（广东松下环境系统有限公司 广东省佛山市 528306）
摘要：由于空气污染问题日益严重，新风系统得到了创新与优化，其采用互联网计划为用户的使用提供便利。对此，笔者从不同角度入手，探究新风系统节点智能控制与互联网接入的方法，包括模糊控制、软件设计等，并分析与互联网接入的效果，以供参考。
关键词：新风系统；节点；智能控制；互联网
前言：
近几年，人们加大了对空气质量的重视，其中包括室内空气。由于人们长时间在室内生活、工作，因此室内空气质量直接影响身体健康程度。研究发现室内的空气中包含200多种物质，其中含有20余种物质为致癌物。因此，室内空气质量不容忽视。为了实现空气净化的目的，可以将新风系统应用在室内。同时，运用互联网技术将新风系统与智能手机连接，便可以随时获取室内空气质量信息。
一、新风系统控制器模糊控制设计方案
本文所设计的新风系统，其具有检测湿度、温度、VOC、PM2.5的功能。由于新风系统的功能以空气净化为主，而VOC、PM2.5最能反应空气质量，因此将二者作为设计模糊控制系统的变量。如图1所示，其为新风系统模糊控制的原理。其中，V1为检测VOC的数据、P1为检测PM2.5的数据，同时包含专家建议的健康值。虽然V1、P1的含量越少越好，但是如果过小会增加新风系统的负荷，同时还不会产生明显的效果。因此，系统中会两个两个标准数值。另外，ev表示V1与给定值的误差、ep表示P1与给定值的误差；ecv、ecp表示二者偏差产生变化率[1]。
图1 模糊控制器原理
二、新风系统节点智能控制系统的软件设计
（一）下位机软件总框架
新风系统的终端处理器运用PIC16F1939单片机，其功能是采集的湿度、温度信息，而同时把有害气体浓度、颗粒物浓度会在A/D处理以后进行显示。下位机软件总框架的设计流程为：对单片机上电并对各个端口进行初始化，结合需求完成不同端口的设置。随后，初始化串口并在LCD中显示出来，这一环节主要对寄存器进行设置，而PIC中含有可以直接驱动LCD的寄存器。对WIFI模块进行初始化，即将路由器与WIFI模块进行连接，之后对定时器予以初始化，以便发挥数据查询、数据发送作用。完成初始化以后，则进入主循环的程序中，在定时器的时间到了以后，自动刷新LCD，将环境的参数显示出来。另外，系统会将检测的VOC、PM2.5数据在作为变量，实现对室内空气质量的调节。其中，定时器的时间是定时查询、数据发送至服务器的基本单位计数，但时间到以后便会对相关函数进行调用。此后，结合查询获取的结果决定执行元件动作。
（二）WIFI模块程序设计
本新风系统中，使用ESP8266无线射频模块作为其WIFI模块。这一模块的通信编程，实际上是将单片机串口的指令发送至ESP8266上，实现连接互联网的目的。同时会对服务器进行访问，完成数据发送、接受等相关的操作。实际上，WIFI模块稳定运行的前提，是对其进行烧写AT固件，使其可以识别AT指令。通常情况下，v0.9.5.0ATFirmware.bin以上的程序版本，才可以将数据上传至服务器中。下载符合需求的AT固件以后，必须使用相应烧写工具，在模块中实现固件的烧写。在这一过程中，可以设置不同的运行模式：（1）STA工作模式。在完成烧写以后进行编程。初始化WIFI模块时，可以将模块与路由器进行连接，如果发生断电可以一直与互联网连接。（2）AP工作模式。STA工作模式具有远程控制的特点，而AP工作模式则是运用局域网，实现短距离的无线通信控制。
（三）传感器模块程序设计
新风系统中传感器模块的设计，包含以下三部分：
（1）DHT11传感器程序设计。运用DHT11传感器可以对室内的温度、湿度进行检测。完成定时器的初始化以后，基本上需要4s的时间便会对温湿度进行采集。由于系统属于单总线通信，所以必须对每次采集的电平时间进行控制。在温湿度传感器中，包含PIC单片机的数据请求，以及DHT11的做出的响应。其中，与DHT11通信的是PIC的RA4管脚。
（2）MQ135传感器程序设计。在本新风系统中，可以运用MQ135传感器采集室内空气中有机物气体的含量。由于系统运行期间，气体浓度与电阻之间存在紧密关系，因此对曲线进行线性化处理，能够得出输出电压、甲烷浓度之间的关系。从传感器的模拟管脚中会有电压输出，在PIC的A/D转换以后可以得到数字信号。同时，还能够根据电源电压、电压值等计算出的阻值。最终，系统结合比值的大小曲线关系，确定室内空气中有机物的具体浓度。
（3）GP2Y1010AUOF传感器程序设计。新风系统的设计中，主要利用GP2Y1010AUOF传感器采集室内空气中颗粒物的含量。其中，必须保证最终结果的精准性，每完成10次转换以后计算一次平均值，并结合对应的公式计算浓度。
（四）客户端程序设计
新风系统与互联网接入的目的，是为用户获取数据提供便利。因此，必须重视客户端程序的设计。具体而言，客户端程序设计主要涉及以下几方面：
（1）登录界面与主界面的设计。打开程序并进入登录界面时，需要输入服务器的密码、账户名，然后点击登录按钮。后台基于POST的方式将信息传送至服务器中，经过验证成功登录系统，同时跳转至主界面中。主界面包含智能控制、历史查询、数据查询、智能连接四个部分[2]。
（2）智能连接。运用AILINK技术可以实现智能连接的目的，并在ESP8266的基础上连接至手机所使用的网络。因此，设备能够与不同的网络（例如WiFi，4G通信网等）进行灵活连接。用户点击智能连接按钮以后，可以进行网络账户、密码等方面的操作，进而将新风系统与互联网连接。
（3）智能控制。该模块的中包含两种控制方式，即手机遥控控制、远程控制。前者是将手机作为遥控器，通过手机、WIFI之间的连接，在室内进行近距离遥控；后者则是通过网络对系统进行远程控制、监测。
三、系统测试
将新风系统应用室内，并与到电源连接。运行一段时间以后，会将VOC、PM2.5的数据变化上传至yeelink中，同时基于服务器可以直观查询系统对空气的调节结果。系统在运行过程中，利用自身的WIFI模块与网络实现接连，同时数据及时传输至服务器中，经过检测发现所有的数据均为100%正确率。随后，对系统进行了远程控制测试、近距离遥控测试，同样获得理想的结果。用户可以利用智能手机的客户端，随时获取新风系统的相关数据，同时对功能进行相应的调节。
结语：
综上所述，新风系统是净化室内空气的主要工具。在智能家居广泛应用的背景下，新风系统也应该实现与互联网的介入，积极丰富自身的功能、提升系统的性能。基于此，用户能够获得更好的体验，随时掌握室内空气质量的相关信息，查询新风系统工作的状态、效果等。因此，将新风系统节点智能控制与互联网接入，是行业发展的必然趋势，需要相关人员加大重视。
参考文献：
[1]王贺.新风行业发展趋势及在工业化建筑中的应用[J].中国建筑金属结构，2019（03）：25-27+24.
[2]齐子姝，李双.基于室内污染物浓度控制新风系统实验研究及节能量计算[J].工业安全与环保，2019，45（03）：69-72.
论文作者:林厚福
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/16
标签：新风论文; 系统论文; 互联网论文; 模块论文; 室内论文; 数据论文; 空气质量论文; 《河南电力》2018年23期论文;