王伟光
深圳市普瑞美泰环保科技有限公司
摘要：空气净化器的市场在中国正在兴起，中国品牌的空气净化器市场前景良好。空气净化器装置，是将室内空气吸入，经过滤后再送回室内，不断自循环以减少悬浮颗粒，提高空气洁净度。当前市面上流通的空气净化器类型主要有纯净化，车载，智能，健康检测型。其中智能型可以实现自动化操作、智能监控空气质量。智能产品越来越被年轻人所接受，智能产品无疑代表着未来。与此同时我们把智能空气净化器的用户人群选择在了儿童上。在二胎政策开放后，中国的新生儿会渐渐呈现上升趋势。市场上也将出现更多面向儿童的产品。为此，我们选择面向儿童，做贴心关怀的设计，为儿童制造新鲜空气。
关键词：儿童；空气净化器；产品；设计方法；IP设计
引言
按照《环境空气质量标准》评价，2018年5月，全国338个地级及以上城市平均空气质量轻度污染天数比例为15.1%，中度污染天数比例为1.7%，重度及以上污染天数比例0.2%。我国的大气污染状况已经十分严峻，儿童正处于生长及肺功能发育时期，各种机能尚未完善，加之呼吸带较为低，对空气颗粒物特别是PM2.5、PM1.0污染更敏感，容易导致众多疾病的诱发和增加。根据Goyal等研究发现，大气中的PM10每增加100ug/m3，会导致易感儿童最大呼吸速率下降10%以上。如何切实地在严峻的空气污染状况下保护儿童健康，本技术设计的幼儿园空气净化智能控制器通过检测系统对空气质量的实时监测；控制系统接收检测系统的数据进行不同程度的空气净化；空气净化系统采用光催化净化技术和被动吸附式净化技术对空气中的花粉等大颗粒物和细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等污染物进行清除，以及利用紫外线杀菌波照射空气杀灭空气中的细菌，同时利用臭氧杀灭空气中的微生物。此项设计对空气污染的现状下保护儿童健康具有一定重要意义。随着生活水平的提高,空气质量渐渐成为人们日益关注的问题之一。空气污染无处不在，即使在的家中，有害气体也在通过呼吸甚至是皮肤接触危害着人们的健康，过久地生活在污染指数爆表的环境中，会引起许多呼吸道和肺部疾病，还有可能对心血管系统、肝脏产生危害。空气净化器已经成为我国北方地区家庭的标配。
1现有儿童空气净化器产品分析
爱贝空气净化器---主打儿童房的空气净化器，外观清新简洁、小巧，主机采取有弧度的而不是尖锐棱角的机型，避免孩子受到磕碰而受伤。功能有童锁功能，睡眠模式。PM2.5数据是通过图表的颜色变化表达，对于儿童来说比较直观。飞利浦迪士尼限量版空气净化器，外观以白色为主色调，正面印有迪士尼经典卡通形象，分别有《冰雪奇缘》里的Elsa和《汽车总动员》里的McQueen，分别应对了不同孩子的喜好。借助孩子们喜欢的迪士尼卡通形象，保证孩子看的喜悦，玩的开心。功能有童锁功能。夜间模式。松下F-VXR110C儿童加湿空气净化器，体积较大，棱角分明，在外观上并无吸引儿童的特色设计。功能有较创新的儿童模式。功能的差异主要体现在智能与净化区域这两个部分上：少数儿童空气净化器注重于离地高度30cm左右的空气净化，为爬行阶段的婴幼儿或爱坐在地面上玩耍的小朋友提供保护。大部分净化器则是整屋净化；再是智能调节，对于小朋友来说过于复杂的手动操作显然是不合理的，故一些儿童空气净化器高度智能化，尽量减少了手动调节。而在外观造型方面，大部分产品没有能够吸引小朋友的造型元素。在界面交互方面也与儿童产品无较大的关联性，手机APP的功能与普通净化器并无差异。故在外形与交互界面这两个方面做研究是有提升性的。
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1.1设计定位
本课题围绕智能化空气净化器展开，整合并在对当下流行的智能空气净化器的调研基础上，结合结构与技术的可行性研究，对空气净化器的进行基于用户体验的智能化创新设计。通过市场调研，结合产品问题及用户期望值将产品定位为2--14岁儿童，造型可爱、使用舒适、人性化的产品。
1.2设计方法
（1）通过多维分析法，从用户、产品、品牌、造型、材料等进行调研分析。相互比较权衡，得出最后定稿。（2）头脑风暴，将儿童智能空气净化器的研究部署分为前期准备，对空气净化器的原理进行了解，分析市场，进行市场调研以及分发问卷，了解用户需求。（3）引入用户体验设计方法，儿童心理与家庭心理研究基础上，通过群体文化学、深度访谈、焦点小组等调研与数据采集方法，深入调研儿童性格与喜好，进行用户画像，形成项目的设计主线。（4）IP设计，IP不只是一个可爱的卡通形象，它是品牌内涵的一脉相承。IP的内容只是表象，人格化渲染才是核心。IP不是一个随随便便设计出来的萌呆符号，强VI视觉元素让用户可以轻易记祝
2提升与优化
2.1传感器参考数值调整
//空气质量指数的计算公式：ADC数值：*3300/4?95qua=((float)((float)ADC_Convertedvalue[0]*3300/4?95);在用公式计算相关传感器指数标准时，我们发现当MQ135长时间工作后，计算得到的质量指数在70左右。当指数飙升到250左右（由污染气体含量增加导致）并开始下降时，在外界空气质量迅速回归正常后可以很快的下降到正常值与外界保持一致。所以采用指数140为阈值。
2.2WIFI模块
使用CC2530和ZigBee网关开发板组建网络实现无线通信，数据传输方式为ZigBee终端--ZigBee协调器-PC--路由器--手机（虚线为无线传输，实线为有线传输）。为了简化实现过程，将由串口方式传输信号改为将相关空气污染指数对应为具体的不同的12个状态，污染程度由低到高。此时通过STM32判断测得的数值通过端口一一对应的方式：PA5-P06，PC6-P01，PC0-P00，PC9-P07（左为STM32上的IO口，右边为WIFI模块上的IO口）给出相应的信号，由此将数据传输给手机APP。
2.3移动模块
移动地盘采用红外传感器检测反射回来的信号，从而在STC89C52的P3^5,P^6的端口输入高低电平，以判断左前方还是右前方是有障碍物，并且将传感器放置在小车前方，当有污染气体被传感器检测到时，小车立即停止，停止距离依污染气体传播速度决定。
结语
产品的设计是一个系统化的过程，理解产品的机会并转化为实体产品其过程中也在深入的了解当下的社会元素以及文化环境。智能净化器也不单一为净化而占用空间，或许可以看作一种科技玩物，源自众多IP的设计使其更像一款家居机器人的设计，最重要的是，它是儿童的守护者。同时对于其他与儿童相关的产品开发设计有一定的参考意义。
参考文献
[1]许钟麟，张彦国，曹国庆，冯昕，潘红红，空气净化器性能评价指标---关于空气净化器几个问题的探讨(1)[J]，暖通空调HV&AC，2017(8):1.
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[4],任秀丽，于海滨,Zigbee,技术的无线传感器网络的安全性研究,(J),仪器仪表学报,2002，28(12).
[5],周杨,,基于,Zigbee,的短距离通讯技术研究,[D],武汉市,,湖北工业大学,2009.
论文作者:王伟光
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
标签：空气净化器论文; 儿童论文; 智能论文; 产品论文; 空气质量论文; 功能论文; 指数论文; 《中国西部科技》2019年第21期论文;