种家庭环境质量监控系统，包括：

第一监控单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境不连通的情况下，监测第一
家庭室内环境参数集，根据第一家庭室内环境参数集获得家庭室内环境参数分布；

第二监控单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通的情况下，监测第二家
庭室外环境参数集和第二家庭室内环境参数集；

关联确定单元，用于根据第一家庭室外环境参数集、第一家庭室内环境参数集、第
二家庭室外环境参数集和第二家庭室内环境参数集建立家庭室外环境参数集和家庭室内
环境参数集之间的关联；

第三监控单元，用于监测第三家庭室外环境参数集和第三家庭室内环境参数集，
并结合所述关联调节家庭室内环境。

进一步地，所述第一监控单元包括：

第一家庭室内环境参数集采集子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境不连
通的情况下，监测室外环境，获得第一时间段T1内的第一家庭室内环境参数集，所述第一家
庭室内环境参数集包括来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度其中
i，k为自然数且i表示第一时间段T1内的各个时刻，k表示所述多个空间的序号；

第一室内拟合子单元，用于根据所述第一家庭室内环境参数集，将家庭室内所述多个空间的
PM2.5浓度分别与湿度进行拟合，得到PM2.5浓度随湿度变化的函数

进一步地，所述第二监控单元包括：

第二家庭室外环境参数集监控子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通
的情况下，监测室外环境，获得第二时间段T2内的第二家庭室外环境参数集，所述第二家庭
室外环境参数集包括来自家庭窗外和门外的PM2.5浓度和湿度和风速

第二家庭室内环境参数集监控子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通
的情况下，监测室内环境，获得第二时间段T2内的第二家庭室内环境参数集，所述第二家庭
室内环境参数集包括来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度

进一步地，所述关联确定单元包括：

变化确定子单元，用于确定第二时间段T2内，所述家庭室内多个空间内PM2.5浓度
变化和湿度变化

PM2.5浓度-湿度拟合子单元，用于拟合得到对于所述各个空间k的各
个时刻ti的室内湿度变化对室内PM2.5浓度的影响系数

室外-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外PM2.5浓度对室内PM2.5
浓度的影响系数

室外湿度-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外湿度对室内PM2.5
浓度的影响系数

室外风速-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外风速对室内PM2.5
浓度的影响系数

进一步地，所述第三监控单元包括：

第三家庭室内外环境参数集监测子单元，用于获得某时刻第三家庭室外环境参数
集和第三家庭室内环境参数集，所述第三家庭室外环境参数集包括来自家庭窗外和门外的
PM2.5浓度和湿度和风速所述第三家庭室内环境参数集包括来自家
庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度

PM2.5浓度改变速度确定子单元，用于根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个
的PM2.5浓度改变速度

开启顺序确定子单元，用于根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个的PM2.5浓
度改变速度Rk，确定开启所述多个空间的每一个的、与家庭室外环境连通的门和/或窗的顺
序；

关闭子单元，用于监测来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度当某个空间
k的PM2.5浓度达到预设阈值时，关闭该空间k的与家庭室外环境连通的门和/或窗。

进一步地，所述T1＝T2。

本发明的有益效果是：能够结合到智能家居系统中或者新风系统中尽可能快地减
小PM2.5的浓度，从而提高通过开门和/或窗换气的方式降低PM2.5时家庭环境质量的监控
效率。

附图说明

图1示出了根据本发明的家庭环境质量监控系统的组成框图；

图2示出了与根据本发明的家庭环境质量监控系统相对应的监控方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的家庭环境质量监控系统，包括：

第一监控单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境不连通的情况下，监测第一
家庭室内环境参数集，根据第一家庭室内环境参数集获得家庭室内环境参数分布；

第二监控单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通的情况下，监测第二家
庭室外环境参数集和第二家庭室内环境参数集；

关联确定单元，用于根据第一家庭室外环境参数集、第一家庭室内环境参数集、第
二家庭室外环境参数集和第二家庭室内环境参数集建立家庭室外环境参数集和家庭室内
环境参数集之间的关联；

第三监控单元，用于监测第三家庭室外环境参数集和第三家庭室内环境参数集，
并结合所述关联调节家庭室内环境。

进一步地，所述第一监控单元包括：

第一家庭室内环境参数集采集子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境不连
通的情况下，监测室外环境，获得第一时间段T1内的第一家庭室内环境参数集，所述第一家
庭室内环境参数集包括来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度其中
i，k为自然数且i表示第一时间段T1内的各个时刻，k表示所述多个空间的序号；

第一室内拟合子单元，用于根据所述第一家庭室内环境参数集，将家庭室内所述多个空间
的PM2.5浓度分别与湿度进行拟合，得到PM2.5浓度随湿度变化的函数

进一步地，所述第二监控单元包括：

第二家庭室外环境参数集监控子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通
的情况下，监测室外环境，获得第二时间段T2内的第二家庭室外环境参数集，所述第二家庭
室外环境参数集包括来自家庭窗外和门外的PM2.5浓度和湿度和风速

