摘要：为了满足人们对居家空气质量的高要求，智能居家新风系统开始应用在住宅建筑中，系统可智能完成除尘、杀菌和调温工作。基于此，本文以智能居家新风系统作为研究对象，根据新风系统原理与具体类型，分别从智能居家新风系统总体设计、软件设计和硬件设计等方面分析与研究系统的实践应用。
关键词：智能居家；新风系统；系统设计
引言：社会经济发展下，人们的生活水平不断提高，保健意识开始增强，由于当前大气污染严重，人们在生活与工作中面临着雾霾威胁，为了降低有害气体对人体造成的伤害，智能居家新风系统开始广泛应用。引入新风系统后有效改善了室内的空气质量，但是当前新风系统设计还不够完善，工作模式过于单一，过滤不彻底，因此本文针对传统的新风系统有所改进，利用高压静电场有效滤除空气污染物。
1.智能居家新风系统相关概述
1.1新风系统的原理
智能居家新风系统属于现代化控制通风路径的通风系统。新风系统有效解决了住宅环境的通风换气问题，利用风机与气流控制系统提高空气污染物的排放速度，提升新鲜空气进入室内的效率，室内装修残留的有毒有害气体可以被新风系统滤除，有利于提高人体健康指数。智能居家新风系统技术不会过多的影响室内温度，是当前解决空气污染的有效方式[1]。
1.2新风系统的类型
1.2.1单向流新风系统
单向流通风系统由自然进风系统和机械排风系统组成。该新风系统的进风口会安装在建筑外墙或外窗上，起到噪音低的效果，不会影响室内正常生活，排风设备会安装在卫生间吊顶处，与排风口距离较近，有效实现了室内与室外的空气流通。单向流新风系统造价比较低，安装十分容易，但是系统功能比较简单，性能不够稳定，如果设备没有安装在外墙，制造的噪音将会给人们的生活带来目标。因此，单向流新风系统符合一般住宅的需求，却无法在高端住宅中使用。
1.2.2双向流新风系统
在单向流新风系统的基础上增加了通风系统后，就是智能居家双向流新风系统。系统中的通风系统指的是进风机和进风管道，进风管道动力充足，可以让进风排风一同进行，提高了系统的换气效果。与单向流新风系统相比，双向流新风系统运行更加稳定，虽然安装起来有些复杂，但是系统运行更加稳定。在双向流新风系统中，不仅有送风管路，还有排风管路，二者相互结合后优化了传统的新风系统，实现了室内气流组织的创新，提高了空气质量。
2.智能居家新风系统的设计方式
2.1系统总体设计
本智能居家新风系统由活性炭、高压集尘腔、电源、轴流风扇以及控制单元组成。其中，新风系统的控制单元MSP430F149单片机，检测新风系统案件以后能够有效控制系统，结果可以在液晶屏中显示。除此之外，该系统特别增加了净化除尘设计，净化的时候能够为空气提供除臭功能，在活性炭的作用下达到除尘、除湿效果。然后利用系统轴流风扇，将经过活性炭除尘后的空气送入高压集尘腔内，完成空气的第二次除尘与杀菌工作。新风系统内高压集尘腔包含集尘设备和高压电源，高压电源可以产生高压电场，帮助系统快速电离空气，并产生正负离子，随后又形成正负离子流，这些正负离子流可以和污染物结合，污染粒子上附着正负电荷，并在静电场力的影响下吸附在集尘设备中[2]。
松下智能家居新风系统在物联网技术和云技术的基础上，加入了远程控制和智能模式调节功能。系统支持多档智能调控、室内室外空气质量检测，系统内容具有云端数据和全可视化管理模块，使用者可以通过多平生态系统了解室内空气温度与湿度，分析空气污染物成分与含量。除此之外，松下Panasonic智能家居新风系统内含有热回收机芯，在正常工作时可以回收百分之八十以上的热量，有效调节住宅内温度与湿度，并达到高效节能的效果。图（1）为松下Panasonic智能家居新风系统在住宅内的应用图。
图（1）松下Panasonic智能家居新风系统应用图
2.2硬件设计
本新风系统的控制电路中包含整流变压电路、继电器控制电路以及整流变压电路，具体情况如下：（1）单片机控制电路，即MSP430F149单片机控制电路。这种电路在运行中具有低能耗的特点，单片机内部集成12为高精度ADC，且带有三个比较定时器，因此将单片机控制电路作为新风系统的核心部分是可行的。
（2）电源设计。本新风系统内的电源系统使用的是220V交流输入电流，为继电器提供供电功能。变压整流将系统的220V交流电压变为9V交流电压，然后利用全桥整流和稳压电路得到了5V电压，该电压可以为液晶屏、系统操作键盘和继电器提供电量。最后，220V交流电压通过AMS1117稳压电路得到了3.3V电压电路，能够有效为新风系统的单片机提供电能。
（3）人机接口电路。该新风系统的人机接口处包含液晶显示和按键电路两部分，按键电路内含有四个独立按键，可以同MSP430F149的I/O口连接，对目标按键进行检测，推动单片机执行新风系统的工作模式。在液晶显示中使用了HB12846，与微处理器拥有串联和并联两种通信方式，有效将电路简化。
除此之外，该智能家居新风系统在继电器控制部分，可以通过单片机控制轴流风扇，在多种系统工作模式下启动或停止。当新风系统工作的时候，单片机会控制定时器，为系统的工作进行定时，并在标准范围内改变P43输出，轴流风扇与电源可以正常工作。例如，当本智能家居新风系统在家庭聚会的模式下，系统可以持续工作。即使家中人数较多，或者住宅内厨房与客厅的空气烟尘无法从窗口排放时，该模式可以对系统进行设计，新风系统每一小时能够为室内带来超过四百立方米的室外空气。当系统处于休眠模式下，系统每工作一小时就会休眠五小时，该模式适用于家中无人居住的情况，系统进行一周期工作后，可以为室内带入超过四百立方米的室外新鲜空气。
2.3软件设计
本智能家居新风系统的除尘软件内一共包含以下几种程序：系统主程序、独立按键程序、定时程序以及液晶显示程序。新风系统支持定时器初始化和系统时钟功能。在系统软件设计部分，该系统应用了乐易新风系统设计软件，软件以客户为目标，多个房型可以同时编辑，软件内包含了多种绘制墙面功能、门窗标注功能、自由增减合并节点功能、实时统计功能、图纸自由缩放移动功能以及外部户型图片导入功能。系统投入使用后可以直接在窗体上安装，解决了以往系统不能天花走管或不能破坏室内外墙体的问题，随着越来越多人认识到了空气质量的重要性，本新风系统不再是普通家居用品，可是提高人们生活品质的必然选择。
总结：总而言之，本文设计的智能居家新风系统具有除尘、除臭、除湿以及杀菌的功能，可以有效调节住宅内温度与湿度，满足不同家庭环境下对空气质量的要求。在系统多种工作模式下，系统操作简单，可以为人们营造良好的室内居住环境。
参考文献：
[1]果海凤.新风系统在住宅建筑中的应用研究[A].中国城市科学研究会、中国城市科学研究会生态城市研究专业委员会：北京邦蒂会务有限公司，2018：7.
[2]周妍，张静，王明洁，颜雁军.智能居家新风系统[J].电子技术与软件工程，2016（05）：108-109.
论文作者:梁秋倩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：新风论文; 系统论文; 智能论文; 工作论文; 功能论文; 空气论文; 电路论文; 《电力设备》2019年第5期论文;