第二家庭室内环境参数集监控子单元，用于在家庭室内环境与家庭室外环境连通
的情况下，监测室内环境，获得第二时间段T2内的第二家庭室内环境参数集，所述第二家庭
室内环境参数集包括来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度

进一步地，所述关联确定单元包括：

变化确定子单元，用于确定第二时间段T2内，所述家庭室内多个空间内PM2.5浓度
变化和湿度变化

PM2.5浓度-湿度拟合子单元，用于拟合得到对于所述各个空间k的各
个时刻ti的室内湿度变化对室内PM2.5浓度的影响系数

室外-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外PM2.5浓度对室内PM2.5
浓度的影响系数

室外湿度-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外湿度对室内PM2.5
浓度的影响系数

室外风速-室内PM2.5浓度影响系数确定子单元，用于确定室外风速对室内PM2.5
浓度的影响系数

进一步地，所述第三监控单元包括：

第三家庭室内外环境参数集监测子单元，用于获得某时刻第三家庭室外环境参数
集和第三家庭室内环境参数集，所述第三家庭室外环境参数集包括来自家庭窗外和门外的
PM2.5浓度和湿度和风速所述第三家庭室内环境参数集包括来自
家庭室内多个空间的PM2.5浓度和湿度

PM2.5浓度改变速度确定子单元，用于根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个
的PM2.5浓度改变速度

开启顺序确定子单元，用于根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个的PM2.5浓
度改变速度Rk，确定开启所述多个空间的每一个的、与家庭室外环境连通的门和/或窗的顺
序；

关闭子单元，用于监测来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度当某个空间
k的PM2.5浓度达到预设阈值时，关闭该空间k的与家庭室外环境连通的门和/或窗。

如图2所示，本发明的系统对应的方法包括：

(1)在家庭室内环境与家庭室外环境不连通的情况下，监测第一家庭室内环境参
数集，根据第一家庭室内环境参数集获得家庭室内环境参数分布；

(2)在家庭室内环境与家庭室外环境连通的情况下，监测第二家庭室外环境参数
集和第二家庭室内环境参数集；

(3)根据第一家庭室外环境参数集、第一家庭室内环境参数集、第二家庭室外环境
参数集和第二家庭室内环境参数集建立家庭室外环境参数集和家庭室内环境参数集之间
的关联；

(4)监测第三家庭室外环境参数集和第三家庭室内环境参数集，并结合所述关联
调节家庭室内环境。

所述步骤(1)包括：

(11)在家庭室内环境与家庭室外环境不连通的情况下，监测室外环境，获得第一
时间段T1内的第一家庭室内环境参数集，所述第一家庭室内环境参数集包括来自家庭室内
多个空间的PM2.5浓度和湿度其中i，k为自然数且i表示第一时间段T1内的
各个时刻，k表示所述多个空间的序号；

(12)根据所述第一家庭室内环境参数集，将家庭室内所述多个空间的PM2.5浓度
分别与湿度进行拟合，得到PM2.5浓度随湿度变化的函数

所述步骤(2)包括：

(21)在家庭室内环境与家庭室外环境连通的情况下，监测室外环境，获得第二时
间段T2内的第二家庭室外环境参数集，所述第二家庭室外环境参数集包括来自家庭窗外和
门外的PM2.5浓度和湿度和风速

(22)在家庭室内环境与家庭室外环境连通的情况下，监测室内环境，获得第二时
间段T2内的第二家庭室内环境参数集，所述第二家庭室内环境参数集包括来自家庭室内多
个空间的PM2.5浓度和湿度

所述步骤(3)包括：

(31)确定第二时间段T2内，所述家庭室内多个空间内PM2.5浓度变化
和湿度变化

(32)拟合得到对于所述各个空间k的各个时刻ti的室内湿度变化对室
内PM2.5浓度的影响系数

(33)确定室外PM2.5浓度对室内PM2.5浓度的影响系数

(34)确定室外湿度对室内PM2.5浓度的影响系数

(35)确定室外风速对室内PM2.5浓度的影响系数

所述步骤(4)包括：

(41)获得某时刻第三家庭室外环境参数集和第三家庭室内环境参数集，所述第三
家庭室外环境参数集包括来自家庭窗外和门外的PM2.5浓度和湿度和风速
所述第三家庭室内环境参数集包括来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度
和湿度

(42)根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个的PM2.5浓度改变速度

(43)根据对于ti时刻、所述多个空间k的每一个的PM2.5浓度改变速度Rk，确定开启
所述多个空间的每一个的、与家庭室外环境连通的门和/或窗的顺序；

(44)监测来自家庭室内多个空间的PM2.5浓度当某个空间k的PM2.5浓
度达到预设阈值时，关闭该空间k的与家庭室外环境连通的门和/或窗。

优选地，所述T1＝T2，且室内的空气流速基本为0。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施
方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精
神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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